基于室内模拟长度基线场的全站仪检定试验

论文摘要

全站仪属于计量设备,按我国的计量法规定,必须进行周期检定以保证其计量性能正确、量值传递可靠。国标JJG 703-2003光电测距仪检定规程和JJG 100-2003全站型电子速测仪检定规程规定了检定标准和检定方法,需要在室外基线上逐点进行检定。然而能满足检定条件的场合一般远离城市,且费时费力费能源;再次,野外基线场在地面上或地桩上布点,仪器及反射体的架设和对线均非常困难,不但要两个以上人员操作,而且还往往因对线不准而得不到正确可靠的结果;此外,野外自然气候条件下作业受天气影响相当大。因此,研制这类仪器的全室内大长度标准设备意义非常重大和深远。论文首先介绍了国内外全站仪的检定现状,对室内模拟基线场的光学原理以及影响因素进行了分析。在此基础上,对室内模拟基线场的系统部件进行设计,给出了主要参数和选型。针对具体系统,提出了保证模拟基线场精度的措施与方法。从理论上推导出利用“光路折叠技术”来模拟长度基线场的可行性。最后,设计了全站仪室内模拟长度基线场的试验方案,通过比对试验,对实验数据进行了具体分析。通过试验表明,利用光路反射原理来测量大长度是有效可行的,为改善基线场的建立提供了帮助,对同类应用开发具有普遍意义和一定的参考价值。论文为利用光路反射原理来测量大长度的理论提供了实际运用可行性的探讨;使用研制的设备开展计量检定工作可直接提高检定效率和检定质量,使标准器的标定和维护变得非常方便,可大大节省工作成本;同时可有效节约城市用地、减少能源消耗及检测人员的劳动强度,还将带来可观的社会和经济效益。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究的背景
• 1.2 全站仪检定方法的国内外检定现状
• 1.3 论文研究内容及章节安排
• 第二章 室内模拟基线场的光学原理以及影响因素分析
• 2.1 引言
• 2.2 室内模拟基线场的基本原理
• 2.2.1 室内模拟基线场的模型
• 2.2.2 室内模拟基线场的光路计算
• 2.3 野外基线场的精度分析
• 2.3.1 测量方法（依据JJG703-90）
• 2.3.2 计算分量标准不确定度
• 2.4 影响模拟基线场精度的主要因素
• 2.4.1 反射镜面的平面度问题
• 2.4.2 两平行平面镜间的平行度对精度的影响
• 2.4.3 两平行平面镜间的距离标定对精度的影响
• 第三章 室内模拟基线场的系统部件设计
• 3.1 引言
• 3.2 平面反射镜参数的设计与选型
• 3.3 平面反射镜镜座机构设计
• 3.4 导入角度装置的设计
• 3.5 辅助长导轨的设计与机械系统调整
• 第四章 保证模拟基线场精度的措施与方法
• 4.1 引言
• 4.2 基于自准直仪和多齿分度台的双平面镜的平行调整
• 4.3 基于双频激光的双平面镜的距离标定方法
• 4.4 系统测量不确定度估算
• 4.5 本章小结
• 第五章 试验结果与分析
• 5.1 试验目的
• 5.2 试验方案
• 5.3 试验结果与分析
• 5.3.1 确定最小入射角试验
• 5.3.2 稳定性试验
• 5.3.3 重复性试验
• 5.3.4 野外基线场和室内模拟基线场试验
• 5.4 本章小结
• 结论与展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果
• 致谢
• 附件