JJF 1704-2018 望远镜式测距仪校准规范-（高清版）.pdf

中华人民共和国国家计量技术规范J J F1 7 0 42 0 1 8望远镜式测距仪校准规范C a l i b r a t i o nS p e c i f i c a t i o nf o rT e l e s c o p eR a n g e f i n d e r s 2 0 1 8-0 6-2 5发布2 0 1 8-0 9-2 5实施国 家 市 场 监 督 管 理 总 局 发 布望远镜式测距仪校准规范C a l i b r a t i o nS p e c i f i c a t i o nf o rT e l e s c o p eR a n g e f i n d e r sJ J F1 7 0 42 0 1 8 归 口 单 位:全国几何量长度计量技术委员会测绘仪器分技术委员会 主要起草单位:浙江省计量科学研究院国家光电测距仪检测中心江苏省泰州市计量测试技术研究所 参加起草单位:浙江省测绘质量监督检验站 本规范委托全国几何量长度计量技术委员会测绘仪器分技术委员会负责解释J J F1 7 0 42 0 1 8本规范主要起草人:金 挺(浙江省计量科学研究院)刘毛毛(浙江省计量科学研究院)翟清斌(国家光电测距仪检测中心)戴文斌(江苏省泰州市计量测试技术研究所)参加起草人:仇跃鑫(浙江省计量科学研究院)张 锐(国家光电测距仪检测中心)张光宇(浙江省测绘质量监督检验站)J J F1 7 0 42 0 1 8目 录引言()1 范围(1)2 引用文件(1)3 概述(1)4 计量特性(1)4.1 测距示值误差(1)4.2 重复性(2)4.3 测量范围(2)5 校准条件(2)5.1 环境条件(2)5.2 测量标准及设备(2)6 校准项目和校准方法(2)6.1 外观质量与功能(2)6.2 测距示值误差(2)6.3 重复性(3)6.4 测量范围(3)7 校准结果表达(4)8 复校时间间隔(4)附录A 原始记录格式示例(5)附录B 校准证书(内页)格式(6)附录C 测量不确定度评定示例(7)J J F1 7 0 42 0 1 8引 言J J F1 0 7 12 0 1 0 国家计量校准规范编写规则、J J F1 0 0 12 0 1 1 通用计量术语及定义、J J F1 0 5 9.12 0 1 2 测量不确定度评定与表示、J J F1 0 9 42 0 0 2 测量仪器特性评定共同构成本规范制定的基础性系列规范。本规范为首次发布。J J F1 7 0 42 0 1 8望远镜式测距仪校准规范1 范围本规范适用于测量范围上限至3k m、分辨力不大于1m的望远镜式测距仪(以下简称为测距仪)的校准。2 引用文件本规范引用下列文件:J J F1 3 2 42 0 1 1 脉冲激光测距仪校准规范G J B2 2 4 1 A2 0 0 8 脉冲激光测距仪性能试验方法凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本规范;凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用本规范。3 概述测距仪是一种将望远镜光学瞄准与激光脉冲测距技术相结合、通过脉冲计数的方法测定空间远距离的测量仪器。主要应用于地质勘测、近海航行、电力电信部门测量、工程规划、气象研究、消防系统、高尔夫球场等众多民用领域。其结构与原理如图1所示。图1 望远镜式测距仪结构与原理图1棱镜;2物镜;3目镜;4L C D显示屏;5光线接收二极管;6激光束发射器;7光线接收镜4 计量特性4.1 测距示值误差1J J F1 7 0 42 0 1 84.2 重复性4.3 测量范围5 校准条件5.1 环境条件5.1.1 校准工作在常温下进行,校准时气象条件相对稳定。5.1.2 校准过程中应不受到强磁场、电场的电磁波干扰,障碍物的阻挡以及反光物反光和阳光直射等的光干扰。5.2 测量标准及设备测量标准及设备见表1。表1 测量标准及设备序号设备名称技术要求1标准长度基线场测量范围1.0k m;标准距离的最大允许误差1c m2光电测距仪或全站仪等测量标准差md(3+21 0-3D)mm;测量范围3.0k m3反射板1.D2 0 0m时,尺寸(0.3m0.3m);2 0 0m6 0 0m时,尺寸(1.0m1.0m);2.漫反射率8 0%注:D为测量距离,单位为m。6 校准项目和校准方法6.1 外观质量与功能6.1.1 测距仪应无影响测距性能的电气、机械、光学故障和损伤。6.1.2 测量模式切换和目标指示功能正常。6.2 测距示值误差6.2.1 标准长度基线场的建立。在野外开阔地带找到一个满足校准条件的场地,建立一条满足被校测距仪校准所需的标准长度基线,用全站仪(或光电测距仪)等长度测量标准标定出标准基线值。可根据被校测距仪测程的不同选取合理的基线段组合。6.2.2 校准方法。在校准时,先把被校测距仪安装在标准长度基线场的任一观测墩上,在其他观测墩上安置反射板,且使被校测距仪与反射板基本等高(如图2所示),然后通过被检测距仪的望远镜瞄准反射板中心,以单次测量的方式进行测距,重复测量5次,以平均值作为本测量段测距示值,用式(1)计算测距示值误差:2J J F1 7 0 42 0 1 8i=Dci-Dbi(1)式中:i 第i测量段测距示值误差,m;Dci 第i测量段测距示值,m;Dbi 第i测量段标准基线值,m。按上述方法由近及远进行测量,得出各测量段的测距示值误差i。可根据被校仪器测程的不同选取相应的基线段组合,不同分辨力条件下应选取不少于3个测量段,总共应选取不少于1 2个测量段(i1 2),取同一分辨力大小的所有测量段的测距示值误差中绝对值最大的值作为该分辨力条件下的校准结果。图2 标准长度基线场1测距仪;2反射板6.3 重复性将确定测距示值误差时每个测量段的5次测量值用贝塞尔公式计算出测距重复性:s=ni=1(Di-D)2n-1(2)式中s 重复性,m;D n次读数平均值,m;Di 第i次读数值,m;n 测量次数,n=5。取同一分辨力大小的所有测量段的测距重复性中最大的值作为该分辨力条件下的校准结果。6.4 测量范围6.4.1 将测距仪和规定大小的目标反射板分别安置在与测距仪规定测量上限相应长度距离的基线两端,重复观测5次,取其平均值为测量值。6.4.2 按6.4.1的方法,对仪器规定测量下限进行测量。3J J F1 7 0 42 0 1 87 校准结果表达经校准后的测距仪,应填发校准证书。校准证书应给出各校准项目的测量结果及测距误差的扩展不确定度。当用户要求时,可以根据用户提供的计量特性最大允许误差进行符合性判定,并将结论列入校准证书。进行符合性判定应考虑测量结果的扩展不确定度。8 复校时间间隔测距仪的复校时间间隔,根据实际使用情况由送校单位自主决定,建议不超过1年。4J J F1 7 0 42 0 1 8附录A原始记录格式示例表A.1 测距示值误差、重复性记录表测段序号读数值/m12345观测平均值m标准值m示值误差m重复性m12 4.02 4.02 4.02 4.02 4.02 4.0 02 4.0 1-0.0 10.0 024 7.94 7.94 7.94 7.94 7.94 7.9 04 8.0 1-0.1 10.0 037 2.07 2.07 2.07 2.07 2.07 2.0 07 2.0 2-0.0 20.0 041 2 0.11 2 0.11 2 0.11 2 0.11 2 0.11 2 0.1 01 2 0.0 10.0 90.0 051 6 8.31 6 8.31 6 8.31 6 8.31 6 8.31 6 8.3 01 6 8.0 50.2 50.0 062 8 82 8 82 8 82 8 82 8 82 8 8.02 8 8.00.00.073 8 43 8 43 8 33 8 43 8 43 8 3.83 8 4.0-0.20.484 8 04 8 04 8 14 8 14 8 14 8 0.64 8 0.10.50.595 5 15 5 15 5 15 5 25 5 25 5 1.45 5 2.1-0.70.51 06 9 66 9 66 9 66 9 76 9 66 9 6.26 9 6.10.10.41 17 6 87 6 87 6 97 6 97 6 97 6 8.67 6 8.10.50.51 28 4 18 4 18 4 18 4 18 4 18 4 1.08 4 0.10.90.01 39 1 39 1 39 1 39 1 39 1 39 1 3.09 1 2.10.90.0分辨力为0.1m时:测距示值误差=0.2 5m,重复性s=0.0m;分辨力为1m时:测距示值误差=0.9m,重复性s=0.5m。5J J F1 7 0 42 0 1 8附录B校准证书(内页)格式表B.1 校准证书内页格式序号校准项目校准结果1外观质量与功能2测距示值误差3重复性4测量范围6J J F1 7 0 42 0 1 8附录C测量不确定度评定示例C.1 测量对象和方法C.1.1 测量对象:分辨力不大于1m,最大测程不大于3k m的望远镜式测距仪;C.1.2 测量方法:室外标准基线直接比较法。C.2 测量模型=Dc-Db 式中:望远镜式测距仪的测距示值误差,m;Dc 望远镜式测距仪的测距示值,m;Db 标准基线值,m。C.3 输入量的标准不确定度的评定C.3.1 由标准距离引入的测量不确定度分量u1以附录A数据为例,本次测量的标准距离由检定全站仪用的标准长度基线场的组合边给定。依据J J F1 2 1 42 0 0 8 长度基线场校准规范中的要求,标准长度基线场的测量标准差优于1mm+11 0-6D,因此在1k m范围内其最大偏差不超过2mm,估计其服从均匀分布,则由此标准距离引入的标准不确定度分量为:u1=0.0 0 4m30.0 0 2mC.3.2 由测距仪和合作反射板安置误差引入的测量不确定度分量u2通过专用装置可以调整测距仪以及合作反射板与标准基线点间的相对位置间距偏差在2 0mm以内,估计其服从均匀分布,则由此引入的标准不确定度分量为:u2=0.0 2m30.0 1 2mC.3.3 由测距仪测量基准面引入的测量不确定度分量u3本身带有安装螺孔的测距仪的测量基准面就在安装螺孔处,因此由此引入的标准不确定度分量可忽略不计。对于不带有安装螺孔的望远镜式测距仪的测量基准面大致在仪器的中间位置,其位置偏差在3 0mm以内,估计其服从均匀分布,则由此引入的标准不确定度分量为:u3=0.0 3m30.0 1 7mC.3.4 由测距仪测量轴线与标准基线轴线的不平行引入的测量不确定度分量u4通过每次测量前对仪器的调整以及大量的实验分析得出的经验,由仪器测量轴线与标准基线轴线的不平行引起的测距误差可控制在1 0mm以内,估计其服从均匀分布,则由此引入的标准不确定度分量为:u4=0.0 1m30.0 0 6m7J J F1 7 0 42 0 1 8C.3.5 由望远镜式测距仪测量重复性引入的测量不确定度分量u5C.3.5.1 测距仪的分辨力为0.1m时:以附录A数据为例,当分辨力为0.1m时,其重复性为0.0m,即单次标准偏差:s=0.0m,因仪器的测距示值误差测量时,每一受检点测量5次,取平均值为读数,故u5=0C.3.5.2 测距仪的分辨力为1m时:以附录A数据为例,当分辨力为1m时,其重复性为0.5m,即单次标准偏差:s=0.5m,因仪器的测距示值误差测量时,每一受检点测量5次,取平均值为读数,故u5=0.5m50.2 2 4mC.3.6 由望远镜式测距仪分辨力引入的测量不确定度分量u6C.3.6.1 望远镜式测距仪的分辨力为0.1m时:对于分辨力为0.1m的仪器,半宽0.0 5m,并服从均匀分布,故u6=0.0 5m30.0 2 9m 注:其值与测量重复性引起的值相比较,取大者。C.3.6.2 望远镜式测距仪的分辨力为1m时:对于分辨力为1m的仪器,半宽0.5m,并服从均匀分布,故u6=0.5m30.2 8 9m 注:其值与测量重复性引起的值相比较,取大者。C.4 合成标准不确定度评定C.4.1 主要标准不确定度汇总表表C.1 标准不确定度汇总表分量名称评定类型k不确定度分量uim标准距离的不确定度u1B30.0 0 2望远镜式测距仪和合作靶板安置误差u2B30.0 1 2望远镜式测距仪测量基准面u3B30.0 1 7望远镜式测距仪测量轴线与标准基线轴线的不平行u4B30.0 0 6测量重复性u5A1仪器分辨力为0.1m时:0仪器分辨力为1m时:0.2 2 4分辨力u6B3仪器分辨力为0.1m时:0.0 2 9仪器分辨力为1m时:0.2 8 9 注:u5和u6两分量取较大者。8J J F1 7 0 42 0 1 8C.4.2 合成标准不确定度计算由于各不确定度分量之间不具有值得考虑的相关性,则合成标准不确定度uc为:uc=u21+u22+u23+u24+u26 因此,当仪器分辨力为0.1m时:uc=u21+u22+u23+u24+u260.0 4m 当仪器分辨力为1m时:uc=u21+u22+u23+u24+u260.2 9mC.5 扩展不确定度评定取包含因子k=2,则扩展不确定度为:当仪器分辨力为0.1m时:U=kuc=20.0 4m=0.0 8m(k=2)当仪器分辨力为1m时:U=kuc=20.2 9m=0.6m(k=2)J J F1 7 0 42 0 1 8