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1、全站仪的检定 全站仪由于经常在野外使用及在运输途中的振动和缺乏保养措施,导致仪器的结构发生变化、电子元器件的自然老化等，会导致仪器性能发生变化，造成技术指标的降低。为了全面掌握仪器的性能，合理使用仪器观测到合格的测量成果。仪器在使用过程中必须定期进行检定。由于全站仪是精密电子仪器，在使用过程中如出现问题或故障不要随意拆卸和调整，应到具有仪器鉴定资质的部门进行鉴定和维修。国家计量检定规程规定，全站仪的检定周期不能超过1年。 全站仪的检定项目可分为三部分，即光电测距系统的检定，电子测角系统的检定，数据采集系统的检定。全站仪的三部分是一个整体，为便于讲解，把公用部分放在一起作为全站仪的综合检定。第一
2、节 全站仪的综合检定全站仪的综合检定的项目有：（1）水准器的正确性；（2）光学对中的正确性；（3）望远镜十字丝的正确性；（4）望远镜调焦的正确性；（5）外观和键盘功能的检验； （6）工作电压显示的正确性； （7）照准部旋转的正确性；（8）测距轴与视准轴的重合性；以上各项检定工作须在常温下进行，检定时气象条件相对稳定，仪器安置稳定可靠。可以在室内设置的检验校正台上或室外进行，其中1-4项的检验与校正与光学经纬仪相同，并注意水准器的检验与校正应先管水准器后圆水准器。其它检验项目介绍如下：一、外观和键盘功能的检验外观和键盘功能的检验项目如下：(1)仪器表面不得有碰伤、划痕、脱漆和锈蚀；盖板及部件接合
3、整齐、密封性好。(2)光学部件表面清洁、无擦痕、霉斑、麻点、脱膜等现象；望远镜十字丝成像清晰、粗细均匀、视场明亮、亮度均匀；目镜调焦及物镜调焦转动平稳、不得有分划影像晃动或自行滑动的现象。(3)长水准器和圆水准器不应有松动；脚螺旋转动松紧适度无晃动；水平和竖直制动及微动机构运转平稳可靠、无跳动现象；组合式全站仪中，电子经纬仪与测距仪的连接机构可靠。仪器和基座的连接锁紧机构可靠。(4)操作键盘上各按键反应灵敏，每个键的功能正常；通过键的组合读取显示数据及存贮或传送数据功能正常。(5)液晶显示屏显示提示符号，字母及数字清晰、完整、对比度适当。(6)数据输出接口、外接电源接口完好，内接电池接触良好，
4、内（外）接电池容量充足，充电机完好。(7)记录存贮卡完好无损，表面清洁，在仪器上能顺当地装入或取下，存贮卡内装钮扣电池容量充足，磁卡阅读器完好。(8)使用中和修理后的仪器，其外表或某些部件不得有影响仪器准确度和技术功能的一些缺陷。二、工作电压显示的正确性检验工作电压显示的正确性检验项目如下：(1)仪器开机后如有电压指示，可读记仪器显示的电压指示数据，其电压应与说明书提供的额定电压数据一致。(2)若仪器显示的电压指示数据与说明书上不一致，应测试仪器正常工作状态下的工作电压，可读记稳压电源的电压或用万能表测试仪器电源电池的电压，其电压应为该仪器的工作电压。(3)仪器开机后，显示的工作电压和测试的工
5、作电压均与说明书上的要求不一致时，则该仪器工作状态不正常，应进行维修。三、全站仪照准部旋转正确性的检验机内没有测试垂直轴稳定性的专门指令程序的全站仪，其检验方法和技术要求与光学经纬仪相同。机内配有测试垂直轴倾斜专门指令的全站仪，可从显示的垂直轴倾斜量的变化幅度检验其照准部旋转的正确性。检验步骤如下：(1) 仪器安置于稳定的仪器观测墩上并精确整平，顺时针和逆时针转动照准部几周，设置水平方向读数为零。(2)输入测试指令，顺时针转动照准部，从显示屏记下0位置和每隔45各位置上垂直轴倾斜量（带符号），连续顺时针转两周。(3)再逆转照准部并每隔45读记一次，连续逆转两周。(4)计算照准部对应180位置的
6、两读数之和，测回内的互差值应小于4；整个过程中各次读数的最大差值应小于15。四、测距轴和视准轴重合性的检定全站仪的测距轴和视准轴重合条件为发射出的调制光束应以视准轴为轴心上下左右对称，其不对称偏差应1.5。在相距50100m的水平距离两端分别安置仪器与棱镜，检定方法步骤为：（1）照准棱镜中心，读取水平方向读数H及垂直角a。（2）分别向左、右（水平方向）偏移望远镜，直到接收信号减少到临界值（不能正常测距）为止，分别读取水平读数H1和H2。（3）分别向上、下（竖直方向）偏移望远镜，直到接收信号减少到临界值，分别读取垂直角a1和a2。（4）计算水平角及垂直角的张角绝对值： 若（）及（）均1.5。则合
7、格。以上检定操作，也可以与偏移法进行光电测距单元相位均匀性的检定结合起来进行。对于组合式全站仪检定，还需要检定测距光轴与经纬仪视准轴的平行性。第二节 光电测距系统的检定光电测距系统检定的项目有：（1）棱镜杆的垂直度；（2）棱镜常数的一致性；（3）调制光相位均匀性；（4）幅相误差；（5）电压变化对测距的影响；（6）周期误差；（7）测尺频率；（8）加常数和乘常数；（9）内部符合精度标称精度的综合评定；（10）最大测距（测程）；以上各项检定工作须在常温下进行，检定时气象条件相对稳定，气压与温度变化对测距的影响应小于l mm/km。检定过程中仪器不应受强磁场、电场、障碍物及反光物等的干扰。与测距仪配套
8、使用的其他计量仪，应按相应检定规程的要求进行检定。检定中使用的长度基线全长精度应优于。其中仪器的周期误差、加常数和乘常数是仪器的三项主要系统误差。下面仅对仪器检验的主要项目加以介绍。一、调制光相位不均匀性的检定1.调制光相位不均匀性误差使用砷化镓（GaAs）半导体光源所发出的光是一种面光源，发光面直径一般= 50m，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导致光的调制相位不同，这种现象称为发光管相位不均匀性。一般GaAs发光管的边缘光比中心光相位延迟，造成测量相位的不均匀性误差对测距成果产生影响。 其次，由于仪器发射调制光的发散角为2一4，随着被测距离的增加，反光镜所截
9、取光斑面积迅速变小，反光镜只能将调制光束的部分光返回主机。若照准正确，仪器接收到光斑中心部位的调制光，由于发光管相位的不均匀性，就使得因截取光斑面积的不同而接收到的平均相位产生变异，并反映出一种系统性误差。这种情况发生在测距仪瞄准有偏差时特别严重。2.检定方法发射光束相位均匀性的检定，一般可采用偏移照准法和反光镜二维移动法。偏移照准法是固定棱镜偏移仪器照准部的测试方法。而反光棱镜二维移动法，则是将仪器对准反光镜中心后，用仪器照准视线不动而将反光镜左右和上下移动。3.偏移照准法的方法与步骤选择长为50-100m的检定场地，两端分别安置全站仪与反射棱镜。(1)打开电源开关，将仪器正确照准棱镜中心，
10、读一组数（一般5次读数为一组）取平均值D0。(2)依次分别转动仪器的水平（或垂直）微动螺旋，使仪器分别在其瞄准十字丝的水平和竖直方向左右和上下偏移直到光强不能正常读数为止，每偏移1 读一组数，取其平均值Di。(3)将偏移点上的测距平均值Di与照准反光镜中心测距平均值D0相比较，求出差值Di=D0Di。(4)绘制等相位曲线图，将Di在方格纸上标出，描绘等值曲线；取仪器出厂标称精度的固定误差部分的二分之一值，用虚线描绘等值曲线，则虚线所围的区域为允许照准偏差范围。等相位曲线图如图6-1所示。图6-1等相位曲线4.反射棱镜二维移动法的方法与步骤 (1)将反光棱镜安置在一个左右和上下可作20mm 20
11、mm范围内任意移动的平台上。(2)仪器照准棱镜中心后读取一组读数并取平均数得D0 ，并固定仪器照准部。(3)棱镜在竖直面内作上下左右移动并分别读取相应的读数Di（每组 5次读数取平均）(4)根据相应的差值 Di=D0Di ，画等相位曲线。二、周期误差的检定 所谓周期误差是指按一定的距离为周期重复出现的误差。周期误差主要来源于仪器内部固定的串扰信号。如发射信号通过电子开关、电源线等通道串到接收部分，此时相位计测得的相位值就不单是测距信号的相位值，而且包含有串扰信号的相位值，这就使测距产生误差。由于测量相位的方式不同，其误差来源也有所不同，一般的说，周期误差的周期取决于精测尺长。为了保证仪器的精度
12、，仪器在出厂时都已将电子线路调整好，是周期误差的振幅压低到仪器测距中误差的50 以内。但由于外界条件、电子元件参数的变化等原因，周期误差也随之变化，所以必须测定周期误差。当其振幅大于测距中误差的50，并且数值较为稳定时，则在测距中必须加入周期误差的改正数。1.周期误差的检定方法周期误差的检定一般采用平台法。平台全长应大于测距的精测尺长度，常见仪器的精测尺长有10 m、20m及30m。若建造永久性的通用平台，一般取35m；平台的平直度应优于；平台与仪器墩（或脚架）的高差不大于2mm且在同一方向线上。平台全长上分段数可取n=20(每段长d可取仪器精测尺长/2的1/40或1/20)，这已保证算出周期
13、误差振幅精度（为仪器检测时测试的中误差，即单位权中误差）。若n 10，则，只能刚好达到检测要求。平台上分段长d的精度要求达到士0.1士0. 2mm.。2.观测方法与步骤如图6-2所示，被检测主机安置在距平台20m处的平台中心轴线的延长线上，高度安置与平台上棱镜相同。首先，将反光镜整平对中在平台的第1点上测得距离D1，再由近及远依次观测（往测），取5次读数为1组，依次观测完21个点，然后，由远及近依次观测（返测），取往返观测平均值作为相应各点距离值。图6-2 周期误差检定平台3.周期误差元素的计算及精度的评定根据n组观测值，求周期误差振幅A、初相角及精度的评定按间接平差进行。改正数计算公式如下：
14、 （61）式中 待测距离相应的相位角；周期误差的改正数；A 周期误差的振幅；初始相位角。设为01的近似距离，为其改正值，为距离观测值D1 的改正数，K为加常数改正值，则对第1段距离可以列出以下公式： （62）整理后得到观测值方程式： （63）同理可得到第i段的观测值方程式： （64）式中： d相邻两点间的距离。 令，则得误差方程为： （65）由于在范围内均匀分布和对称分布，因此法方程式非自乘项都为零，而自乘系数则为。法方程式为： （66）未知参数解为：，。根据x、y求得周期误差的振幅A与初始相角为： （67）改正数的平方和按下式计算： （68）距离观测值与振幅及初始相角测定的精度为： （69）三、仪器加常数和乘常数的检定仪器的加常数使由于仪器的电子中心与其机械中心不重合而形成的；乘常数是由于测距频率偏移产生的。仪器加常数实际包括仪器加常数和棱镜加常数，棱镜加常数由厂家按不同型号标出，一般为PC=0或PC=-30
