光电测距仪检定规范(CH 8001-1991).pdf
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1、中 华 人 民 共 和 国 测 绘 行 业 标 准光电测距仪检定规范CH 8 0 0 1 9 1 S pe c i f i c a t i on on c a l i b r a t i on ofe l e c t r o-op t i c a l d i s t a n c e m e a s u r i n g i n s t r u m e n t1 主题 内容与适用范围主题内容本标准规定了光电测距仪(以下简称测距仪)的检定 目的、检定项 目和检定方法,它不涉及侧距间t题?标准分享网 w w w.b z f x w.c om 免费下载CH 8 0 0 1-9 15.4 在测距仪附近(大
2、于仪器的最短测量趾离)安置反射棱镜,按照测距仪说明书中的使用步骤,检查仪器的功能6 发射、接收、照准三轴关系正确性的检验与校正 跟离测量轴要和望远镜视准轴保持平行(或重合),当望远镜照准反射棱镜的照准标志时(或反射棱镜中心,下同),测距仪的接收信号强度应该最大。测距仪的发射和接收光轴间的平行性由制造)一 家机械加工保证。其检验与校正也由制造厂家或专门的维修点进行。6.1 检验方法6.1 门将反射棱镜置于离测距仪 2 0 0 3 0 0 n、处,置平测距仪和反射棱镜6.1.2 用望远镜照准反射棱镜的照准标志,读取水平度盘和竖直度盘读数6 门.3 用微动螺旋使反射棱镜照准标志偏离十字丝中心,刚好使
3、接收信号强度达到最小6.1.4 如果(”式成立,则认为距离测量轴和望远镜视准轴在水平方向已平行.如果(2)式成立,则认为二者在竖直方向已平行,否则表明二者不平行,需要进行校正。H+H,_ _。2-一 州 6,)”“二 4 一 l tV+V 2一V I 蓉 3 0 .。,。一(2式中:Hy反射棱镜照准标志位于十字丝中心时,水平度盘、竖直度盘读数,();万、月-一 反射棱镜照准标志位于十字丝左端、右端时,水平度盘读数,();v v r 反射棱镜照准标志位于十字丝上端,-F 端时.竖直度盘读数,(0)06.2 校正方法 距离测量轴与望远镜视准轴间平行性的校正,对于有校正机构的测距仪,按照测距仪使用说
4、明书中的校正步骤进行校正。对于无校正机构的测距仪,应送回到制造厂家或专门的维修点进行校正6.3 检验和校正必须反复进行,直至(1),(2)两式成立6.4 将测距头重新安装一次,再按 6.1,6.2 进行检验和校正。7 内部符合精 度的检定内部符合精度反映一定的距离范围内仪器重复读数之间的符合程度。它表现为测距仪本身测相的偶然误差,是仪器测量稳定性的主要表征。检定方法 在气象条件 良好的场地 上,选择一段 4 0 -1 0 0 m左右的距离 分别在所选距离的两端安置测距仪和反射棱镜。用望远镜照准反射棱镜的照准标志,连续读取 3。个以 上 的距离观测值。观测数据处理 计算平均值 月.八/勺d1.1
5、爪卞1.22不不不又又又?标准分享网 w w w.b z f x w.c om 免费下载CH 8 0 0 1 一 9 1门每年检定 一 次8.1.3 检定方法 根扼测距仪的结构,有白接测频和间接测频两种检定方法,均无需打开测距仪8.1.3.1 直接测频 当测bR i.仪本身设有频率检定插孔时采用。检定设备直接与被检振荡器的频率插孔连接 a)被检振荡器的输出频率加到电了记数器输人端.如图 1;b)振荡器经规定的预热时间后开始观测。每分钟观测一次,连续观测 3 0 m m;c)预热时间:带恒温装置的振荡器,按出厂规定的预热时间预热,不带恒温装置的振荡器.预热O n un;d)检定的始末测定室温81
6、.3.2 间接测频 当测即仪本身无频率检定插孔时采用。通过光电转换器,将检定设备与被检振荡器连接 a)通过光电转换器,将振荡器发射的调制光信号转换为电信号,经放大后加到电子记数器输入端如图 2;h)以 F 同 8.1.3.1中的 b),c),d)e 图 1 直接测频8.1.4 观测数据处理 a)计算平均值间接测 频f-2一If 3 0b)计算频率准确度f一图 2fc)计算检定误差S=+一1o 1 (5)1 立、.几时和 1(Jll川)图 3 日 寸 问一 频率特性曲线示例式中:了 被检振荡器的频率实际俏,H z;叮 一 频率观测值,H z;2 一一频率准确度;大,被检振荡器的频率标称值,Hz;
7、a一 检定误差;T 一 取样时间(闸门时间),5。d)以(A f,/f J X 1 0,为纵坐标,时问(m i n)为横坐标,绘制时间一 频率特性曲线,如图 3(d 人=f,大).8.1.5式 中:频率改 正A n,一zx1 0 61)(6)rJ D频率改正,m m;距离观测值 k m aCH 8 0 0 1 一9 1表 3 频率准确度算例序。一,一 序 号了一序号一了;厂 石 一1 4,8 55()9 2一 2l 2 21 生 9 8 55 0 5.31 49 8 55 0 5 11 49 8 55 2 艺 51、。85 丽 8 万 一31 4 9 8551 9.5 1 3 艺 31 4 9
8、 8 5 5 0 4 9生,4一 一万而 言 几。而一r一2,一 一一一一 11 生9 8 55 0 魂.7151 心9 8 55 1 5 4l5_ _ _4:85:。7 3 一2 5厂石1 4 9 8 5 5 1 4.1!1。1 49 8 55 0 7.92 61 49 8 55 0 4 3;1 生9 8 55 1 2.71 7 一2 71 49 8 55 0 4,11 49 8 55 1 1 9,8Ir一2 81 49 8 55(3.891 礴9 8 55 1 1.3 一 而 一1 49 8 55 0 6.02 9 1 49 8 53 0 3 6lO1 49 8 5 5 1 0.5一 2
9、0 一 一 3 Oj 1 4 9 8 5 5 2 8.。无一f 一1 8.7f=1 9 8 5 5 0 9,38.22 火 1()竺,1 卜 温度一 频率特性的检定振荡器频率直接受环境温度影响而变化。检定温度一 频率特是为 了了解振荡器的质量,并对距离观测值加人温度一 频率改8.21 检定设备 除同 8.11 外,需增设具有温度控制功能的高低温试验箱(或试验房,下同)。B.2.2 检定条件 高低温试验箱的温控范围:一10+40C,其中任 温度点的调整误差为士I C。其余同8.1.2中的切、c)、d)、e)8.2.3 检定方法 a)被检振荡器置于高低温试验箱内。电子计数器、光电转换器宜置丁试验箱
10、外,通过电缆引线进行连接;b)以一I O C、O C、1 0、2 0、3 0、4 0 等 6 个温度点作为检定点;。)每个检定点需持续恒温一小时,然后再观测频率。每分钟观测频率一次,连续观测30m in。82.4 绘制温度一 频率特性曲线 a)讨 算每个检定点的频率准确度2;b)以2丫1。“为纵坐标,温度 T()为横坐标,绘制温度一 频率特性曲线,如图4。图 4 温度一 频率特性曲线示例8.3 频率开机特性的检定 开机特性是指振荡器频率值在一段时间间隔内的最大相对变化 检定的日的是了解振荡器的性能8.3.1 检定设备、检定条件和检定方法 分别同 8.1.1、8.1.2和 8:l 38.3.2
11、观测数据处理标准分享网 w w w.b z f x w.c om 免费下载CH 8 0 0 1 一9 1计算开机特性K 一f-二 一f m.(7)式中8.4:K一开机特性;f.二 一m a x(f;);f,;=m i n(关);大频率观测值,Hz o算例:观测数据同表 3,则 f m、一f m;=f1 4 9 8 5 5 2 5.3一 1 4 9 8 5 5 0 3.4 1 4 9 8 5 5 2 8.0 =1.5 X 1 0_,频率重现性的检定频率重现性指侧距仪振荡器连续工作一段时间z,后,关机 一段时间z,再开机一段时间r:后的频率值.f与关机前的频率值.f的相对偏差。表示为:_ J 2-
12、f l厂 片 一一下.“介介二 .,:.奋,.门 .1 6)Jn式中:尸频率重现性;f关机前的频率值,H z;f,再次开机 一 段时间后的频率值,H z;/。一 振荡器频率标称值,H z;8.4 门检定设备、检定条件和检定方法 a)根据测距仪预热时间、1作时间和作业间隙情况,一般取q=t,=1 0 m i n t,=3 0 m i n;b)频率值几 和几 的测量取样时间r=1 0 s,测量 1 0次,取其平均值;c)其余同 8.1.1,8.1.2和 8.1.39 周期误差的检定周期误差是由测距仪内部的光电信号串扰而引起的,它随距离成周期性变化 检定的目的是了解它的大小,以便在距离观侧值中加入周
13、期误差改正。9.1图中检定设备周期误差检定平台,如图 5所示 图 5 检定周期误差的平台示意图n-一 测站标志中心到平台第 1 测点的已知距离(或是仪器观测的距离),m:D.第,测点的距离观测值,m;U-一 测距仪的 飞 个精测尺长,m;d-每次移动反射棱镜的距离名义值,mCH 8 0 0 1一9 19.2 检定条件9.2.1 平台上的各节导轨之间的水平度和导轨中心线的准直度优于 以 二。9.2.2 测距仪的安置中心(仪器墩标志中心)位于导轨中心线的延长线 I-9.2.3 铺设在导轨 t 作为检定周期误差长度基准的尺子是带有分米分划线的因瓦带尺 长度基准应定期(一般为一年)送计量部门检定,其相
14、对精度应优于 工/5。使用时尺子两端的拉力要与检定时的致9.2.4 发射、接收、照准三轴的关系正确9.2.5 电池必须充足电,避免在检定过程中更换电池92.6 检定时,气象条件比较稳定。9.2.7 D在 1 5 1 0 0 m之间9.2.8 反射棱镜在安置精度优于士。2 m m9.2.9 检定过程中避免碰动因瓦带尺。9.3 检定方法9.3.1 将测距仪安置到仪器墩上。通过升降仪器或反射棱镜使照准光轴水平9.3.2 先将反射棱镜置于第 1 测点,再置于最后一个测点。然后再置于第 1 测点,第 2 测点 依次下去,直到第,测点9.3.3 在每个测点上读数 4次,取其平均值作为该点的距离观测值 D-
15、9.3.4 反射棱镜每次沿导轨的移动量取决于测距仪的精测尺长:a)精测尺长为 l o m的测距仪,每次移动。.5 m,精测尺长为2 0 n,的测即仪,每次移动1.0;,12 0(或2 1)个点;切 精测尺长为其他值的测距仪,反射棱镜的移动量应保证测点数不少于 2 0个94 观测数据处理9.4.1式中:平差计算时的误差方程式 二=c。一Xs i n(2 n D Jt 7)一Y c os(2 a D PI U)-LL=D,-1),”,共测 (9、(l 0)(i 一 1,2 一 ”)二.观测值改正数,m m;G 一一仪器在短距离内求解的加常数(当D 0,不是已知距离时,则含有长度修止值),m mU
16、一 测距仪精测尺长,m;D P一一第I 测点的距离近似值,m;D 第;测点的距离观测值,m;X、y:;一 未知数,M M;一 一 测点数组成法方程式,求解出Co,X,Y e计算周期误差参数A二 JX2+Y=0 p=a r e t g(Y/X )(1 1)(1 2)式 中:9.4.4一 周期误差振幅,m m-一 周期误差初相角,r a d近似值 D 0,的选取:月奋标准分享网 w w w.b z f x w.c om 免费下载CH 8 0 0 1 9 1a)如果第 1 测点的距离值为已知,则可以将该已知值作为近似值D ;b)如果第 l测点的距离值为未知,取所有观测值的尾数(厘米位、毫米位和。.1
17、 m m位)的1,.均伯作为D,的尾数,D其余位的数值与观测值D.相同。9.4.5式 中:近似值 D 0 的计算D,-=D 罕 十d;,(州),、厂国_ _必=d,L 1 十 不万十 叭 L-l)十 il口 一1$)I 价=L,3,4.n)l 4 已J二 第 第测点相对于第 1 测点反射棱镜移动的距离,m;测点相对于第 1 测点的名义距离,m;比研 A l,d,0 的尺长改正数,m m;n 一次线膨胀系数,1/C;R 二次线膨胀系数,1/Cl;T。一一因瓦带尺检定时的温度,;T 因瓦带尺使用时的温度,。9.4.6 检验周期误差的显著性 采用相关系数检验法,其计算公式_Q1(=.;1一 下刃.V
18、 c,1(1 5)Q 二。二 (l6)Q-I(L.-1)t 刁 (1 7)L-因.,.,.(1 8)式中:R一相关系数;Q Z 误差差方和,m m ;Q 总差方和,M M-;么误差方程式自由项。由(1 4)式计算出R值后,确定显著水平 a(a-般取 0.0 5 或 0.0 1)和自由度(n-3),然后查相关系数临界值表得临界值 R o。如果R R,则认为相关性好,表明仪器存在明显的周期误差;如果R 蕊R,则认为不相关,表明仪器没有明显的周期误差存在,这时采用下述数学模型v一C+L (1 9)组成法方程式,求解出C。、一、I vv n-1 (:。)式中:M。一 一测距中 误差,m m,9.4.7
19、 估算周期误差检定的精度9.4.7 门单位权中误差 a)当周期误差显著时,Ca 8 0 0 1一9 1M,一 士、v v.,.,.:、)v R 一jb)当周期误差不显著时,按(1 9)式计算。9.4-7.29.4-7.3振 幅中误 差从 一M。叮 Q c os T c fQ s i n e 干 Q s i n(2 电)初相角 中误 Y=.M翻 一,M 6-Q r,inO,+Q,c osa2 0,一Q i n(2 P,)二(2 2)2:3)上两式中:M一 振幅中误差,m m;M-一 初相角中误差 C0);P-2(62 6 5 ,Q 一 一 未知数 X 的权倒数;Q-一 未知数Y 的权倒数;Q、一
20、未知数 X 与Y 的相关权倒数 当侧点均匀分布在测距仪的精测尺长内时,上两式可以简化成M二 M 在压Mw 一p(M/A):;:式中:9.5式 中:A测点数;周期误差振幅,m m周期误差改正A D。二A s i n O。十 一 2 n D/U 习 ,(2 6)A D.,-周 期 误差 改 止,m m;A 一周期误差振幅,MM;T,-周期误差初相角,r a d;D-距离观测值,m1 0 仪器常数的检定 仪器常数分为加常数和剩余常数二项 仪器常数检定得是否正确将直接影响到测距仪的测边精度1 0.1 检定条件1 0.1 门长度大于 6 0 0 m的比较基线场,其相对精度不低于 1/1 0 0 0 0
21、0 0,分段数为六段以t.o 裹 月 周期误差算例序号近似值 P尸(m)观测值 D;(m)巾(D)(a,)误差方程式 系数。f.(L J L (L,估值)厂 一飞v 矛r.一%,(工 一工)=a七r ,“14 5-9 3 0 64 5.9 3 3 22 1 3 5 0 1 6+10.5 5 1 90.83 3 8一 2 6一 3.1 3。.5 30.2 8 0 9 一一26 06.7 6 0 024 6.4 3 0 64 6.4 3 5 02 3 1 5 0 1 6十10.7 8 2 60.6 2 2 4一 4.4 一 4.7 90.3 90.1 52 1一 4.4 0 1 93 6。(!3
22、1.3 6 0 034 6.9 3 0 64 6.9 3 6 224 9 5 0 16十 10.9 3 6 60.3 5 0 1一 5 6一 5 9启 0.3 60-1 2 9 6一 5.6 044 7.4 3 0 64 7.4 3 7 22 6 7 5 0 1 6+10.9 9 9 00.0 4 3 5一 6.6 一 6.5 3一 0.0 7。.0 0 砚 9I0 0 4 9一。.。4 3.5 6 0 054 7.9 3 0 64 7.9 3 7 62 8 5 5 0 1 610.9 6 3 6 一 0.2 6 7 2一 7 0 一 6.4 4一 0 5 50.3 02 5一7.。4 9.以
23、1 0 03 3.6-0 0 064 8.4 3 0 64 8.4 3 6 43 0 3 5 0 1 6十1(.8 3 3 8一()5 5 1 9一 5.8一 5.7 2-。0 80.0 0 6 4一 弓.8 0:弓 几标准分享网 w w w.b z f x w.c om 免费下载CH S Q O I 一 9 1续表 4序号 7一 近 鹦 L 刃 (I n)牛 8.9 3 0 6一1观测值 D (n、)一必(D)一(a 尹 仔)误差方程式系数、立)L,一估值)一 二.一几 一 么)子L 一么一(凡 一 工 分 2:弓.0 生。扮aI方,亡一一 一 4 8.9 3 5 43 2 15 01 6卡
24、1 一0 6 2 2 月1一下一 0.7 82 七一 4.8一 _ 4.41决 霎0 15 别 1一 飞.吕 汤 0.0 6 了 6一 2 毛 C万 需 民一,黔 一84 9 4 3 0 64 9.4 3 3)一3 3 9 5 0 1 6+1()_ 3 5 0 1 一 口 9 3 6 6一 2.魂一 2 6 6几4 9.9 3()64 9 9 3 1 63 5 15 01 6+10.0 4 3 5 一0.9 9 9 0 一 一,.。一 0 6 3七 丫井 嚣1.创)一习之.5 自旧5 0 4 3 0 65 0,4 2 9 01 5 5 0 1 6上 1一0.2 6 7 2 一0.9 6 3 6
25、1 _ 61 4 7ll一5 0.9 3 0 65 0 9 2 7 23 35(1 6+1 一 0.5 5 1 9 一 0.8 3 3 83 43.牛 5 一 0.0 50.0 0 2 5一 3。1 1.:6 f、,令 纂 一书)一一2 7.0 书泊4 3 5 6 爪j1 25 1.4 3 月)61。1.4 云 万异 15 016一 1 0.7 8 2 6 一一 0,6 2 2 4吮 25 _1 0:.:().0 1 0 00.1 0 8 96 6 05 1 9 2 4 06 9 5 0 1 6+11 _0.9 3 6 6一 0 t 3 5 0 1 6 66 2 7l 31 5 1 9 3 0
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