中、短程光电测距规范（GBT 16818-1997）（被GBT 16818-2008代替）.pdf

cps%T 1 6 8 1 8 一 1 9 9 7前言 本标准是在原Z B A 7 6 0 0 2-8 7(中、短程光电测距规范 的基础上，根据国内的中、短程光电测距的发展水平，并参考国外 一 些国家的有关标准起草制定的。本规范不涉及仪器检测和测点埋设部分，有关检测技术和计星标准可见“引用标准”条目 本标准的附录A、附录B、附录c、附录D,附录E、附录F均为提示的附录 本标准由国家测绘局提出并归口。本标准起草单位 国家测绘局测绘标准化研究所 本标准主要起草人 彭玉辉、任道胜。中华 人 民 共 和 国 国 家 标 准中、短程光电测距规范G B J T 1 6 8 1 8 一 1 9 9 7S pe c i f i c a t i on s f or s h or t t o m e d i u m r a n g e se 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 e m e n t s1 范围 本规范适用于二、三、四等大地测量、城市测量、工程测量(包括施工测量)的各等级、等外级平面控制网以及地形控制测量等中、短程光电测距工作，不涉及控制网的布设问题。其他精度光电测距可参照执行2 引用标准 下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性 J J G 7 0 3-9 0 光电测距仪 C H 8 0 0 1-9 0 光电 测距仪检定规范3 符号 D 观测距离.m;D 经各项修正后的测量斜距.m;D o直线弦长 m;D水平距离或参考椭球面上的弦长，m;D i 水平距离或参考椭球面上的弧长，m;k一一折光系数(-0.1 3);r地球半径,m,r 经常用平均地球半径r。来代替;H H2-测点参考椭球高程,M;椭球高程是以正常高程代替4 基本要求 中、短程光电测距是指用测程为1 5 k m以内的光电测距仪(简称测距仪)的距离测量。光电 测距仪按测程分类，分为中、短、长程测程在3 k m以内的为短程测距仪 测程3 k m至1 5 k m的为中程测距仪，测程大干 1 5 k m的为长程测距仪。按测距仪出厂标称精度的绝对值，归算到 1 k m的测距标准偏差计算，精度分为四级(见表1)0国家技术监督局1 9 9 7 一 0 5 一 2 8 批准1 9 9 8 一 0 2 一 0 1实施CB/T 1 6 8 1 8 一 1 9 9 7表 1 测距仪的精度分级精度等级侧距标准偏差I一 阴 一 钱Zm mI m m;r r e,0 m J m m下sm m (一 仙 卜 毛1 0 n m,N(等外级)拍 m m(一 钧 一测距仪出厂标称精度表达式(1)为m,=士(A I-BXD).式中:月-召-标称精度固定误差，m m;标称精度比例误差系数.m m/k m;5 距离测里的亲件和准备5 门根据测距等级精度要求，应使用同等精度或高等级精度的测距仪5.2 仪器的检验和要求5.2.1 测距仪的检验。按J J G 7 0 3-9 0 执行、其中用于大于1 k.，起始边测量的仪器应在1 k m以上的基线上多段比 较进行检查，达到相应起始边精度要求5.2.2 与测距配套使用的其他计量仪表，如经纬仪、十湿温度表、气压表、钢卷尺等，应按其相应的检定规程检定。具有完备的检定资料。不f l 等级的测距仪要求所使用的干、湿温度表、气压表的技术要求如表2 所示。表 2 气象仪表的技术要求In点认干、湿0度表 c气压表 h R,I0.20 t5d、E0.51四125.2.3 与测距仪配套使用的对中装置，其对中精度要求如表 3 所示表 3 刘中装置精度要求测距仪精度等级对中精度要求I簇0.2强制对中器或精密光学对中 器ll簇1 t学对中器1、n,簇2对中杆或锤球5.3 点位和测线要求5.3 门测距所使用的点位应有明显的对中标志或强制对中器接H,点位稳定牢固、容易保存 对于水久性标志应在基岩上或冰土以下埋设地面标石或观测墩 对 f 临时性点位的稳定性，要求其受外界影响的变化应在其使用期内优于 所要求的测距精度的五分之一5.32 设计平面控制网的起始边、导线边或其他测距边长时，应顾及所使用测距仪的最佳使用条件和最佳测程G s/T 1 6 8 1 8 一 1 9 9 75.3.3 侧线应高出地面或障碍物 1.3 m以上，根据测线地貌、地物状况确定仪器的安置高度5.3.4 测线或其延长线上不应有a c 久性反光物体 应避免测线与高压(3 5 k V以上)输电线平行无法避免时应离开输电线2 m以上距离5.3.5 测线应避免通过吸热、散热相差较大的地区 如城镇、湖泊、河流和沟谷等 若无法避免时，应把测线提高到2 m以上，并选择有利的观测时间，使在两端点量测的气象数据对整个测线有较好的代表性5.3.6 布设的各测点周围不应有交变电磁场影响，特别是高频电磁场影响5.3.7 永久性的点位标志和观测墩的埋设，结合所使用测跄仪的刘中方式按三角恻量和导线测鱼规范、比长基线测量规范的有关条款要求执行5.3.8 a测距两端点的高差不宜过大，应满足下述规定:若测距两端点的高差是用对向屯角高程方法测定，则高差的限值按式(2)计算:h 翌 X 1 0 、。2式中:人 一 一 测距两端的高差，m;q 一一 测距要求的相对中误差分母的数值。b若测距两端点的高差是用等级水准测量测定的 除了 考虑所用测距仪的最大俯仰角外.其.高 龙的大小不受限制。5.4 测距前的资料准备5.4.1 根据设计任务书收集测区的地形图、选点图以及有关的交通、气象等资料5.4.2 收集完整的测距仪和气象仪表的检定资料，维修和故障处理的记录资料等6 距离测量6.，观测时间的选择6.1.1 Q测时间的选择，应根据测距精度的要求和所用测距仪的精度等级.测点所处地形、地物及当时所处季节、天气情况、大气透明度等因素来进行。6.1.2 各等级边测距应在最佳观测时间段内进行，即在空气温度垂直变化梯度为零的时刻前后一小时内进行一 般选择在测区日出后。.5 h至2.5 h和日 落前2.5 1,至。.5 h的时间段内进行观测。当使叫测距仪的精度优于所要求的测距精度时，观测时间段可向中天方向适当延长 但在晴天或少云时，不应在正午和午夜前后 1 h内进行测量6.1.3 对于精密测距，除严格按最佳时间段测距外，还应土午和下午对称观测 各等级边的往返测量可以是上、下午时段也可以是不同白天的时段。6.1.4 全阴天、有微风时，可以全天观测，尽量避开正午和午夜前后 1 h之内的时间。6.1.5 对等外各级控制边长的测距，无须严格限制观测时间6.1.6 雷雨前后、大雾、大风(四级以上)，雨、雪天气和能见度很差时，不应进行距离测量6.2 距离测量6.2 门 检查点位是否稳固，正确安置仪器，量取测距仪高度。保证充足的仪器预热时间.特别是具有恒温装置的测距仪达到恒温后方可工作6.2.2 安置反射镜。安置时应精确对中，整平并对准测站。按仪器站的指令操作及时读取和报告气象元素和镜高6.2.3 量取测距仪和反射镜高度各两次，读至毫米，各取平均值。6.2.4 严格按照仪器操作程序作业，输入应输入的各种数据，轻轻操作各键，以防破坏正确的安假状态6.2.5 测距作业中应注意事项G B/T 1 6 8 1 8 一 1 9 9 7 a.保证仪器周围大气流通良好，避免将仪器置于代表性误差较大的环境中作业(如建筑物、帐篷内等)。晴天作业时应给测距仪、气象仪表打伞遮阳。b.严禁测距仪或反射镜在对向太阳的情况下作业 。.仪器测距时应暂停无线通话.以免干扰。d.仪器测距时，避免有另外的反光体位于测线或测线延长线 卜，避免有物体在测线上晃动.或人在测线 卜 走动。e.仪器安置后，仪器站和反射镜站不准离人，应时时注意仪器的工作状态和周围环境的变化风大时，仪器和反射镜要有保护措施6.3 气象元素的测定6.3.1 气象元素包括 气温、气压和空气绝对湿度(水蒸汽压);绝对湿度是通过测定空气的干 漏和湿温后计算而取得。6.3.2 干、湿温度表应稳妥安置在高于测距仪和反射镜并通风良好的迎风处，防止日晒和其他热辐射的影响 湿球适量加蒸馏水，通风2 m i n 后方可读数。读数时应面对迎风、扶手远离温度传感头处.屏住呼吸，平视快速取得 于、湿温度。风力大于三级时要加防风罩。气压表应稳妥地平W.于仪器附近的遮阳处，注意:温度、气压读数应为仪器表示值加修正值。6.3.3 根据测距仪精度、地物地貌状况、测边所用时间、气象状态来确定采集气象元素模式 a，使用 一 级仪器测量相对精度优于五十万分之一的距离时，应在侮条边观测始末、两端点(必要时加测中间点)测定大气温度、湿度和气压值并求其平均值作为测线气象代表值;n.对于_至四等级起始边、导线边应在测线两端同时测定大气温度和气压值，求其平均值在耳次测距时问超过2 m i n 时，还应在观测时间始、末各测定一 次大气温度和气压值并求其平均值若在5 0 0 m以内较平坦的地区、地表覆盖较为一 致，又有风的情6 下，可以单端(测站)测定气温和气压值;。.对于等外级别控制边，一般每边一次，测站单端测定大气温度和气压值。但在地形地物复杂.:I差较大 距离大于1 k m时也应两端测取大气温度和气压值并求其平均值;d.对于工作频率在微波段的测距仪，距离测量中都应测定大气湿度 e，对于输入气象元素值自 行改正的测距仪，应将上述采集的气象元素平均值输入仪器后进行测距。但是，当气象元素值发生变化时 干、湿温度大于1 C、气压大于2 h P a)，应立即输入新值，再测距离6.4 距离测量的技术要求6.4 门距离测量时所用的测距仪主要配件如反射镜、支架、基座应和检定所用的 一 致。一般不得换用对于等外级测距，可更换主要配件，但常数误差应在测量精度允许范围内6.4.2 距离侧量的技术要求见表 4 a 表 4 距离测量技术要求等级使用测距仪精度等级每边测回数往测返测备注二等I、.44或用不同时间段代替往返侧三等I221、口44四等I、I22日4A等外1、I、U2N4G B/T 1 6 8 1 8一1 9 9 7测回是指整置仪器照准目标 一 次、读取数据五个往6,4.3时间段是指完成一距离测量和往测或返测的时间段，如 L 午、F 午或不同白天 各级精度测距仪观测结果较差限值，见表5:表 5 各级精度较差限值测距仪精度等级测回读数间 较差限值测回间较差限值往返测或时间段内较差限值123J 万(A 十 B X D X 1 0)n57m1 01 5N2 03 0往返测较差，应将斜距化算到同一水平面上，方可进行比 较。(A+B X DX 1 06)为 测距仪标称精度任6.4.4式中:采用三角测量确定高程差，进行倾斜修正 声1 X1 0，应首先检查气象元素取样是否正确，测频和公式应用是否有误，若以上正常，应在不同基线段或不同基线场上进行比c B/T 1 6 8 1 8 一 1 9 9 7测测试结果和上述结果一致时，所测乘常数有效。频率和乘常数改正同时进行若距离进行频率改正后，归算结果，乘常数I RI 0.3 m的大偏心观测时，水平距离的计算公式:.。(1 5D。二,/Mw+W,一 2 Dw Wc o s o7.2.2W-观测站的偏心距，M;0 一 一观测站的偏心角;D w偏心观测的水平距离。经过各项修正以后，测量距离D化算为水平距离或化算到参考椭球面 巨 的公式如下22斗中不不式式a)对于3 k m以内的短距离，用两端点间高差计算水平距离公式:.(17D,=,/D“一 H .b)对于3 k m以上测量距离D，首先化算为两端点间的直线弦长D.其公式为:。.。i s)里24rzD,=D一 k z 对于中、短程距离(D1 5 k m)此项可以忽略，D,D;再将两点间的直线弦长D。化算到参考椭球面上的弦长D,，其公式为:D 一(H，一H)，(1+H,/r)(1+H/，一)始将参考椭球面上的弦长化算为参考椭球面上的弧长，其公式为:D2=D,+(1 9)(2 0)且24r2 上面各式中椭球高程是以正常高高程代替;正常高高程可以从水准测量或三角高程测量中获得。椭球高程在高等级大地测量中才应用，而在低等级或短程测量中椭球高程和正常高高程之间差别可以忽略不计。7.2.3 用测量天顶距将距离化算到参考椭球面上。a)先将测量距离化算为直线弦长。对于中、短程(1 5 k m)距离，该项改正可忽略，测量距离近似等于直线弦长 b)将直线弦长(即斜距)进行倾斜改正，化为水平距离，其公式为:D,=D,s i n 乙刀 艺(2一k)4尸s i n 2 Z,(2 1C)将DH t 改算到参考椭球上的弦长:D=D,(1一H,/r)，(2 2d)将参考椭球上的直线弦长化算为弧长其公式为D,=D,+D/2 4 r (2 3)G B/T 1 6 8 1 8 一 1 9 9 7 以上各式中:D y,测点P,至P，处的水平距离，m;Z测点 P,处的天顶距，(“);l-测点p:的正常高高程，。7.2.4 利用观测天顶距和斜距计算高差公式 a)单向观测H:一 1 1 一 D,c osZ,+(1 瑟 k)2 r (D,sinZ,)h)对向观测 1 1:一H=D,/2(c os Z。一 c o,Z,)上两式中:Z,s-P,到P 2 测点的天顶距，(。);Z 2,-P:到P,测点的天顶距，(。)7.2.5 参考椭球面上长度D、归算到高斯平面F 的长度D，按下式汁 算甲 二(2 4(经 5 夕D,一 D,1+毅+豁 (2 6式中:勿 测线两端点横坐标差,O y-y,-y;Y.-测线两端点横坐标之平均值，Y,【二1/2(y i f-y i),m;、参考椭球上 测线中点的平均地球半径,m7.2.6 水平距离化算到其他任意高程面上的长 度，按下式计算:D，二D,(1 一H./r.A)式中:D,任意高程面上的距离,m;Hm l 该水平距离两端点到任意高程面的高程平均值,m;Y p法截线的曲率半径,m e.，.。(2 7)其 中:*一 厕(1-告 e 12一、cos 2 a)式中:M,N 分别为测距边中点的子午圈和卯酉圈曲率半径,m;e 所采用的椭球偏心率;R.测距边中点纬度.。;a-测 距边的方位角，。7.3 测量距离的精度评定7.3.1 单向观测距离的精度评定 根据测距仪器精度、测距时安置、使用和环境条件，分析测距误差源的大小估算测距精度 测距中误差公式采用经验公式:m。二士(八+召x D)(2 8)式中:A 一一固定误差,m m;B 比 例误差系数，m m/k m;其中:A 二。十m e-f m s+m a-m 冬 T B 二仁、言+。号+7.葺+，名 wz式中:m加常数测定误差，由检定证书中给出;m-一 一相位均匀性误差，由检定证书中给出;m一一周期误差测定中误差，由检定部门给出;m;对中误差，由采用的对中方式决定，参考表 3;G B/r 1 6 8 1 8 一 1 9 9 7Y Y l每一距离观测结果的算术平均值的中误差，用下式计算 m一士每次读数与 读数中数之差;读数次数;乘常数测定中误差，由检定部门给出折射率计算公式误差，一般取值为0.精测频率的漂移和测定相对中误差;v vn(n一 1)(2 9式中:Vmm一二2X1 0-fi气象代表性误差，与大气状况和测线通过的地形、地表覆盖物有关 表 8 气象代表性误差经验取值表，经验取值如表 8 0耐斌 飞 nk少了mm气象代表性情况一端测气象两端测气象较好1.01/V 万中等1.51.5/J 万较差2.02 了 丫 万7.3.2 对向观测距离的精度评定 d)一 次测量的中误差，用 卜 式计算阴:二 士C d,d,2 nb)对向观测的平均值中误差，用下式计算I 刀d=。)相对中误差:(3 0)(3 1)(3 2)弓1甄 一一钧一马以上 式中:d,化算到同一高程面的每对水平距离之差.m m对向观测差值的个数，n 妻4;水平距离的平均值刀一DI8 测距资料的整理与上交a.1 为便于测距资料长期保存和使用，应计算准确，注记明了，格式统一，整齐美观，装订成册8.2 整理后上交资料应包括下列内容:施测任务书:填写施测单位、作业时间、人员名单和重大事件记载和人员、仪器事故等，其格式如附录 A(提示的附录)。b.测量分布略图，其格式如附录 B(提示的附录)。作业要求登记表:内容有执行标准名称和编号，测距作业技术要求(包括电子记簿程序)，其格式如附录C(提示的附录)。d.观测手簿，其格式如附录D(提示的附录).或电子外业记录的原始记录打印成果及其复印件，贴于手簿上或数据记录软盘及其打印件。e.观侧成果及精度统计表，其格式如附录E(提示的附录)。f.测距仪和气象仪表的检定证书或其复印件 S.验收报告，其格式如附录 F(提示的附录)。c B/T 1 6 8 1 8 一 1 9 9 79 测距仪的维护和保养9.1 测距仪在使用、运输、贮放中应注意防潮、防尘、防雨和防日晒一般不宜在 4 0 C以土高温和一1 5 以下低温的环境中使用和贮放9.2 使用期间，严防雨淋。若被少量淋湿，应立即用干净的软布擦干。并在使用后放置通风处晾吹 一 段时间，方可装箱存放9.3 每次使用后.应对箱体和仪器用软布擦拭、除尘、除潮、取下内部电池，检查配备件是否齐全9.4 仪器贮放时，应放置在通风良好、干燥阴凉的地方，贮箱内放置防潮防霉剂。对于长期存放的仪器、应定期(最长不超过一月)通电(半小时以上)驱潮、维护、保养，同时检查仪器工作是否正常95 测距仪的专用蓄电池贮放时应按其说明书处理 对于常用的镍镐蓄电池，必须充足电存放，并且在存放期间定期充电。9.6 不宜使用强挥发性的溶液或其他有机溶剂清洁仪器。一般使用无水乙醇和乙醚(s,4)混合 液，用脱脂棉签擦洗。9.了 在使用中，严禁非维修人员拆卸仪器各个部件和任意调整不应调整的部件G B/T 1 6 8.1 8 一 门 9 9 7 附录A(提示的附录)施测任务书施测任务书施测单位技术负责人作业时间测区名称作业人员姓名作业中担任职务2l1G s/T 1 6 8 1 8 一 1 9 9 7 附录B(提示的附录)测量分布略图测量分布略图测赁 l l 离分布略图 (说明标石类型)C e/T 1 6 8 1 8 一 1 9 9 7 附录C (提示的附录)技术要求登记表技 术 要 求 登 记 表执行规范名称、版号作业技术要求电子记簿和成果计算机处理通用记簿程序版号通用成果处理程序版号自编记簿和处理程序附贴备注2 I 6c B/T 1 6 8 1 8 一 1 9 9 7 附录D(提示的附录)测距手薄格式测距手薄网名边名口期仪器名夭气观测者仪器号风向力记录者高程测站 员仪器高测量时间始时间镜站点棱镜高末时间第测回距离观测气象观测干温湿温气压,h p.测前测站镜站测后测站镜站中数中娶女第测回干温湿温气压,h P a测前侧站镜站测后测站镜站中数中数垂直角观侧靓点盘左读数盘右读数指标差垂直角战标高刁f 平距离公 十 算测回中数气象修正频率修正常数修正倾斜修正归心修正修正后水平距离21 7G B/T l 8 1 8 一1 9 9 7 附录E (提示的附录)精度估算精度估算洲网名仪器型号整理 口期又 见 测者检查者验收 名序号起止点名高差1垂直角改正后水平距离次测墩巾误差测距中误差测距相对 巾误差2】吕G B i r 1 6 8 1 8 一 1 9 9 7 附录F (提示的附录)验收报告验收报告年月日(单位盖章)