全站儀地檢定

1、全站儀的檢定全站儀由于經(jīng)常在野外使用及在運(yùn)輸途中的振動(dòng)和缺乏保養(yǎng)措施，導(dǎo)致儀器的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化、電子元器件的自然老化等，會(huì)導(dǎo)致儀器性能發(fā)生變化，造成技術(shù)指標(biāo)的降低。為了全 面掌握儀器的性能， 合理使用儀器觀測(cè)到合格的測(cè)量成果。儀器在使用過(guò)程中必須定期進(jìn)行檢定。由于全站儀是精密電子儀器，在使用過(guò)程中如出現(xiàn)問(wèn)題或故障不要隨意拆卸和調(diào)整， 應(yīng)到具有儀器鑒定資質(zhì)的部門(mén)進(jìn)行鑒定和維修。國(guó)家計(jì)量檢定規(guī)程規(guī)定， 全站儀的檢定周期不能超過(guò)1年。全站儀的檢定項(xiàng)目可分為三部分，即光電測(cè)距系統(tǒng)的檢定， 電子測(cè)角系統(tǒng)的檢定，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的檢定。全站儀的三部分是一個(gè)整體，為便于講解，把公用部分放在一起作為全站 儀的綜合檢

2、定。第一節(jié)全站儀的綜合檢定全站儀的綜合檢定的項(xiàng)目有：（1）水準(zhǔn)器的正確性；（2）光學(xué)對(duì)中的正確性；（3）望遠(yuǎn)鏡十字絲的正確性；（4 ）望遠(yuǎn)鏡調(diào)焦的正確性；（5）外觀和鍵盤(pán)功能的檢驗(yàn)；（6）工作電壓顯示的正確性；（7 ）照準(zhǔn)部旋轉(zhuǎn)的正確性；（8）測(cè)距軸與視準(zhǔn)軸的重合性；以上各項(xiàng)檢定工作須在常溫下進(jìn)行，檢定時(shí)氣象條件相對(duì)穩(wěn)定，儀器安置穩(wěn)定可靠?？梢栽谑覂?nèi)設(shè)置的檢驗(yàn)校正臺(tái)上或室外進(jìn)行，其中1-4項(xiàng)的檢驗(yàn)與校正與光學(xué)經(jīng)緯儀相同,并注意水準(zhǔn)器的檢驗(yàn)與校正應(yīng)先管水準(zhǔn)器后圓水準(zhǔn)器。其它檢驗(yàn)項(xiàng)目介紹如下：、外觀和鍵盤(pán)功能的檢驗(yàn)外觀和鍵盤(pán)功能的檢驗(yàn)項(xiàng)目如下：(1) 儀器表面不得有碰傷、劃痕、脫漆和銹蝕；蓋板及部

3、件接合整齊、密封性好。(2) 光學(xué)部件表面清潔、無(wú)擦痕、霉斑、麻點(diǎn)、脫膜等現(xiàn)象；望遠(yuǎn)鏡十字絲成像清晰、 粗細(xì)均勻、視場(chǎng)明亮、亮度均勻；目鏡調(diào)焦及物鏡調(diào)焦轉(zhuǎn)動(dòng)平穩(wěn)、不得有分劃影像晃動(dòng)或自 行滑動(dòng)的現(xiàn)象。(3) 長(zhǎng)水準(zhǔn)器和圓水準(zhǔn)器不應(yīng)有松動(dòng)；腳螺旋轉(zhuǎn)動(dòng)松緊適度無(wú)晃動(dòng)；水平和豎直制動(dòng)及微動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)可靠、無(wú)跳動(dòng)現(xiàn)象；組合式全站儀中，電子經(jīng)緯儀與測(cè)距儀的連接機(jī)構(gòu)可靠。儀器和基座的連接鎖緊機(jī)構(gòu)可靠。(4) 操作鍵盤(pán)上各按鍵反應(yīng)靈敏，每個(gè)鍵的功能正常；通過(guò)鍵的組合讀取顯示數(shù)據(jù)及存 貯或傳送數(shù)據(jù)功能正常。(5) 液晶顯示屏顯示提示符號(hào)，字母及數(shù)字清晰、完整、對(duì)比度適當(dāng)。(6) 數(shù)據(jù)輸出接口、外接電源接口完

4、好，內(nèi)接電池接觸良好，內(nèi)(外)接電池容量充 足，充電機(jī)完好。(7) 記錄存貯卡完好無(wú)損，表面清潔，在儀器上能順當(dāng)?shù)匮b入或取下，存貯卡內(nèi)裝鈕扣電池容量充足，磁卡閱讀器完好。(8) 使用中和修理后的儀器，其外表或某些部件不得有影響儀器準(zhǔn)確度和技術(shù)功能的一些缺陷。、工作電壓顯示的正確性檢驗(yàn)工作電壓顯示的正確性檢驗(yàn)項(xiàng)目如下：(1) 儀器開(kāi)機(jī)后如有電壓指示，可讀記儀器顯示的電壓指示數(shù)據(jù)，其電壓應(yīng)與說(shuō)明書(shū)提供的額定電壓數(shù)據(jù)一致。(2) 若儀器顯示的電壓指示數(shù)據(jù)與說(shuō)明書(shū)上不一致，應(yīng)測(cè)試儀器正常工作狀態(tài)下的工作電壓，可讀記穩(wěn)壓電源的電壓或用萬(wàn)能表測(cè)試儀器電源電池的電壓，其電壓應(yīng)為該儀器的工作電壓。(3) 儀器

5、開(kāi)機(jī)后，顯示的工作電壓和測(cè)試的工作電壓均與說(shuō)明書(shū)上的要求不一致時(shí)，則 該儀器工作狀態(tài)不正常，應(yīng)進(jìn)行維修。其檢驗(yàn)方法和技術(shù)要求與光學(xué)經(jīng) 可從顯示的垂直軸傾斜量的變化幅三、全站儀照準(zhǔn)部旋轉(zhuǎn)正確性的檢驗(yàn)機(jī)內(nèi)沒(méi)有測(cè)試垂直軸穩(wěn)定性的專(zhuān)門(mén)指令程序的全站儀, 緯儀相同。機(jī)內(nèi)配有測(cè)試垂直軸傾斜專(zhuān)門(mén)指令的全站儀， 度檢驗(yàn)其照準(zhǔn)部旋轉(zhuǎn)的正確性。檢驗(yàn)步驟如下：(1) 儀器安置于穩(wěn)定的儀器觀測(cè)墩上并精確整平，順時(shí)針和逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)照準(zhǔn)部幾周，設(shè)置水平方向讀數(shù)為零。(2) 輸入測(cè)試指令，順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)照準(zhǔn)部，從顯示屏記下0。位置和每隔45。各位置上垂直軸傾斜量(帶符號(hào))，連續(xù)順時(shí)針轉(zhuǎn)兩周。(3) 再逆轉(zhuǎn)照準(zhǔn)部并每隔45。讀記一

6、次，連續(xù)逆轉(zhuǎn)兩周。(4) 計(jì)算照準(zhǔn)部對(duì)應(yīng)180。位置的兩讀數(shù)之和，測(cè)回內(nèi)的互差值應(yīng)小于4;整個(gè)過(guò)程中各次讀數(shù)的最大差值應(yīng)小于15。四、測(cè)距軸和視準(zhǔn)軸重合性的檢定全站儀的測(cè)距軸和視準(zhǔn)軸重合條件為發(fā)射出的調(diào)制光束應(yīng)以視準(zhǔn)軸為軸心上下左右對(duì) 稱(chēng)，其不對(duì)稱(chēng)偏差應(yīng)w 1.5。在相距50100m的水平距離兩端分別安置儀器與棱鏡，檢定方法步驟為：(1 )照準(zhǔn)棱鏡中心，讀取水平方向讀數(shù)H及垂直角a。(2 )分別向左、右(水平方向)偏移望遠(yuǎn)鏡，直到接收信號(hào)減少到臨界值(不能正常測(cè) 距)為止，分別讀取水平讀數(shù) H1和H2。(3 )分別向上、下(豎直方向)偏移望遠(yuǎn)鏡，直到接收信號(hào)減少到臨界值，分別讀取垂 直角a1和

7、a2。(4 )計(jì)算水平角及垂直角的張角絕對(duì)值：H1H1H11h2H2H22若(已H2 )及(12 ）均三 1.5。則合格。以上檢定操作，也可以與偏移法進(jìn)行光電測(cè)距單元相位均勻性的檢定結(jié)合起來(lái)進(jìn)行。對(duì)于組合式全站儀檢定，還需要檢定測(cè)距光軸與經(jīng)緯儀視準(zhǔn)軸的平行性。第二節(jié) 光電測(cè)距系統(tǒng)的檢定光電測(cè)距系統(tǒng)檢定的項(xiàng)目有:（1）棱鏡桿的垂直度；（2）棱鏡常數(shù)的一致性;（3）調(diào)制光相位均勻性;（4）幅相誤差；（5）電壓變化對(duì)測(cè)距的影響；（6）周期誤差；（7）測(cè)尺頻率；（8）加常數(shù)和乘常數(shù)；（9 ）內(nèi)部符合精度標(biāo)稱(chēng)精度的綜合評(píng)定；（10 ）最大測(cè)距（測(cè)程）；以上各項(xiàng)檢定工作須在常溫下進(jìn)行，檢定時(shí)氣象條件相對(duì)穩(wěn)

8、定，氣壓與溫度變化對(duì)測(cè)距的影響應(yīng)小于I mm/km 。檢定過(guò)程中儀器不應(yīng)受強(qiáng)磁場(chǎng)、電場(chǎng)、障礙物及反光物等的干擾。 與測(cè)距儀配套使用的其他計(jì)量?jī)x，應(yīng)按相應(yīng)檢定規(guī)程的要求進(jìn)行檢定。檢定中使用的長(zhǎng)度基線全長(zhǎng)精度應(yīng)優(yōu)于1 10 6。其中儀器的周期誤差、加常數(shù)和乘常數(shù)是儀器的三項(xiàng)主要系統(tǒng)誤差。下面僅對(duì)儀器檢驗(yàn)的 主要項(xiàng)目加以介紹。、調(diào)制光相位不均勻性的檢定1調(diào)制光相位不均勻性誤差使用砷化鎵(GaAs )半導(dǎo)體光源所發(fā)出的光是一種面光源，發(fā)光面直徑一般=50訶,當(dāng)向發(fā)光管注入調(diào)制電流時(shí)，發(fā)光面上各點(diǎn)由于電子和空穴復(fù)合速度不同導(dǎo)致光的調(diào)制相位不同，這種現(xiàn)象稱(chēng)為發(fā)光管相位不均勻性。一般GaAs發(fā)光管的邊緣光比

9、中心光相位延遲，造成測(cè)量相位的不均勻性誤差對(duì)測(cè)距成果產(chǎn)生影響。其次，由于儀器發(fā)射調(diào)制光的發(fā)散角為2 一4，隨著被測(cè)距離的增加，反光鏡所截取光斑面積迅速變小，反光鏡只能將調(diào)制光束的部分光返回主機(jī)。若照準(zhǔn)正確，儀器接收到光斑中心部位的調(diào)制光，由于發(fā)光管相位的不均勻性，就使得因截取光斑面積的不同而接收到的 平均相位產(chǎn)生變異，并反映出一種系統(tǒng)性誤差。這種情況發(fā)生在測(cè)距儀瞄準(zhǔn)有偏差時(shí)特別嚴(yán) 重。2. 檢定方法發(fā)射光束相位均勻性的檢定，一般可采用偏移照準(zhǔn)法和反光鏡二維移動(dòng)法。偏移照準(zhǔn)法是固定棱鏡偏移儀器照準(zhǔn)部的測(cè)試方法。而反光棱鏡二維移動(dòng)法，則是將儀 器對(duì)準(zhǔn)反光鏡中心后，用儀器照準(zhǔn)視線不動(dòng)而將反光鏡左右和

10、上下移動(dòng)。3. 偏移照準(zhǔn)法的方法與步驟選擇長(zhǎng)為50-100m的檢定場(chǎng)地，兩端分別安置全站儀與反射棱鏡。(1) 打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)，將儀器正確照準(zhǔn)棱鏡中心，讀一組數(shù)(一般5次讀數(shù)為一組)取平均值Do。和豎直方向左右和 能正常讀數(shù)為止， 其平均值Di。(3) 將偏移點(diǎn) 照準(zhǔn)反光鏡中心測(cè) 出差值 Di=D o (4) 繪制等相 格紙上標(biāo)出，描繪 標(biāo)稱(chēng)精度的固定誤 用虛線描繪等值曲 為允許照準(zhǔn)偏差范6-1所示。I6.44run5!上下偏移直到光強(qiáng)不 每偏移1讀一組數(shù)，取上的測(cè)距平均值 Di與 距平均值Do相比較，求Di。位曲線圖，將 Di在方 等值曲線；取儀器出廠 差部分的二分之一值，線，則虛線所圍的區(qū)域

11、亂等相位曲線圖如圖(2) 依次分別轉(zhuǎn)動(dòng)儀器的水平(或垂直)微動(dòng)螺旋，使儀器分別在其瞄準(zhǔn)十字絲的水平圖6-1等相位曲線4. 反射棱鏡二維移動(dòng)法的方法與步驟(1) 將反光棱鏡安置在一個(gè)左右和上下可作20mm x 20mm范圍內(nèi)任意移動(dòng)的平臺(tái)上。(2) 儀器照準(zhǔn)棱鏡中心后讀取一組讀數(shù)并取平均數(shù)得Do，并固定儀器照準(zhǔn)部。(3) 棱鏡在豎直面內(nèi)作上下左右移動(dòng)并分別讀取相應(yīng)的讀數(shù)Di (每組5次讀數(shù)取平均)(4) 根據(jù)相應(yīng)的差值A(chǔ)Di=D o Di ,畫(huà)等相位曲線。、周期誤差的檢定所謂周期誤差是指按一定的距離為周期重復(fù)出現(xiàn)的誤差。周期誤差主要來(lái)源于儀器內(nèi)部固定的串?dāng)_信號(hào)。如發(fā)射信號(hào)通過(guò)電子開(kāi)關(guān)、電源線等通

12、道串到接收部分，此時(shí)相位計(jì)測(cè)得的相位值就不單是測(cè)距信號(hào)的相位值，而且包含有串?dāng)_信號(hào)的相位值，這就使測(cè)距產(chǎn)生誤差。由于測(cè)量相位的方式不同，其誤差來(lái)源也有所不同，一般的說(shuō)，周期誤差的周期取決于精測(cè) 尺長(zhǎng)。為了保證儀器的精度，儀器在出廠時(shí)都已將電子線路調(diào)整好，是周期誤差的振幅壓低到儀器測(cè)距中誤差的50 %以內(nèi)。但由于外界條件、電子元件參數(shù)的變化等原因，周期誤差也 隨之變化，所以必須測(cè)定周期誤差。當(dāng)其振幅大于測(cè)距中誤差的50 %，并且數(shù)值較為穩(wěn)定時(shí)，則在測(cè)距中必須加入周期誤差的改正數(shù)。1周期誤差的檢定方法周期誤差的檢定一般采用平臺(tái)法。平臺(tái)全長(zhǎng)應(yīng)大于測(cè)距的精測(cè)尺長(zhǎng)度，常見(jiàn)儀器的精測(cè)尺長(zhǎng)有10 m、20m

13、及30m。若建造永久性的通用平臺(tái)， 一般取35m ;平臺(tái)的平直度應(yīng)優(yōu)于 5 10 5 ;平臺(tái)與儀器墩（或腳架） 的高差不大于2mm且在同一方向線上。平臺(tái)全長(zhǎng)上分段數(shù)可取 n=20（每段長(zhǎng)d可取儀器精測(cè)尺長(zhǎng)入/2的1/40或1/20）,這已保證 算出周期誤差振幅精度 mA 1/3mD （ mD為儀器檢測(cè)時(shí)測(cè)試的中誤差，即單位權(quán)中誤差）。 若n = 10,則mA 1/2mD，只能剛好達(dá)到檢測(cè)要求。平臺(tái)上分段長(zhǎng)d的精度要求達(dá)到士 0.1 士0. 2mm.。2.觀測(cè)方法與步驟如圖6-2所示，被檢測(cè)主機(jī)安置在距平臺(tái)20m處的平臺(tái)中心軸線的延長(zhǎng)線上，高度安置與平臺(tái)上棱鏡相同。首先，將反光鏡整平對(duì)中在平臺(tái)的

14、第1點(diǎn)上測(cè)得距離D1，再由近及遠(yuǎn)依次觀測(cè)（往測(cè)），取5次讀數(shù)為1組，依次觀測(cè)完21個(gè)點(diǎn)，然后，由遠(yuǎn)及近依次觀測(cè)（返測(cè)）， 取往返觀測(cè)平均值作為相應(yīng)各點(diǎn)距離值。圖6-2周期誤差檢定平臺(tái)3.周期誤差元素的計(jì)算及精度的評(píng)定根據(jù)n組觀測(cè)值，求周期誤差振幅 A、初相角及精度的評(píng)定按間接平差進(jìn)行。改正 數(shù)計(jì)算公式如下：y Asin( i)(6 1)、亠Di式中i360 待測(cè)距離相應(yīng)的相位角；/2Vi 周期誤差的改正數(shù)；A 周期誤差的振幅；0 初始相位角。設(shè)Di0為01的近似距離，3為其改正值，Vi為距離觀測(cè)值Di的改正數(shù)，K為加常數(shù)改正值, 則對(duì)第1段距離可以列出以下公式:Di K Asin( i0) v

15、i Di0(6 2)整理后得到觀測(cè)值方程式：Vi ( K) Asin( i0) (Di0 DJ(6 3)同理可得到第i段的觀測(cè)值方程式：Vi ( K) Asin( i 0)Di0 (i i)d DJ(6 4)式中：d 相鄰兩點(diǎn)間的距離。K ,A cos 0,Asin 0 ,liDi0 (i 1)d Di，則得誤差方程為:vi c sin ixcos i y li(6 5)由于i在2 范圍內(nèi)均勻分布和對(duì)稱(chēng)分布,因此法方程式非自乘項(xiàng)都為零,而自乘系數(shù)則為-。法方程式為:2ncnli1未知參數(shù)解為:nlii 1nsini 1ilincos1ili(6 6)nsini 1ili2ncos根據(jù)x、y求得

16、周期誤差的振幅A與初始相角0為:改正數(shù)的平方和按下式計(jì)算:ili 。arcta n#x(6 7)nVVli2i 1nc2(6 8)距離觀測(cè)值與振幅及初始相角測(cè)定的精度為:(6 9)三、儀器加常數(shù)和乘常數(shù)的檢定儀器的加常數(shù)使由于儀器的電子中心與其機(jī)械中心不重合而形成的；乘常數(shù)是由于測(cè)距頻率偏移產(chǎn)生的。儀器加常數(shù)實(shí)際包括儀器加常數(shù)和棱鏡加常數(shù)，棱鏡加常數(shù)由廠家按不同型號(hào)標(biāo)出，一般為 PC=O或PC=-30mm 。儀器加常數(shù)一般在測(cè)距儀調(diào)試中使其為零，但不可能完全為零，即存在剩余值，所以又稱(chēng)剩余加常數(shù)，它與被測(cè)距離的大小無(wú)關(guān)，檢定后可以在測(cè)距成果中加入加常數(shù)改正。儀器的乘常數(shù)與被測(cè)距離的大小成正比，

17、 又稱(chēng)為比例因子，通過(guò)一定的檢定方法可以求得，必要時(shí)在測(cè)距成果中加入乘常數(shù)改正。檢測(cè)測(cè)距儀的加常數(shù)和乘常數(shù)的方法有多種，最常用的基線比較法，它同時(shí)可以測(cè)定儀器加常數(shù)K和乘常數(shù)C。1. 基線比較法的基本原理基線比較法是在野外已知標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度的基線場(chǎng)上進(jìn)行，將儀器觀測(cè)距離值與已知長(zhǎng)度相比較，用間接平差求得儀器的加常數(shù)K和乘常數(shù)C。設(shè)置一條基線，其長(zhǎng)度在幾百米至 2公里左右，將其分為 di , d2，dn段，如圖6 3 所示。圖6-3基線比較法測(cè)定儀器加常數(shù)和乘常數(shù)經(jīng)觀測(cè)可得D及各分段di的觀測(cè)值，設(shè)儀器的加常數(shù)為 K則D K (di K) (d2 K) (dn K)由此得:nD dj(6 10)i 1

18、n 1將上式微分，根據(jù)誤差傳播定律，則得加常數(shù)K的精度估算值:mKn 1(n 1)2md(6 11 )式中：md -等精度觀測(cè)值的測(cè)距中誤差。一般要求加常數(shù)測(cè)定中誤差mK應(yīng)小于儀器測(cè)距中誤差md的1 /2,即使mK0.5md,將mK0.5md代人式(6-11 )，求得n=6.5，取n=6。所以，一般基線場(chǎng)將基線分為六段，故又稱(chēng)六段比較法。為了提高測(cè)距精度，需增加多余觀測(cè)，所以采用全組合觀測(cè)法可得21個(gè)距離觀測(cè)值。2. 基線場(chǎng)的要求具有測(cè)繪儀器檢定資格的單位，必須備有檢定測(cè)距儀的基線場(chǎng)?；€場(chǎng)應(yīng)選擇在環(huán)境安靜、不受外界干擾的地方，穩(wěn)固地埋設(shè)觀測(cè)墩(六段法可埋設(shè)7個(gè)觀測(cè)墩)；觀測(cè)墩的頂部，預(yù)埋安置

19、儀器和棱鏡的連接螺絲，并使其位于同一直線和同一 水平面上?；€場(chǎng)上各觀測(cè)墩間的距離應(yīng)用銦鋼尺精確測(cè)定，其準(zhǔn)確度應(yīng)優(yōu)于2 10 5，并定期進(jìn)行檢測(cè)。3. 基線場(chǎng)上的作業(yè)步驟(1) 基線場(chǎng)上各觀測(cè)墩，依次按0, 1 , 2，6順序編號(hào)。(2) 將儀器安置于0號(hào)墩，棱鏡依次安置于1，2，6號(hào)墩，各基線段上的觀測(cè)均為一次照準(zhǔn)取5次讀數(shù)求平均值，分別測(cè)得各基線段的距離觀測(cè)值為d01 . d02 . d03. d04 . d05 . d06 0(3)將儀器分別安置于1、2、3、4、5測(cè)定的距離觀測(cè)值如下，為了全面考查儀器的性能，最好將21個(gè)被測(cè)距離長(zhǎng)度大致均勻分布于儀器的最佳測(cè)程之內(nèi)。1d02d03d04

20、d05d06d12d13d14d15d16d23d24d25d26d34d35d36d45d46d564儀器加常數(shù)和乘常數(shù)的計(jì)算設(shè)：第i段基線長(zhǎng)度值為 D10，用全站儀觀測(cè)的距離經(jīng)氣象改正后的平面距離為di，儀器加常數(shù)為K，乘常數(shù)為C,則觀測(cè)值誤差方程為：di K diC Vi Di0(6 -12)令li D0 di，則誤差方程式為ViK diC li(6 13)設(shè)為等精度觀測(cè)，則由 n (21 )個(gè)誤差方程組成的法方程式為：n dKlc=0(6 14)d ddCdl儀器加常數(shù)和乘常數(shù)的解為：KQnQ12l(6 15)CQ21Q22dl上式中，Q11.Q22.Q12.Q21為未知數(shù)的協(xié)因數(shù)陣(

21、法方程系數(shù)陣的逆陣)，即:Q11ddndd d2AQ12QdQ212ndd d2nndd d2(6 -16)KlQn dlQi2C lQ2 dgvv II lK dlC加常數(shù)和乘常數(shù)測(cè)定的中誤差計(jì)算公式為：mo熙mKme mt，Q22(6 17)為了檢驗(yàn)所測(cè)定的距離，加常數(shù)、乘常數(shù)用下列關(guān)系式的離散程度進(jìn)行相關(guān)性檢驗(yàn)：D0 di K diC(6 18)其計(jì)算式為(d_d)(l 口(d d)2(l r)2(6 19)相關(guān)系數(shù)法檢驗(yàn)時(shí)如果顯著水平取a=0.05，由自由度n-2(六段法n-2=19)查表6 1 ,可得相關(guān)系數(shù)臨界值 r。0.433。當(dāng)rr。0.433時(shí)線性回歸成立。表6 1相關(guān)系數(shù)臨

22、界值表自由度顯著水平自由度顯著水平0.050.010.050.0110.9971.000160.4680.59020.9500.990170.4560.57530.8780.959180.4440.56140.8110.917190.4330.54950.7540.874200.4230.53760.7070.834210.4130.52670.6160.798220.4040.51580.6320.765230.3960.50590.6020.735240.3880.496100.5760.708250.3810.487110.5530.684260.3740.478120.5320.661

23、270.3670.470130.5140.641280.3610.463140.4970.623290.3550.456150.4820.606300.3490.449四、儀器的內(nèi)、外部符合精度和標(biāo)稱(chēng)精度的綜合評(píng)定1儀器內(nèi)部符合精度的檢定內(nèi)部符合精度是儀器對(duì)某段距離進(jìn)行多次重復(fù)測(cè)量的觀測(cè)值之間的符合精度，應(yīng)小于儀器標(biāo)稱(chēng)精度的1/4 。檢定方法是：在室內(nèi)走廊約30m距離兩端分別安置儀器與棱鏡，在儀器一次照準(zhǔn)棱鏡后連續(xù)測(cè)距30次，按下式計(jì)算一次測(cè)定的中誤差:vv-n 1di D平均值中誤差:相對(duì)中誤差：m內(nèi)、nMD(6 - 20 )(6 - 21 )(6 -式中：Vi -第i次觀測(cè)值與平均值之差;

24、 di 第i次觀測(cè)值；D n次觀測(cè)的平均值；n 連續(xù)觀測(cè)的次數(shù)。內(nèi)部符合精度主要反映儀器的測(cè)量相位誤差及外界觀測(cè)條件的影響，而儀器的加常 數(shù)、乘常數(shù)、周期誤差、對(duì)中誤差的影響不能反映出來(lái)，所以計(jì)算出的精度一般偏高。2儀器外部符合精度的檢定外部符合精度是在標(biāo)準(zhǔn)基線兩端（基線長(zhǎng)1 2km）分別安置儀器與棱鏡， 連續(xù)測(cè)10次,經(jīng)過(guò)各項(xiàng)改正后取其平均值與基線標(biāo)準(zhǔn)距離比較，并求出相對(duì)誤差，計(jì)算式為K = D-DoDo式中：D n次觀測(cè)經(jīng)過(guò)各項(xiàng)改正后的平均值;(6 23)D?；€的標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度。外部符合精度能夠比較客觀的評(píng)價(jià)測(cè)距精度。3標(biāo)稱(chēng)精度的綜合評(píng)定根據(jù)基線場(chǎng)上基線段的標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度Di0及相應(yīng)的觀測(cè)值di （

25、須進(jìn)行頻率、氣象、傾斜及常數(shù)等改正），用公式（a bD）表示儀器的測(cè)距標(biāo)稱(chēng)精度，其中:ddl ddl2d ndddl dl2d n dd(6 24 )式中n基線段數(shù)，liDj di ;a 測(cè)距精度的固定誤差部分 （mm）;b 測(cè)距精度的比例誤差系數(shù) （mmkm ）計(jì)算得出的標(biāo)稱(chēng)精度應(yīng)小于儀器出廠的標(biāo)稱(chēng)精度。五、棱鏡桿的垂直度和棱鏡常數(shù)一致性檢驗(yàn)棱鏡桿的傾斜誤差對(duì)測(cè)距和測(cè)角都會(huì)產(chǎn)生影響，在使用多棱鏡進(jìn)行測(cè)量作業(yè)時(shí)，必須使用同型號(hào)的棱鏡。因?yàn)槿緝x的棱鏡常數(shù)設(shè)置只有一個(gè)，所以各棱鏡常數(shù)必須一致。1儀器法O圖6-4垂線法（1 ）在棱鏡桿90方向設(shè)置兩臺(tái)經(jīng)緯儀，并精確整平儀器；（2）指揮棱鏡桿操作者，

26、使其在兩個(gè)方向都處于鉛垂位置；（3） 調(diào)整棱鏡桿的圓水準(zhǔn)器螺絲使氣泡居中。重復(fù)2-3次即可。2. 垂線法（1） 選擇合適高度位置懸掛垂線固定點(diǎn)0，放下垂線等穩(wěn)定后，在其正下方的地面作一個(gè)清晰的點(diǎn)位標(biāo)記P，使兩點(diǎn)在同一鉛垂線上；（2）棱鏡桿安置于 P點(diǎn)，對(duì)中、整平；（3）調(diào)整棱鏡桿支架，使懸掛垂線與棱鏡桿頂部中心重合，棱鏡桿的圓水準(zhǔn)器將不居中；（4） 調(diào)整棱鏡桿的圓水準(zhǔn)器螺絲使氣泡居中。重復(fù)2-3次即可。3. 棱鏡常數(shù)一致性檢驗(yàn)選擇50-100m 的距離，分別固定安置儀器和棱鏡桿。更換棱鏡所測(cè)量的距離應(yīng)相同。第二節(jié) 電子測(cè)角系統(tǒng)的檢定電子測(cè)角系統(tǒng)的檢定項(xiàng)目有：（1）傾斜補(bǔ)償器的零位誤差、補(bǔ)償范圍

27、和補(bǔ)償準(zhǔn)確度；（2）照準(zhǔn)誤差c、橫軸誤差i、垂直度盤(pán)指標(biāo)差x;（3）水平方向的標(biāo)準(zhǔn)偏差（一測(cè)回）；（4）垂直角度的標(biāo)準(zhǔn)偏差（一測(cè)回）。電子測(cè)角系統(tǒng)的檢定工作必須在儀器檢定室內(nèi)常溫下進(jìn)行。儀器檢定室內(nèi)，應(yīng)保持干 燥、清潔，不受強(qiáng)電場(chǎng)、磁場(chǎng)干擾和震動(dòng)；安置儀器的升降臺(tái)應(yīng)能平穩(wěn)升降，平行光管十字 絲清晰，并按設(shè)置要求正確調(diào)整光軸，使其與被檢測(cè)儀器的視準(zhǔn)軸盡量重合。下面對(duì)電子測(cè)角系統(tǒng)的主要檢定項(xiàng)目加以介紹。、傾斜補(bǔ)償器的檢定1. 補(bǔ)償器的零位誤差的檢定補(bǔ)償器的零位差是補(bǔ)償器與鉛垂方向不一致的誤差，稱(chēng)補(bǔ)償器指標(biāo)差，預(yù)置此項(xiàng)誤差，以保證補(bǔ)償器在自動(dòng)補(bǔ)償時(shí)加入零位差改正。當(dāng)儀器的垂直軸絕對(duì)垂直時(shí)補(bǔ)償器應(yīng)處于

28、絕對(duì)的0位，而垂直軸傾斜時(shí)，補(bǔ)償器的自動(dòng)改正量才能是完全正確的。為了消除補(bǔ)償器0位誤差，各類(lèi)全站儀校正零位誤差指令大同小異，在操作說(shuō)明書(shū)中均有操作步驟。如SOKKIA全站儀(使用“雙軸補(bǔ)償器”)在用戶應(yīng)用程序中也向用戶提供了 “補(bǔ)償器0位改正”功能，即“ Tilt offset ”功能。其調(diào)整步驟如下：(1) 精確整平儀器，將水平方向讀數(shù)顯示設(shè)置為零；(2) 進(jìn)入Tilt offset 屏幕，在設(shè)置模式下選取“In str con st ”顯示X和Y方向上的當(dāng)前改正值。如圖 6-4 ；In str constTilt. X 400 Y 400Collimatio n圖6-4當(dāng)前改正值Tilt

29、offsetX-0o 01 23Y -0 o00 04 HAR 184 o14 50 TakeF圖6 5傾角值X和Y方向上的傾角值。如圖6-5 ;(3) 選取“ Tilt X Y ”后，按/鍵，顯示(4) 稍等片刻，等待顯示數(shù)據(jù)穩(wěn)定后讀取自動(dòng)補(bǔ)償傾角值X1和Y1 ,松開(kāi)水平制動(dòng)將照準(zhǔn)部轉(zhuǎn)動(dòng)180 o，水平制動(dòng)后等顯示穩(wěn)定后讀取自動(dòng)補(bǔ)償傾角X2和Y2 ;(5) 用下面公式計(jì)算傾斜傳感器零點(diǎn)偏差值：X方向偏差=Y方向偏差=(X1 + X2 ) / 2(Y2 + Y2 ) / 2計(jì)算所得偏差均在土 20以內(nèi)，則不需校正。否則按以下步驟進(jìn)行校正；(6) 在步驟(3 )中的按OK 鍵，存儲(chǔ)X2和Y2值并

30、將水平方向值設(shè)置為零，屏幕顯示 Take F2。(7 )轉(zhuǎn)動(dòng)照準(zhǔn)部180 o，稍候片刻等顯示穩(wěn)定后按 YES 鍵存儲(chǔ)X1和Y1的值，屏幕顯示出X和Y方向上的原改正值和新改正值。如圖6 6。(8 )確認(rèn)所顯示的改正數(shù)值是否在校正范圍內(nèi)，若X和Y均在400 20范圍內(nèi)，按NO 鍵，對(duì)原來(lái)改正 值進(jìn)行更新后返回1 nstr offset屏幕，然后按/。Tilt offsetCurrent X 400 Y400New X408 Y 396NO YES(9 )然后重復(fù)第4步，按第5步的公式重新進(jìn)行計(jì)算。若計(jì)算所得偏差均在 20以內(nèi)，說(shuō)明傾斜傳感器零點(diǎn)偏差已校正好。圖6 6 新改正值、照準(zhǔn)誤差C、橫軸誤差

31、i、垂直度盤(pán)指標(biāo)差X的檢定全站儀電子測(cè)角系統(tǒng)的主要軸線包括：視準(zhǔn)軸C、水平軸(橫軸)H、垂直軸(豎直軸)V，安置儀器后的三軸正確關(guān)系應(yīng)為C丄H、 H丄V, V處于鉛垂方向。由于儀器本身的誤差及在使用過(guò)程中的變化，從而產(chǎn)生照準(zhǔn)誤差c、橫軸誤差i、垂直度盤(pán)指標(biāo)差x。1. 限差要求各等級(jí)儀器照準(zhǔn)誤差c、橫軸誤差i、垂直度盤(pán)指標(biāo)差x值的限差值見(jiàn)表6-2 。表6-2各等級(jí)儀器c、i、x值的限差一等級(jí)項(xiàng)目7.In出IV照準(zhǔn)誤差CW6W8w1016橫軸誤差iW10W15W20W30垂直度盤(pán)指標(biāo)差 xW12w 16W20W302. 檢定前的準(zhǔn)備工作(1)對(duì)具有按一定程序測(cè)定并存貯視準(zhǔn)軸誤差、橫軸誤差及垂直度盤(pán)

32、指標(biāo)差的全站儀,先進(jìn)行檢驗(yàn)及預(yù)置存貯，然后，檢定儀器殘余的c、i、x。(2)對(duì)具有傾斜補(bǔ)償功能的全站儀，鑒定時(shí)利用顯示器顯示的儀器垂直軸在x和y方向的傾斜值，精確整平儀器，直到 x和y值為0 ”，也可以按一定程序?qū)和y方向的傾斜值 存入儀器內(nèi)，以便自動(dòng)對(duì)方向值進(jìn)行改正。3. 檢定設(shè)備及要求由于全站儀具有比較正確和穩(wěn)定的測(cè)微讀數(shù)系統(tǒng)和對(duì)儀器垂直軸傾斜誤差的自動(dòng)補(bǔ) 償改正功能，因此可以在室內(nèi)以平行光管的十字絲為照準(zhǔn)目標(biāo)，按“高一平一低點(diǎn)法”同 時(shí)進(jìn)行照準(zhǔn)誤差c、橫軸誤差i、垂直度盤(pán)指標(biāo)差x的檢定，如圖6 7所示。取水平讀數(shù)讀數(shù)L1 ；讀取水K平讀數(shù)讀數(shù)L0 ；取水平讀數(shù)讀數(shù)L2 觀測(cè)：取水平讀數(shù)

33、讀數(shù)R2 ；讀取水K平讀數(shù)讀數(shù)R0 ；取水平讀數(shù)圖6-7照準(zhǔn)誤差、橫軸誤差、垂直度盤(pán)指標(biāo)差的檢定在儀器檢定室內(nèi)，設(shè)置穩(wěn)定的儀器升降臺(tái)，水平點(diǎn)的平行光管安置在與儀器同高處，使儀器光軸盡量與平行光管的中心重合。另兩臺(tái)平行光管分別安置在水平點(diǎn)平行光管上方及下方，作為高點(diǎn)及低點(diǎn)，其傾角為土 20。5。，高、低兩點(diǎn)的對(duì)稱(chēng)差值應(yīng)小于 30。4. 檢定方法及觀測(cè)步驟(1)盤(pán)左(L)觀測(cè)：照準(zhǔn)高點(diǎn)，讀Li、垂直角照準(zhǔn)水平點(diǎn)，Lo、垂直角 照準(zhǔn)低點(diǎn)，讀L 2、垂直角(2)盤(pán)右(R) 照準(zhǔn)低點(diǎn)，讀R2、垂直角照準(zhǔn)水平點(diǎn)，Ro、垂直角 照準(zhǔn)高點(diǎn)，讀Rl、垂直角讀數(shù)R1以上觀測(cè)步驟為一個(gè)測(cè)回。5. 檢定結(jié)果的計(jì)算照準(zhǔn)

34、誤差:1 nC 2ni(L(6 - 25)橫軸誤差:R1)n(L2 R2) cot1(6 - 26)2）x= 3602n iL0 R0)(6 -27 )式中垂直度盤(pán)指標(biāo)差:式中n為測(cè)回?cái)?shù)，水平度盤(pán)讀數(shù) R在計(jì)算時(shí)應(yīng)顧及180 。三、水平方向標(biāo)準(zhǔn)差的測(cè)定水平方向的標(biāo)準(zhǔn)差，反映全站儀（電子經(jīng)緯儀）電子測(cè)角系統(tǒng)的精度及性能，是評(píng)定該 儀器測(cè)角精度的一個(gè)重要指標(biāo)，也是儀器制造者和使用者最關(guān)心的問(wèn)題。檢定原理及方法與控制測(cè)量中方向觀測(cè)法的測(cè)站平差相同。1.限差要求各等級(jí)全站儀及電子經(jīng)緯儀的限差要求見(jiàn)表6-3。表6-3各等級(jí)全站儀及電子經(jīng)緯儀的限差儀器等級(jí)In出IV岀廠標(biāo)稱(chēng)準(zhǔn)確度值0.511.52.035

35、610一測(cè)回水平方向標(biāo)準(zhǔn)差W0.5W0.7W1.TW1.4P.T3.63.67.02. 檢定設(shè)備的布置如圖6 - 8所示，在室內(nèi)中心位置設(shè)儀器觀測(cè)升降臺(tái)供。在升降臺(tái)水平方向圓周上設(shè)置 46個(gè)平行光管，作為照準(zhǔn)目標(biāo)。3檢定步驟(1) 安置儀器；(2) 盤(pán)左，依次瞄準(zhǔn) A, B, C, D, A目標(biāo)后分別讀數(shù)；(3) 盤(pán)右，依次瞄準(zhǔn) A, D, C , B, A目標(biāo)后分別讀數(shù)。以上為一個(gè)測(cè)回。測(cè)回?cái)?shù)及方向觀測(cè)的限差要求見(jiàn)表6 4。圖6-8水平方向標(biāo)準(zhǔn)差的檢定表6 4測(cè)回?cái)?shù)及方向觀測(cè)的限差項(xiàng)目等級(jí)In川IV測(cè)回?cái)?shù)1064限差半測(cè)回歸零差238一測(cè)回2C互差4616測(cè)回互差2384. 水平方向標(biāo)準(zhǔn)差的

36、計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)差的計(jì)算一般采用兩種計(jì)算方法。由于觀測(cè)方向的結(jié)果都是互相獨(dú)立的直接觀測(cè) 值，所以各個(gè)目標(biāo)方向值的平差值等于直接觀測(cè)值的算術(shù)平均值。各觀測(cè)值的改正數(shù)為:VaiAaiVbiBbi式中A、B、L N分別為各個(gè)目標(biāo)m個(gè)測(cè)回方向觀測(cè)值的平均值。mo1.253|v|n、m(m 1)(6 28 )式中m 測(cè)回?cái)?shù)；n 觀測(cè)的方向個(gè)數(shù)；v 各測(cè)回方向值改正數(shù) v的絕對(duì)值之和。 水平方向值標(biāo)準(zhǔn)差的嚴(yán)密公式為：式中:movv半(m 1)(n 1)(6 29)v2(Va1Vb1L Vn1)2他2 Vb2 LVn2)2L2Vnm)四、垂直角標(biāo)準(zhǔn)差的檢定1. 限差要求各等級(jí)全站儀的垂直角的標(biāo)準(zhǔn)差不應(yīng)超過(guò)表6 5的

37、規(guī)定。表6 5垂直角的測(cè)角標(biāo)準(zhǔn)差(一測(cè)回)儀器等級(jí)In出IV出廠標(biāo)稱(chēng)準(zhǔn)確度0.51.01.52.03.05.06.01020一測(cè)回W0.5W1.0W1.5W2.0W3.0W5.0W6.0W10W20垂直角標(biāo)準(zhǔn)偏差2.檢定設(shè)備布置如圖6 9所示，在室內(nèi)A處設(shè)置升降工作臺(tái)，在I、2、3、4、5處設(shè)置平行光管；1、2 , 4、5需在水平位置3上、下對(duì)稱(chēng)固定，其對(duì)稱(chēng)角度在 20 左右。圖6 9 垂直角度標(biāo)準(zhǔn)差的檢定3檢定步驟(1) 將儀器安置于升降工作臺(tái)上，調(diào)整儀器的工作狀態(tài)。（2） 盤(pán)左（L）,自上而下依次照準(zhǔn)目標(biāo)（平行光管）1、2、3、4、5，并記錄觀測(cè)數(shù) 據(jù)（每次瞄準(zhǔn)目標(biāo)兩次讀數(shù)取均值）。（3）

38、盤(pán)右（R）,自下而上進(jìn)行瞄準(zhǔn)、讀數(shù)、記錄。（4）取盤(pán)左、盤(pán)右的讀數(shù)平均值減去水平方向值得垂直角觀測(cè)值。 以上觀測(cè)為一個(gè)測(cè)回，總共觀測(cè)四個(gè)測(cè)回。4.垂直角標(biāo)準(zhǔn)差的計(jì)算垂直角度標(biāo)準(zhǔn)偏差的計(jì)算式為(6 30 )式中v-目標(biāo)觀測(cè)值與平均值之差;m 測(cè)回?cái)?shù);n 垂直角個(gè)數(shù)，即目標(biāo)數(shù)。第三節(jié)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的檢定與傳統(tǒng)測(cè)量?jī)x器相比較，全站儀最突出的優(yōu)點(diǎn)是所采集的數(shù)據(jù)能自動(dòng)記錄與通訊，盡管目前使用全站儀時(shí)仍還有采用手工記錄的現(xiàn)象，主要是因?yàn)槭褂萌緝x進(jìn)行高精度觀測(cè)時(shí)， 儀器沒(méi)有檢核限差和取平均功能。但可以預(yù)料，今后隨著智能型全站儀的發(fā)展，測(cè)繪工作者 將越來(lái)越多地采用數(shù)據(jù)自動(dòng)記錄與通訊。全站儀的數(shù)據(jù)采集，有存貯卡

39、式記錄器、內(nèi)部存儲(chǔ)器、電子記錄簿和便攜式微機(jī)記錄終 端等方式。存貯卡是全站儀的一個(gè)附件；內(nèi)部存貯器是全站儀整體的一個(gè)部分；而電子記錄簿、便攜機(jī)則是配套的外圍設(shè)備。目前較新穎的全站儀都采用內(nèi)部存儲(chǔ)器對(duì)所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的檢定項(xiàng)目如下：（1 ）存貯數(shù)據(jù)的初始化及內(nèi)存容量檢查。（2）文件的創(chuàng)建和刪除。（3）測(cè)量數(shù)據(jù)的記錄與查閱。（4）數(shù)據(jù)的傳輸（通訊）?，F(xiàn)以SOKKIA公司的SET 500全站儀為例，簡(jiǎn)要介紹數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的檢查方法。、內(nèi)存容量的檢查及存貯數(shù)據(jù)的初始化1. 內(nèi)存容量的檢查儀器的內(nèi)存可存儲(chǔ)多達(dá) 4000個(gè)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)，對(duì)于一天的觀測(cè)數(shù)據(jù)量已經(jīng)足夠。每次觀測(cè)工作結(jié)束后應(yīng)及時(shí)傳輸數(shù)據(jù)；在數(shù)據(jù)的初始化前應(yīng)認(rèn)真檢查所存貯的數(shù)據(jù)，確認(rèn)無(wú)誤后方可進(jìn)行。2. 存貯數(shù)據(jù)的初始化數(shù)據(jù)的初始化是清除所有工作文件的數(shù)據(jù)、內(nèi)存中的已知坐標(biāo)數(shù)據(jù)和屬性碼數(shù)據(jù)，恢復(fù)儀器出廠時(shí)的狀態(tài)。方法步驟為：(1) 關(guān)機(jī)。(2) 按住F1 ,F3,和BS后按ON 關(guān)機(jī)。(3) 屏幕上顯示clearing memory ”并對(duì)數(shù)據(jù)內(nèi)存進(jìn)行初始化.二、文件的創(chuàng)建和刪除功能檢查全站儀所采集的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在工作文件中，其檢查步驟如下：1.選取工作文件在存儲(chǔ)數(shù)據(jù)前應(yīng)選擇儀器的當(dāng)前工作文件。方法步驟為：(1