望远镜和照准部的准确性检测方法

1．外观及各部件功能相互作用

目视和整机通电操作试验，其各功能应正常，结果满足全站仪的通用技术要求。

2．水准器轴与竖轴垂直度

精密的全站仪及电子经纬仪（mβ≤2″），机内设置有测定竖轴的倾斜装置，按规定的操作程序及输入测倾指令，就能从显示器中读得竖轴在望远镜方向和垂直于望远镜方向上的倾斜量；然后调整三个脚螺旋，使两个方向的倾斜量不超过±1．0″，此时仪器竖轴达到铅垂状态，若水准管气泡不居中，其偏离量应小于半格，圆水准器气泡应居中。

mβ＞2″级全站仪的检定同光学经纬仪，将仪器调平，直至照准部旋转过程中，水准泡的位置无明显变化，读取气泡两端最大值为检定结果，其结果应符合“偏差不大于长水准器的分划值的一半，圆气泡应居中”的要求。

3．望远镜竖丝的铅垂度

检定方法同光学经纬仪，将望远镜十字丝照准某一目标点，然后纵向微动望远镜，目标应在竖丝上移动，不得有目力可见的偏差。

4．照准部旋转的正确性

具有长气泡的仪器检定方法同光学经纬仪，应调整仪器使竖轴垂直，照准部顺、逆旋转各两周，以每隔30°或45°时水准气泡两端的最大变化量为检定结果，其结果应符合要求。计算实例见表4－16。

【检定计算实例】

表4－16 照准部旋转的正确性检定记录

续表

最大变动1．3格

中心位置变化0．6格

具有电子气泡的仪器，可从显示屏直接读得竖轴的倾斜量。当旋转照准部时，可从显示的竖轴倾斜量的变化幅度判别其照准部旋转的正确性，其检定步骤如下：

（1）仪器安置于稳定的仪器基座或脚架上，整平后转动照准部数周。

（2）输入测试指令，从显示屏上记下0°位置时竖轴的倾斜量（带符号）。

（3）顺时针转动照准部，在每次变动45°位置及其对径的位置上，分别读记显示的垂直倾斜值，连续顺转两周。

（4）再逆转照准部，并每转45°读记一次，连续逆转两周。

（5）计算照准部对应180°的两读数之和，其值在同一测回中互差应小于4″；而整个过程中，各次读数的最大变动应小于15″。计算实例见表4－17。

【检定计算实例】

表4－17 照准部旋转的正确性检定记录

续表

最大变动：3．8″＜1．5″

一测回中互差：2．3″＜4″

5．望远镜视准轴与横轴的垂直度

被检仪器安置在升降工作台上，选用相差180°的两个平行光管A和B，其视准轴应在同一水平线上，精确整平被检仪器，以正镜位置瞄准A光管的十字线中心，固定照准部，纵转望远镜照准B光管的水平线，光管读数b1。再旋转望远镜以倒镜位置照准A光管重复上述检定，读数b2值。

按公式（1）计算望远镜视准轴对横轴的垂直度C′

式中：t——分划板横线格值。

按上述方法检定求得C′值，应符合要求，否则应进行校准。

6．照准误差C、横轴误差i及竖盘指标差I

与光学经纬仪一样，全站仪电子测角系统主要轴线是视准轴C、横轴（水平轴）H、竖轴（垂直轴）V，由于仪器本身制作的残余误差及其在使用中的变化，从而产生照准误差C、横轴误差i及竖盘指标差I。

仪器在检定前，应对具有按一定程序测定并存储视准误差、横轴误差和输盘指标差的全站仪先进行此项检定及预置存储，然后再检定其残剩的误差；对具有倾斜补偿显示的全站仪，在检定这几项误差时，则利用显示器显示竖轴在x和y方向的倾斜显示，精确整平仪器，以便自动对方向值进行改正。

检定步骤如下：

（1）以平行光管的十字丝作为照准目标，按“高—平—低点法”同时进行照准误差C、横轴误差i以及竖盘指标差I的检定。

图4－2 照准误差C、横轴误差i及竖盘指标差I的检定

如图4－2所示，调整仪器升降台高度，使仪器视准轴尽量与平行光管的中心重合。另两台平行光管分别安置在平点平行光管的上方及下方，作为高点及低点，其倾角超过±25°，高低两点的对称差小于30′。

（2）横轴误差i的检定：将全站仪按上述的方法安置，精确整平。正镜位置瞄准高点平行光管的十字线分划板中心，向下旋转望远镜，在低点平行光管的横丝刻度分划板读取格数A；以倒镜位置重复上述操作，并读取格数B，其横轴误差

式中：t——低点平行光管分划板格值（″）；

β——平行光管与水平方向的夹角（°）。

（3）对具有倾斜补偿显示的全站仪及电子经纬仪，在检定这几项偏差量时，应用倾斜补偿器装置，安置仪器竖轴到铅垂状态（利用显示器的竖轴在X和Y方向的倾斜量，用脚螺旋整平仪器，直到X和Y值分别为0°和±1″）。

（4）按水平角与竖直角观测方法，对高点和低点，作2～4个测回的水平角和竖直角观测，测回间应变换度盘，观测程序如下：

盘左L：

a．照准高点，读水平及竖直角读数；

b．照准平点，读水平及竖直角读数；

c．照准低点，读水平及竖直角读数。

盘右R：

a．照准低点，读水平及竖直角读数；

b．照准平点，读水平及竖直角读数；

c．照准高点，读水平及竖直角读数。

以上为一个测回，在盘左变到盘右观测时，应沿同一方向转动照准部，观测记录见表4－18。高—平—低三点竖直角观测记录见表4－19。

【检定计算实例】

表4－18 高—平—低三点水平角的检定记录

表4－19 高—平—低三点竖直角的检定记录

（5）检定结果的计算：

a．照准误差C

b．横轴误差i

式中：n——测回数；

L——盘左水平度盘读数；

R——盘右水平度盘读数。

式中：α低——低点与平点的夹角；

α高——高点与平点的夹角。

c．竖盘指标差I

式中：n——测回数；

LV——盘左竖盘读数；

RV——盘右竖盘读数。

计算实例见表4－20。

【检定计算实例】

表4－20 照准误差C、横轴误差i及竖盘指标差I检定计算表

7．倾斜补偿器零位误差及补偿范围

补偿器的零位误差是补偿器与铅垂方向不一致的误差（也称补偿器指标差），将检定值预置存储器中以保证补偿器正常工作。

全站仪通常设有仪器竖轴的倾斜补偿系统，这种补偿如果仅能自动改正由于竖轴倾斜对竖盘读数的影响，称为单轴补偿，实测算例见表4－21。如果还能同时改正对水平度盘读数的影响，则为双轴补偿，实测算例见表4－22。检定仪器的补偿器在出厂标定的（通常在2′30″左右）范围内，其单轴补偿和双轴补偿是否有效。其零位误差、补偿范围应符合要求。

1）倾斜补偿器零位误差

在升降台上安置被检仪器，让一个脚螺旋A安置在平行光管的视准线方向上，另两个脚螺旋B和C的连线垂直于平行光管的视准线。见图4－3检定设备布置。

对于单轴补偿的仪器，整平仪器后，在一个方向上读竖轴倾斜的显示值L，再旋转照准部180°，读竖轴倾斜的显示值R，取（L－R）／2即为补偿器零位误差，其结果应符合要求。对于具有补偿器零位误差校准程序的仪器，应按照说明书上的方法进行检定。

图4－3 倾斜补偿器测试示意图

2）补偿范围

补偿范围分为纵向和横向两个量。

a．纵向补偿范围。对无显示横轴倾斜值的仪器，按图4－1所示安置整平仪器，使望远镜大致处于水平位置，顺时针转动脚螺旋A，使仪器上倾，直到天顶读数停止变化为止，记下最后一个读数M1。再逆时针转动脚螺旋A，使仪器下倾，直到天顶读数停止变化为止，记下最后一个读数M2，（M2－M1）／2即为纵向补偿范围。

b．横向补偿范围。对具有竖轴双向倾斜显示的仪器，使纵向的显示值为0″左右，调整脚螺旋B或C使仪器倾向一侧直到横向显示值停止变化为止，记下最后一个读数Y1。再使仪器倾向另一侧直到横向显示值停止变化为止，记下最后一个读数Y2，（Y2－Y1）／2即为横向补偿范围。对于双轴补偿仪器取纵向和横向补偿范围中的较小值作为仪器的补偿范围，仪器的补偿范围应不小于其标称值。

【检定计算实例】

表4－21 具有“单向倾斜显示”仪器倾斜补偿器的检定记录（以TOPCON GTS－301 NoECO113全站仪为例）补偿范围检定记录

注：按仪器出厂指标，其补偿范围为±3′。

补偿器零位误差检定记录（″）

注：按仪器出厂指标，补偿器零位误差为±1″。

表4－22 具有“双向倾斜显示”仪器倾斜补偿器的检定

注：按仪器出厂指标，其补偿范围为±3′。

补偿器零位误差检定记录计算（″）

注：补偿器零位误差限为±1．0″。

8．倾斜补偿器补偿误差

1）竖直度盘的补偿误差（多目标平行光管法）

a．盘左位置整置好仪器，用望远镜横丝精确照准平点平行光管水平丝，读取天顶距M1（照准、读数各3次取平均）。

b．转动脚螺旋A，使仪器上仰（仰角略小于以上测定的仪器补偿范围）后，再用竖直微动螺旋，使望远镜重新照准平点平行光管水平丝，读取天顶距M2（照准、读数各3次取平均值）。

c．反方向旋转脚螺旋，使仪器恢复水平后再下倾（倾角略小于仪器补偿范围），再用竖直微动螺旋，使望远镜重新照准平点平行光管水平丝，读取天顶距M3（照准、读数各3次取平均值）。

d．转动脚螺旋A，使仪器恢复水平，再微动望远镜精确照准平点平行光管水平丝，读取天顶距M4（照准、读数各3次取平均值）。

e．计算纵向补偿误差，取Δ1＝M2－M1，Δ2＝M3－M1，Δ3＝M4－M1，取其中绝对值最大者作为检定结果，其结果应符合要求。

2）水平度盘的补偿误差（多目标平行光管法）

a．盘左位置，望远镜竖丝照准平点平行光管的垂直丝，水平度盘置零。

b．纵转望远镜使竖丝照准高点或低点（高点与平点之间的夹角约为30°）平行光管的垂直丝，读取水平方向读数N2（照准、读数各3次取平均）。

c．转动脚螺旋B和C，使仪器左倾1′30″后，用望远镜竖丝照准平点平行光管垂直丝，度盘置零，然后再用望远镜竖丝照准高点平行光管垂直丝，读取水平方向读数N2（照准、读数各3次取平均）。

d．反向转动脚螺旋B和C，使仪器水平后向右倾1′30″，用望远镜竖丝照准高点平行光管垂直丝，读水平方向值N3（照准、读数各3次取平均）。

e．转动脚螺旋，使仪器恢复水平，再用望远镜竖丝照准高点平行光管垂直丝，读水平方向读数N4（照准、读数各3次取平均）。

f．计算横向补偿误差，取Δ1＝N2－N1，Δ2＝N3－N1，Δ3＝N4－N1取其中绝对值最大者为检定结果。其结果应符合的要求，实例见表4－23。

【检定计算实例】

表4－23 补偿器误差检定 补偿器误差检定记录与计算

注：2″级仪器，要求纵向补偿的最大误差，即｜Δmax｜≤6″。

倾斜补偿器误差检定

注：对2″级仪器，要求纵向及横向Δmax≤6″。

3）补偿器对竖直度盘的补偿误差（多齿分度台法）

竖直角的补偿误差取决于所提供的铅垂线的可靠性，通过改变仪器竖轴倾斜的方式，检定某一无穷远点竖角的变化来衡量补偿器的补偿误差。具体操作方法：将仪器置于立轴多齿台上，通过旋转多齿台来实现仪器竖轴向不同方向倾斜。为考察一般的情况，仪器的竖轴故意倾斜一定量（大约偏离1．5′左右为宜）。多齿台每次转动31°18′15．6″；共旋转12个位置。由下式计算出：

式中：vi——每一位置的竖直角与其竖直角均值之差。

仲裁检定以多目标平行光管法为准。

4）补偿器对水平度盘读数的补偿误差测定（多齿分度台法）

对水平度盘读数的补偿精度用多齿分度台与平行光管组成的检定装置（平行光管Ⅰ为平点，平行光管Ⅱ为低点，其与平点在竖直方向的夹角为30°）进行检定。将被检仪器置于多齿分度台上，精确调平并使仪器旋转轴与多齿分度台回转中心同轴。使仪器竖轴倾斜1′30″。将多齿台置于零位，转动照准部照准水平点平行光管，将仪器的水平角归0，分别用盘左位置照准平行光管Ⅰ、Ⅱ，即平点及低点，读取水平度盘读数。每次逆转多齿台31°18′15．6″，仪器则顺时针方向旋转并分别照准平行光管Ⅰ、Ⅱ，共测12个点，作为往测。然后望远镜翻转180°，逆时针旋转照准平行光管Ⅰ、Ⅱ，多齿台顺时针每次旋转31° 18′15．6″，共测12个测点，这过程称为返测。

分别求出各受检点的角度平均值αⅠ，αⅡ及对多齿分度台标准角值α标的差值φi：

对于平点：φⅠi＝αⅠi－α标

对于低点：φⅡi＝αⅡi－α标

补偿器对水平度盘读数的补偿误差：

仲裁检定以多目标平行光管法为准。

9．望远镜视准线的调焦运行误差

（1）被检仪器安置在仪器升降台上，在其前面设置一台检定调焦误差的检调管，该光管内有多个分划板，连成一条基准线，构成最短视距和无穷远的4～5个目标，调整仪器及检调管，使检调管内的基准线与仪器视准轴相重合。

（2）望远镜调焦到无穷远，对准检调管无穷远目标于盘左、盘右，往、返各做两次照准，读取水平读数，取平均值为L和R，其差为（L－R）远。

再依次对望远镜调焦，对准检调管其余各处目标，仍于盘左、盘右依次往返各做两次照准，读取水平读数，取平均值为这些目标的L和R，其差为（L－R）i，式中i为目标号。

以上为一组观测，取［（L－R）远－（L－R）i］／2即为该组观测第i目标的调焦运行误差Δfi。

共进行3组观测，取平均值，每组变换度盘60°。在从盘左到盘右转换时，都应顺时针转动照准部，以免引入基座隙动误差。检定记录及计算见表4－24。

【检定计算实例】

表4－24 望远镜调焦时视轴变动误差检定记录

续表

10．光学对中器视轴与竖轴重合度

（1）对设置在基座上不能旋转的光学对中器，可利用光学对中器检验台进行检定，将光学对中器安置在该检验台上，沿对中器视准轴分别在0．8m至1．5m处设置标志板，并使标志中心与对中器视准轴重合；然后，旋转检验台180°，观测对中器视准轴的偏离量，重复3次取平均，其偏离量的一半应小于lmm。

（2）对于能够旋转的光学对中器，则不必用检验台，可旋转光学对中器，按上述方法检定。激光对点器的检定，按本方法进行。

11．一测回水平方向标准偏差

1）多目标平行光管法

室内中心位置设一稳定的仪器升降台，上面安置被检仪器；沿该仪器升降台水平方向的圆周上再设置4～6个平行光管作为照准目标。如图4－4所示。

精密调整平行光管的分划板及其倾斜度和轴线方向一致，使升降台上仪器依次照准时，不需改变调焦，就能看到最清晰明亮的平行光管分划板上的十字线成像，而且竖线处于铅垂位置。观测过程中以表4－25所列各项限差控制检测结果的准确度。如果半测回归零差超限时，应重测该测回；一测回两倍照准差互差和各测回方向值互差超限时，应重测超限方向（带上零方向）或重测一测回；一测回重测方向数超过该测回全部方向数的1／3时，应重测该测回；如果检定过程中重测方向数超过全部方向数的1／3时，应重测全部测回。

图4－4 水平方向标准差的室内检定

表4－25 多目标平行光管法观测过程中的各项限差

检定结果的计算：

根据最小二乘法原理公式计算一测回水平方向标准偏差值，其结果应符合要求。

一测回水平方向标准偏差按下式求得：

式中：m——测回数；

n——照准目标数。

计算示例见表4－26。

仲裁检定以多目标平行光管法为准。

【检定计算实例】

表4－26 一测回水平方向标准偏差的计算（多目标平行光管法）

m＝6 n＝4

一测回水平方向标准偏差

2）多齿分度台法

一测回水平方向标准偏差用多齿分度台（391或552齿）与平行光管组成的装置检定，检定装置如图4－5所示。

将被检仪器安置在多齿分度台上，精细调平并使仪器旋转轴与多齿分度台旋转中心同轴，其差值小于0．1mm。

检定中，往测时多齿分度台逆时针旋转，返测时多齿分度台顺时针旋转。往返测为一个测回，具体检定方法如下：

多齿分度台置于零位，转动照准部照准平行光管目标，使仪器的水平度盘读数置零，顺时针方向旋转照准部一周，望远镜照准平行光管目标，盘左读数两次，多齿分度台按预先布点逆时针方向旋转至第2检定位置，全站仪照准部以顺时针方向旋转并照准平行光管目标，盘左读数两次。以同样的方法检定3，4，…，n位置，（多齿分度台法测回数及各测回受检点数见表4－27），最后回到零位。

图4－5 多齿分度台检定装置示意图

1—基座；2—可调工作台；3—受检仪器；4—平行光管；5—多齿分度台

表4－27 多齿分度台法测回数及各测回受检点数

望远镜翻转180°，逆时针方向旋转照准部照准目标，盘右两次读数，多齿分度台顺时针方向转动第2检定位置，全站仪照准部以逆时针方向旋转照准部照准目标，进行第2位置检定。以同样方法检定3，4，…，n位置，最后回到零位。

分别求出往测、返测各受检点读数αi，若归零差在限差范围内，以αi对应齿盘标准角值α标的差值为ψi。

各受检点的分度误差ψi按下式求得：

取往测φi和返测φi平均值中最大值与最小值之差为测角示值误差：

一测回水平方向标准偏差按下式求得，其结果应符合要求：

式中：φij——方向误差（i＝1，2，…，n）；

m——测回数；

n——受检点数。

计算实例见表4－28。

【检定计算实例】

表4－28 一测回水平方向标准偏差计算（多齿分度台法）

起始与终了零位已归零。

测角示值误差：

Δ＝ψmax－ψmin＝2．9－（－0．9）＝3．8″

一测回水平方向标准偏差：

12．一测回竖直角测角标准偏差

采用标准竖直角法，装置如图4－6所示，分别在1，2，3，4，5各点设置平行光管一个。

图4－6 竖直角测角标准差的检定

检定时，将仪器安置在升降工作台上，并调整到工作状态，以盘左位置自上而下依次照准5个目标，并读记观测数据，每个目标读数两次，取平均值。用同样的方法在盘右自下而上依次照准目标，并读记观测结果，然后，取盘左、盘右平均值减去水平方向值，即得竖角观测值，此为一测回，共测4测回，最后求得一测回竖直角标准偏差，其结果应符合要求。

计算公式：

式中：φ——观测值与已知值之差；

m——测回数；

n——标准竖直角的个数。

记录格式和计算见表4－29、表4－30。(www.xing528.com)

【检定计算实例】

表4－29 一测回竖直角观测记录

注：1，2测回略去。

表4－30 一测回竖直角标准偏差计算（标准竖直角法）

一测回竖直角测角标准偏差：

13．发射、接收、照准三轴关系的正确性

在距测距仪300m至1km处安置反射棱镜，用测距仪的望远镜照准反射棱镜的标志，接通测距仪电源，观测其返回信号的强度；旋动测距仪的水平与垂直微动螺旋，观察返回信号强度的变化，再找出返回信号最大的位置，此时，望远镜十字丝与反射棱镜标志应重合。

14．反射棱镜的一致性

在室内长约30m的距离分别安置测距仪与受检反射棱镜，调整测距仪照准标志，分别对各配套反射棱镜进行测距。读取10次距离求其平均值，在测距中不得再次调整测距仪。对各配套反射棱镜所测的距离平均值进行比较，其最大值与最小值之差应满足要求。范例见表4－31。

【检定计算实例】

表4－31 反射棱镜常数的一致性记录表

15．调制光相位均匀性

使用砷化镓（GaAs）半导体光源发光是一种面光源，发光面一般φ＝50μm，当向发光管注入调制电流时，发光面上各点由于电子和空穴复合速度不同而导致各部分出光的调制相位不同，这种现象称为调制光相位不均匀。一般GaAs发光管，边缘光比中心光相位延迟，从而成为一般测距仪的主要测相误差来源。这种情况发生在测距仪瞄准有偏差时，特别严重。

调制光相位均匀性采用光斑位置截取法：

（1）选择长约50m检定场地，两端分别安置测距仪与反射棱镜，使其大致等高。

（2）由中心点向上下左右等间隔地移动光轴测距，接通测距仪电源，照准反射棱镜标志后，分别向上、下、左、右各方向移动光轴，找出光斑的可测范围。按其大小，由中心点向上下左右等间隔地移动光轴测距，每间隔读数5次取平均值，范例见表4－32。

【检定计算实例】

表4－32 光斑截取位置检定记录

测点顺序如图4－7所示，在偏调2′的区域内测点应不少于13个点。

图4－7 测点顺序

（3）将光斑中心点测距值与其他各点测距值之差绘制等相位差图，偏调1′其最大差值应符合要求。

16．幅相误差

（1）在室内长约30m的距离两端分别安置测距仪与反射棱镜。在测距仪收发镜筒前的光路上设置减光板（灰度滤光器），为避免附加误差，减光板（灰度滤光器）平面不得与光路垂直。

（2）对于自动减光的测距仪，将灰度滤光器安置在仪器发射筒前，调整滤光器改变信号强度大小，在光信号强度的可测区域内使光信号由强而弱变化，选取6个不同回光信号强度测距，每次取10次读数的平均值为所测距离。6个距离的最大互差应符合要求。

（3）对于手动光阑（或减光板）的仪器，旋转手动光阑（或减光板）将光信号减弱到可测光强区的最小值进行测距，取5次读数求其平均值为所测距离。然后逐渐旋开光阑（或减光板），光信号强度每变化一格进行一次测距，直到可测光强最大值为止。

（4）将各光信号强度测得距离进行比较，求其差值并作出差值与光信号强度变化曲线图，所测各距离的最大与最小值之差应符合要求。见表4－33。

【检定计算实例】

表4－33 幅相误差检定记录表

17．分辨率

（1）在室内取约30m距离，两端分别安置测距仪和分辨率检验台。使测距仪与检验台上的反射棱镜等高且使反射棱镜移动的方向与测距仪的光轴一致。

将仪器照准反射棱镜标志后重复测距，取10次读数求其平均值为测距值。测距由检验台的零点位置开始，等间隔移动反射棱镜10次，每次移动间隔为1．1mm。范例见表4－34。

【检定计算实例】

表4－34 分辨率记录表

（2）分辨率的计算。

将观测值归算到零点，求其归算量的平均值D0：

式中：Di——反射棱镜在各位置的距离观测值；

di——反射棱镜在分辨率检验台上由零点开始改变的距离值，di＝1．1（i－1）mm；

i——各观点序号1，2，…，n。

分辨率的计算公式：

观测值与归算量的差值：

18．周期误差

测距系统中，尽管光学和电子的发射系统、接收系统之间有着严格的隔离，但往往还会有同频的光窜扰和电窜扰存在。内光路的漏光、收发共轴仪器光学系统内部的反射以及测距作业时，在发射光束内有多余的反射体等将会引起同频光窜扰，从而导致测距的周期误差，周期误差一般采用平台法检定。

（1）仪器安置如图4－8所示。在长方形平台上放置一根基线尺，其长度应大于受检仪器的测尺长。该尺的准确度优于2×10－5，其最小分度应小于或等于受检仪器测尺长的1／40。基线尺的零点与平台起始点对准并固定，另一端拉一个与该尺检定时张尺拉力相符的重锤或弹簧秤。检定平台平直度应优于5×10－5，检测起始点与安置仪器（墩或脚架）高差不大于2mm且在同一方向线上。

图4－8 周期误差检定平台

（2）将测距仪与反射棱镜分别整平对中，从平台上基线尺的零点开始观测，反射棱镜由近而远移动，每次移动的距离为测距仪测尺长的1／40或1／20，各点的对中位移误差不大于0．2mm，每移动一次反射棱镜，进行一次测距，取5次读数求其平均值为所测距离值，依次测完40或20个点（包括起始零点）。然后，由远及近进行返测，取其往、返观测的平均值为相应各点的距离。

（3）周期误差的计算公式。

周期误差对观测距离的修正值为

其中：

式中：A——周期误差振幅；

φ0——周期误差的初相角；

Di——测距仪测定距离值；

D01——测距仪与基线尺零点间距离；

n——观测反射棱镜的点数；

d——反射棱镜移动的间隔；

U——受检测距仪测尺的长度；

（4）周期误差测定标准差的估算。

观测值的标准差：

振幅测定的标准差：

初相角测定的标准差：

式中：ρ＝206 265″；

其他符号同上式。

（5）周期误差的图解。

以（Di－D01）值为横坐标，以li为纵坐标，绘出误差曲线图。

当周期误差振幅A大于要求值时，应送厂修理。对于使用中检验的仪器，误差曲线图周期性显著，应复测一次，振幅A和初相角φ0稳定，可用两次观测的A，φ0平均值对观测距离值加以修正来使用。范例见表4－35。

【检定计算实例】

表4－35 周期误差检定记录表

续表

19．测尺频率

调制频率（精测频率）f，直接决定仪器的测尺长度，按dD／D＝df／f的关系，测距的相对精度首先取决于频率的稳定性。

1）测尺频率随开机时间的变化特性的检定

（1）在稳定的室温（15～25℃）下进行。先将数字频率计（准确度优于5×10－8，或优于受检测距仪测尺频率准确度一个数量级）通电预热lh以上，并将光电转换器的输出端与频率计输入端用高频电缆线连接。在测距仪发射筒处安置光电转换器，使发射光斑正落入光电转换器的接收孔内。对于具有频率输出插孔的测距仪，可用高频电缆与频率计直接连接。

（2）测距仪通电后立即在频率计上读取频率显示数，每隔lmin读取一次，直至开机30min结束。

（3）绘出测尺频率随开机时间的变化曲线（如图4－9所示）。

图4－9 频率随开机时间变化特性曲线示意图

频率变化值

式中：f0——测距仪标称测尺频率；

ft——该室温下t时刻的瞬时频率；

t——测距仪开机时间。

以频率变化值Δft为纵轴，开机时间t为横轴，绘出测尺频率随开机时间的变化曲线。找出开机5min到30min之间的Δft的最大值／f0值应符合要求。取此25min内频率读数的平均值作为受检仪器在该温度下的测尺频率。范例见表4－36。

【检定计算实例】

表4－36 精尺频率随开机时间变化检定记录

2）测尺频率随温度变化漂移特性的检定

（1）将受检测距仪置入具有隔热玻璃的恒温控制箱（室）内，使其发射筒对准隔热玻璃窗，并将光电转换器的接收孔正对箱内的测距仪发射筒，使测距光束落入其内。

（2）根据受检仪器的适用温度范围，对恒温控制箱缓缓调温（或升或降）到给定的一极限温度，持续恒温2h，使仪器与箱体内温度相一致。

（3）数字频率计预热1h以上，受检测距仪预热5min以上，测量测距仪测尺频率。连续10次读数，取其平均值，即为该仪器在此温度下的频率值。改变温度5℃，并恒温1h，在新的温度下重复上述操作，直到给定温度范围的另一极限温度止。

（4）检定结果的计算：

在t温度下测尺频率漂移量：

式中：f0——测距仪标称测尺频率；

t——箱（室）内温度；

ft——测距仪在t温度下的测尺频率。

以温度t为横轴，频率漂移量Δft为纵轴，绘出温度－频率漂移曲线。在受检仪器适用温度范围内找出最大漂移量，其／f0值应符合要求。范例见表4－37。

对于使用中检验的仪器，可做相应的温度频率修正后使用。温度频率漂移的距离修正值ΔDt，按下式计算：

式中：f0——测距仪标称测尺频率；

ft——测距仪在t温度下测尺的工作频率；

Dt——测距仪在t温度测定的距离。

【检定计算实例】

表4－37 精尺频率随温度的漂移检定记录

续表

20．加常数、乘常数

检测测距仪加常数和乘常数的方法有多种，如解析法、叠加法、基线比较法、回归法等，这里仅介绍最常用的基线比较法，同时测定仪器加常数和乘常数，方法如下：

在野外已知精确长度的长度检定场（基线场）检定，检定采用多段基线组合比较法同时测定仪器的加常数、乘常数。

（1）检定选用的基线组合段应不少于21段，基线长度应大于1km，且在1km至2km内均匀分布。

（2）在基线两端分别安置测距仪与反射棱镜，仪器与反射棱镜安置的对中误差应不大于0．2mm。各基线段上的观测均为一次照准取5个读数求其平均值。在测距的同时测定测线的温度、气压等数据。在检定中凡要求测定气温、气压时，测距小于1km可一端测；测距等于或大于1km时，应两端同时测定。测定时，干湿温度表的低部应距地面及旁离障碍物1．5m。所使用的干湿温度表、气压表的技术要求见表4－38。

表4－38 气象仪表技术要求

（3）多段基线组合比较法测定加常数、乘常数的计算。

a．将各基线段上观测的数据进行频率、气象、倾斜等修正（气象修正公式参看受检仪器说明书及有关资料），然后与相应的基线值比较，剔除粗差，按最小二乘法原则，采用一元线性回归的方法求解加常数、乘常数。计算式为

式中：K——测距仪加常数估值；

R——测距仪乘常数估值；

Di——经频率、气象、倾斜等修正后的距离；

li——基线值与D之差值；

n——使用的组合基线段数（取样数）；

i＝1，2，…，n。

b．常数的准确度估计。

测距单次测量标准差：

加常数K测量标准差：

乘常数R测量标准差：

其中：

式中：Q11——加常数K的权系数；

Q22——乘常数R的权系数；

Di——经频率、气象、倾斜等修正后的距离；

li——基线值与D值的差值；

n——组合基线的段数。

c．仪器的常数显著性检验，采用t检验法（显著水平取α＝0．05，自由度为19，临界值te／2为2．09），当加常数临界值t K＝｜K｜／m K≥2．09时，所求得加常数R为显著有效；当乘常数临界值t R＝｜R｜／m R≥2．09时，所求得乘常数R为显著有效。

①当加常数K与乘常数R均显著时，所选数学模型有效，在使用测距仪时，应对仪器进行加常数、乘常数修正。

②当加常数K显著、乘常数R不显著时，应选用不考虑乘常数R影响的数学模型计算：

其中，

测距单次测量标准差：

式中：li——基线值与Di值之差；

n——使用的组合基线段数；

i＝1，2，…，n。

加常数K测量标准差：

③当加常数K不显著、乘常数R显著时，应选用不考虑加常数K影响的数学模型计算：

测距单次测量标准差：

其中，

式中：Di——经频率、气象、倾斜等修正后的观测距离；

li——基线值与D值之差值；

n——使用组合基线段数；

i＝1，2，…，n。

乘常数R测量标准差：

（4）当加常数、乘常数均不显著时，测距仪不进行加常数、乘常数改正。

记录、计算范例见表4－39。

表4－39（1） 测距仪常数检定记录表

表4－39（2） 加常数乘常数线性回归计算表

表4－39（3）

21．测量的重复性

（1）在室内约30m距离的两端分别安置测距仪与反射棱镜，操作仪器一次照准后测距，连续读数30次。

（2）测量的重复性计算

一次读数的标准差：

式中：vi——第i次读数值与读数平均值之差；

Di——第i次读数值；

——n次读数的平均值；

n——连续读数的次数；

i＝1，2，…，n。

22．测程

（1）选择与测程相应的基线，在其两端分别安置测距仪与反射棱镜（或镜组）。

（2）测距仪测距，应不少于10次照准，每次照准取10个读数求其平均值为观测值。在测距的同时测定气温、气压。

（3）对所测的观测值进行频率、气象、倾斜、仪器常数修正后与基线值比较，其差值应符合要求。计算式如下：

式中：D0——基线值；

Di——经过频率、气象、倾斜、常数等修正的一次照准观测距离；

vi——各次照准所测的距离与基线值比较的误差值；

n——照准次数；

i＝1，2，…，n。

23．测距综合标准差

（1）在长度基线场检定。检定选用的组合基线段应不少于15段，且其长度应均匀分布在测距仪的测程内。对每段基线的观测应采用一次照准取10次读数求其平均值为观测值。在测距的同时测定气温、气压等数据。

（2）标准差的计算式。

a．对各观测值进行频率、气象、倾斜、仪器常数改正等修正。

b．用进行修正过后的距离观测值与相应的基线值比较，用一元线性回归法进行计算。

计算标准偏差表达式为a＋bD，其中：

式中：li＝｜D0i－Di｜；

a——测距仪标准偏差表达式固定误差部分（mm）；

b——测距仪标准偏差表达式比例误差系数（mm／km）；

D0i——基线值；

Di——经过频率、气象、倾斜、仪器常数等修正后的观测距离值；

n——组合基线的段数（取样数）；

i＝1，2，…，n。

检定计算出的a，b值应符合要求。计算范例见表4－40。

表4－40 测距综合标准差

24．通信、数据采集质量

开机后按要求及仪器的说明书操作试验。