1、第八章 全站仪及其他电子设备的构造原理8 1 全站仪发展概述兼有光电测距、电子测角和测量数据记录的大地测量仪器称为 “全站仪 ”(TotalStation)，亦称为电子速测仪(ElectronicTachymeter、 ElectronicTacheometer)或电子视距仪 (Electronicstadiainstrument)。第一代全站仪问世于 20世纪70年代，以前西德 OPTON厂的 RegEltal4和前瑞典 AGA厂的Geodimeter 700为典型代表。最初的仪器体积大、重量重、能耗高，在野外作业中使用不够机动灵活。但它们的出现，展示了一种高效的三维坐标测量方法，是大地测量
2、仪器史上具有划时代意义的革命。之后，随着微电子技术的发展，特别是微处理器应用到全站仪上，使其能够对仪器的系统误差进行修正；对其测量过程进行操作和监控；对大量测量数据进行存贮和管理；与计算机实现双向通信；在一些内存容量大的仪器上，甚至将各种测量程序装载到仪器中，使其能够完成特殊的测量和放样工作。今天的全站仪是现代化测量和信息化测量工作最有力的助手。8-2 全站仪的检定一、全站仪的检定内容全站仪作为一种计量仪器，在我国已纳入依法管理的计量器具的范围，按照 计量法 的有关规定，必须对其进行检定。依据全站仪的构成，其主要检定项目有如下几部分：（一）测角部分 (电子经伟仪 )(1)望远镜光学性能，其主要
3、项目包括视场角、放大倍率、鉴别率等；(2)轴系关系正确性；(3)补偿器对水平方向和竖直角的补偿误差；(4)一测回水平方向标准差；(5)一测回竖直角标准差。（二）测距部分 (光电测距仪 ) (1)三轴 (测距光束的发射轴、接收轴及望远镜的视准轴 )关系正确性；(2)发光管相位不均匀性；(3)精测尺频率；(4)辐相误差；(5)周期误差；(6)加、乘常数；(7)仪器的测距准确度。（三）其他项目(1)数据记录的正确性；(2)与计算机通讯是否正确；(3)应用软件是否正确。二、测绘仪器计量检定中常用术语（一）检 定检定 是指由法制计量部门 (或其他法定授权组织 )，为确定和证实计量器具是否完全满足检定规程
4、的要求而进行的全部工作。检定是由国家法制部门所进行的测量，在我国主要是由各级计量院 (所 )以及授权的实验室来完成。检定是我国开展量值传递最常用的方法，检定必须严格按照检定规程运作，对所检仪器给出符合性判断，即 给出合格还是不合格的结论 ， 而该结论具有法律效应。检定是一项目的性很明确的测量工作，除依据检定规程要给出该仪器是否合格的结论外，有时还要对某些参数给出修正值，以供仪器使用者采用。 例如在对全站仪测距部分加、乘常数的检定中，除要依据检定规程给出加、乘常数数值大小供使用者修正测距结果外，还要给出检定时的环境条件和检定结果的不确定度。检定结果具有时效性和适应性，在使用仪器的检定结果时，要注
5、意检定结果是否在有效期内，并注意区分仪器检定时的环境条件与使用时环境条件的区别。检定方法一般分为两种： 整体检定法和分项检定法。整体检定法 ：是将被检仪器直接与标准器具进行比较测量。如用双频激光干涉仪直接对钢卷尺进行检定，确定钢卷尺的尺长方程式。分项检定法 ：用误差分析的方法判断被检仪器的符合性。如在全站仪测距部分的检定中，要分别对仪器的周期误差、加、乘常数等项目进行检定，并判断其相应的结果是否满足检定规程的要求。（二）检 测检测 是指对给定的产品、材料、设备、生物、物理现象、工艺过程或服务，按照规定的程序确定一种或多种特性或性能的技术操作。检测又称为测试或试验，通常是依据相关标准对产品的质量
6、进行检测，检测结果一般记录在称为 检测报告或检测证书 的文件中。检测需要对仪器所有的性能指标进行试验，它除包含检定的所有项目外，还包括其他一些在检定中不进行检定的项目。 例如全站仪的检测中，幅相误差的测试、仪器高低温试验和振动试验等，在全站仪的检定中就不是必检项目，而在全站仪的检测中，则为必检项目。（三）校 准校准 是在规定条件下，为确定测量仪器或测量系统所指示的量值，或实物量具或参考物质所代表的量值，与对应的由标准所复现的量值之间关系的一组操作。校准是由组织内部或委托其他组织 (不一定是法定计量组织 )，依据可利用的公开出版规范，组织编写的程序或制造厂的技术文件，确定计量器具设备的示值误差，
7、以判定是否符合预期使用要求。校准合格的计量器具一般只能获得本单位的承认。校准的目的是：(1)确定示值误差，并确定是否在预期的允差范围之内；(2)得出标准值偏差的报告值，可调整测量器具或对示值加以修正；(3)给任何标尺标记赋值或确定其他特性值，给参考物质特性赋值；(4)实现溯源性。校准的依据是 标准校准规范或校准方法，可作统一规定也可自行制定。 校准的结果记录在校准证书或校准报告中，也可用校准数据或校准曲线等形式表示。校准和检定的主要区别如下：(1)校准不具法制性，是企业自愿的量值溯源行为。检定具有法制性，是属法制计量管理范畴的执法行为。(2)校准主要用以确定测量器具的示值误差。检定是对测量器具
8、的计量特性及技术要求的全面评定。(3)校准的依据是校准规范、校准方法，可作统一规定也可自行制定。检定的依据必须是检定规程。(4)校准不判断测量器具合格与否，但当需要时，可确定测量器具的某一性能是否符合预期的要求。检定必须依据检定规程对所检测器具给出是否合格的结论。（四）检 查检查 是指为确定计量器具是否符合该器具有关法定要求所进行的操作。计量器具的法定要求分三类：(1)计量要求 ：规定计量器具的计量特性以及为确保计量性能的必要条件。(2)技术要求 ：规定计量器具基本而通用的结构特性，而又对计量器具的技术发展不加任何限制，以便达到以下目的： 计量器具的计量性能在使用中保持不变； 测量结果可靠、简单和明确； 尽可能消除可能出现的欺骗行为。(3)行政管理要求 ：规定计量器具在工作寿命的不同阶段，有关标记、外观形式和实用方面的特性；提出检查计量器具是否符合计量要求和技术要求的方法；界定关于 “规定计量器具 ”特性的授予、确认或撤消的准则。对这三类要求相应提出了如何评价是否满足的具体做法，分别为：
