电子水准仪综合检定方法的研究
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摘要
自1990年世界上第一台电子水准仪诞生以来，由于其精度高、测量速度快、操作简单等优点，得到了迅速发展和广泛的应用，开创了水准测量自动化的新时代。与传统的光学水准仪相比，电子水准仪测量原理新颖，测量误差来源也有所不同，而且不同厂家的仪器采用了不同的读数原理和标尺编码结构。如何客观准确地评价其性能，制定合适的电子水准仪检定规程，是我国计量部门急待研究的问题。
本文研究的主要内容是电子水准仪综合检定方法．首先介绍了目前常用的各种电子水准仪的原理及它们各自的特点；分析了电子水准仪测量中的误差来源和分布规律及影响程度；提出了对电子水准仪及其配套编码标尺进行分项检定和系统精度检定相结合的观点，设计了一套基于双频激光干涉仪的系统精度检定方案，并通过大量的试验数据分析，证明课题提出的方法是可行的、客观的和合理的。
Since the introduction of the first electronics level by Leica in 1990, this type of equipment has rapidly gained acceptance with its advantage of high surveying speed, high-precision and operation in brief, inaugurate the age of automation levels and the integrative work of indoor and field. Contrary to the traditional optical level, new surveying principle, different error sources and introduced different models of electronics levels to the surveying market with different measurement principle and code staff. How to evaluate the function of the electronics level objectively, establish the homologous operation norm and calibration rules, is a problem that nation metrological department need to resolve.The thesis main contents is a concerning electronics level to synthesize some problems. Firstly it sets out from the last five greatest factories in current market in research house of the electronics level surveying principle, analyzes the error sources and influence with electronics level and its coding surveyor's rod, puts forward the method of proceeding item calibration and calibration with system accuracy of instrument that combine together, present a measurement procedure for system calibration of digital levels with double-frequency laser interferometer. The reliable results of test according to the procedure are provided. According to the testing, we can make sure that the results using the experiment is dependable, the method of examining the system accuracy is viable.
本文研究的主要内容是电子水准仪综合检定方法．首先介绍了目前常用的各种电子水准仪的原理及它们各自的特点；分析了电子水准仪测量中的误差来源和分布规律及影响程度；提出了对电子水准仪及其配套编码标尺进行分项检定和系统精度检定相结合的观点，设计了一套基于双频激光干涉仪的系统精度检定方案，并通过大量的试验数据分析，证明课题提出的方法是可行的、客观的和合理的。
Since the introduction of the first electronics level by Leica in 1990, this type of equipment has rapidly gained acceptance with its advantage of high surveying speed, high-precision and operation in brief, inaugurate the age of automation levels and the integrative work of indoor and field. Contrary to the traditional optical level, new surveying principle, different error sources and introduced different models of electronics levels to the surveying market with different measurement principle and code staff. How to evaluate the function of the electronics level objectively, establish the homologous operation norm and calibration rules, is a problem that nation metrological department need to resolve.The thesis main contents is a concerning electronics level to synthesize some problems. Firstly it sets out from the last five greatest factories in current market in research house of the electronics level surveying principle, analyzes the error sources and influence with electronics level and its coding surveyor's rod, puts forward the method of proceeding item calibration and calibration with system accuracy of instrument that combine together, present a measurement procedure for system calibration of digital levels with double-frequency laser interferometer. The reliable results of test according to the procedure are provided. According to the testing, we can make sure that the results using the experiment is dependable, the method of examining the system accuracy is viable.
引文
[1]中华人民共和国国家标准GB 12897—91，国家一、二等水准测量规范，国家技术监督局，1991年
[2]国家计量检定规程JJG8—91，水准标尺检定规程，国家技术监督局，1991年
[3]国家计量检定规程JJG425—94，水准仪，国家技术监督局，1994年
[4]精密数字水准测量技术规范(审定稿)，国家地震局，1999年
[5]拓普康，拓普康电子水准仪的原理与应用，1999
[6]薄志鹏等，数字水准仪述评，测绘通报，1996年第2期
[7]薄志鹏等，数字水准仪述评(续)，测绘通报，1996年第3期
[8]王明善等，数字水准仪的原理及误差分析，四川测绘，2000年第4期
[9]李小贤等译，卡尔蔡司公司新电子水准仪DiNi10的最先检验结果，测绘科技通讯，1997年第2期
[10]李以赫编译，新型电子水准仪DiNi10和DiNi20，武测译文，1996年第3期
[11]H．Ingensand世界上第一台电子水准仪WILD NA2000，李以赫译，武测译文，1991年第1期
[12]徕卡NA3003电子水准仪操作手册，1999
[13]最小二乘法与测量平差，解放军测绘学院，1984年
[14]黄维彬，近代平差理论及其应用，解放军出版社，1992年
[15]徐正扬等，大地控制测量学，解放军出版社，1992年
[16]朱长青，计算方法及其在测绘中的应用，1997年
[17]余建国，电子水准仪基本原理及其调试，2000年全国测绘仪器综合学术年会论文集，2000年7月
[18]叶德培，测量不确定度，国防工业出版社，1996年
[19]关信安等，双频激光干涉仪，中国计量出版社，1987年
[20]朱顺平，双频激光测量系统在测绘仪器检定中的应用，解放军信息工程大学测绘学院研究生学位论文，2001年
[21]薛志宏，数字水准仪的原理、检定及应用研究，解放军信息工程大学测绘学院研究生学位论文，2002年
[22]樊钢等，电子水准仪综合精度检测方法研究，测绘学院学报，2001年第1期
[23]刘志德等，EDM三角高程测量，测绘出版社，1996年
[24]李青岳 陈永奇，工程测量学，测绘出版社，1995年第二版
[25]杨俊志，电子水准仪常规检测项目检定方法探讨，测绘通报，2000年第11期
[26]Wolffried Wehman著，李以赫译，对在精密水准测量中使用NA3000的一些认识，武测译文，1995年第2期
[27]徐正扬等，电子电子水准仪DL-101质量评述，测绘通报，1997年第4期
[28]杨振涛等，对DL-102电子水准仪性能与实测精度的检验，测绘信息与工程，1997年第1期
[29]任道胜，电子水准仪应用于区域精密水准测量的有关问题研究，地壳形变与地震，2000年第2期
[30]O．Arabatzi等著，高德慈译，在实验室和野外条件下对WILD-NA2000电子水准仪的测试，四川测绘，1996年第1期
[31]电子水准仪DINI10／11性能实测分析，国家地震局第二地形变检测中心，2001年
[32]孙坚，电子水准仪的现状与发展，北京测绘，1998年第3期
[33]马世峰 李广云 李宗春，自动化水准测量仪器——数字水准仪，东北测绘，1997年第3期
[34]樊钢等，正交实验法在测绘仪器检定中的应用，测绘学院学报，2002年第1期
[35]王明善等，数字水准仪的系统分辨率，四川测绘，2001年第4期
[36]杨振涛等，电子水准仪DINI20和DL102试验与精度分析，测绘工程，1997年第4期
[37]罗官德等，数字水准仪Ⅰ角检校方法探讨，测绘信息与工程，2002年第4期
[38]邓融，如何评价电子水准仪的质量与性能，北京测绘，2002年第3期
[39]郭金运等，数字水准仪的性能与比较，测绘通报，2002年第3期
[40]MEIKE BLUM等著，孙坚译，电子水准仪Wild NA2000的检验和测试，测绘科技通讯，1993年第1期
[41]Leica AG, NA2002/NA3003 User Manual, 1997
[42]A.Reithofer etc., Calibration of Digital Levelling Systems, VGI, 3/1996
[43]J.M.Rueger、F.K.Brunner, On System Calibration and Type Testing of Digital Levels, ZfV, 4/2000
[44]Leica AG, WILD NA2002/3003 Technical report, 1994
[45]Takao Seto、 Minoru Chiba, Digital Level with New Bar Code, GIM International, 2/2000
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[44]Leica AG, WILD NA2002/3003 Technical report, 1994
[45]Takao Seto、 Minoru Chiba, Digital Level with New Bar Code, GIM International, 2/2000