工程測(cè)量常用儀器設(shè)備的野外檢驗(yàn)

羅永權(quán)

摘 要：儀器設(shè)備的經(jīng)常性校驗(yàn)是確保測(cè)量成果準(zhǔn)確性的關(guān)鍵，但基層作業(yè)人員卻經(jīng)常忽視該工作。作者在長(zhǎng)期實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，針對(duì)野外作業(yè)條件，提出設(shè)備需重點(diǎn)檢測(cè)的項(xiàng)目，并就基座、對(duì)中桿、棱鏡等提出因陋就簡(jiǎn)的檢測(cè)及校驗(yàn)方法。

關(guān)鍵詞：儀器設(shè)備 檢驗(yàn) 工程測(cè)量

中圖分類號(hào)：TB22 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）06（b）-0038-02

隨著城市建設(shè)的飛速發(fā)展，建設(shè)項(xiàng)目對(duì)測(cè)量成果的質(zhì)量和精度提出了更高的要求。儀器設(shè)備誤差，作為測(cè)量誤差主要來(lái)源之一，對(duì)測(cè)量成果的影響有著重要性和后期難以修正的特點(diǎn)，往往是造成外業(yè)返工的主要因素。

在測(cè)繪資質(zhì)年檢中，測(cè)繪管理部門也明確規(guī)定了主要儀器需強(qiáng)制性檢定。測(cè)量單位、作業(yè)人員從自身利益的角度出發(fā)也希望避免儀器設(shè)備誤差帶來(lái)的工作效率和成果質(zhì)量的下降。但是，儀器設(shè)備誤差并不是只靠一年一度的強(qiáng)制年檢就能完全避免的，由于測(cè)量作業(yè)的流動(dòng)性和野外性，在運(yùn)輸、調(diào)遣、搬運(yùn)過(guò)程中，測(cè)量工具，特別是一般儀器、輔助設(shè)備的機(jī)械部分容易受到碰動(dòng)，需要經(jīng)常性檢驗(yàn)。

1 儀器設(shè)備的分級(jí)檢驗(yàn)原則

1.1 外送檢定

根據(jù)有關(guān)規(guī)定，主要儀器需送專業(yè)計(jì)檢單位進(jìn)行強(qiáng)制性檢驗(yàn)，每年一次。包括：GPS主機(jī)、測(cè)距儀、全站儀、精密水準(zhǔn)儀等以及氣壓計(jì)等專業(yè)設(shè)備。檢定不合格的儀器需封存。

1.2 定期檢校

針對(duì)儀器的機(jī)械性誤差，公司儀器檢校室采用相應(yīng)的設(shè)備和方法，定期（一般每三個(gè)月）進(jìn)行檢驗(yàn)和校正，包括：儀器2C、i角；整平氣泡；對(duì)中器；棱鏡加常數(shù)等。另外，室內(nèi)設(shè)施還可完成光學(xué)、電子部分的比較性檢測(cè)。檢測(cè)有誤差但無(wú)條件校正的設(shè)備需送專業(yè)單位維修。

1.3 作業(yè)前檢驗(yàn)

對(duì)容易碰動(dòng)受損的設(shè)備進(jìn)行作業(yè)前檢驗(yàn)。包括：儀器2C、i角；對(duì)中桿、基座對(duì)中效果等，無(wú)法現(xiàn)場(chǎng)校正的設(shè)備需停止使用。

2 野外檢驗(yàn)方法

在野外作業(yè)特別是當(dāng)出差在外時(shí)，雖然受檢測(cè)設(shè)備限制，但根據(jù)作業(yè)原理，采用一定的變通技巧，簡(jiǎn)易的檢驗(yàn)辦法仍然能起到高效、實(shí)用的作用。

2.1 水準(zhǔn)儀檢驗(yàn)

水準(zhǔn)儀是使用頻率最高的儀器，由于施工單位對(duì)水準(zhǔn)成果要求較高，建議每天進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量前均進(jìn)行i角檢驗(yàn)，誤差在每100 m超過(guò)3 mm時(shí)均宜校正。

標(biāo)準(zhǔn)的檢驗(yàn)方法需控制各段檢測(cè)距離，未免煩瑣。實(shí)際上快速、簡(jiǎn)單的檢驗(yàn)作業(yè)無(wú)須了解i角值。只需任選100 m左右距離樹(shù)立2只水準(zhǔn)尺，在直線正當(dāng)中架設(shè)水準(zhǔn)儀測(cè)量?jī)沙咦x數(shù)差為消除i角誤差的高差值dh，儀器再搬至離直線上離一只水準(zhǔn)尺盡量近的距離，讀出近尺讀數(shù)h1后，校正十字絲，使遠(yuǎn)尺讀數(shù)h2=dh+h1即可。（見(jiàn)圖1）

2.2 全站儀2C、i角檢驗(yàn)

由于全站儀內(nèi)部配有2C、i角校正程序，只需按程序步驟，正倒鏡對(duì)準(zhǔn)遠(yuǎn)處某一點(diǎn)，即可自動(dòng)修正誤差，操作非常簡(jiǎn)便，建議進(jìn)行經(jīng)常性檢驗(yàn)。

2.3 基座檢驗(yàn)

基座誤差包括圓氣泡、對(duì)中器兩項(xiàng)誤差來(lái)源，由于結(jié)構(gòu)原因，其中圓氣泡誤差一般為主要因素?；`差對(duì)導(dǎo)線測(cè)量、GPS測(cè)量的成果影響很大，尤其是GPS測(cè)量中，基座誤差無(wú)法預(yù)知并無(wú)法后期修正。在筆者以往經(jīng)歷中，曾發(fā)現(xiàn)基座誤差常常大于5 mm。而基座檢驗(yàn)往往容易被忽略。

2.3.1 基座誤差檢測(cè)

非常簡(jiǎn)易的檢測(cè)方法是激光測(cè)距：

（1）地面標(biāo)一點(diǎn)，架設(shè)所需檢測(cè)基座的棱鏡腳架并整平對(duì)中。（2）近距離（>10 m）架設(shè)全站儀，測(cè)量距離S1。（3）全站儀照準(zhǔn)后位置及測(cè)距角度不動(dòng)；基座在腳架不動(dòng)的前提下，旋轉(zhuǎn)90°整平對(duì)中，旋正棱鏡，測(cè)量距離S2。（4）重復(fù)（3）操作，分別測(cè)量相對(duì)1操作的基座位置180°、270°位置的距離S3、S4。

2.3.2 導(dǎo)線測(cè)量中的基座誤差消除方法

由于基座誤差實(shí)際上是對(duì)中時(shí)投影垂線不豎直，當(dāng)基座旋轉(zhuǎn)180°后，兩次的投線與正確垂線具有對(duì)稱的特點(diǎn)。所以，野外導(dǎo)線測(cè)量中，被迫使用有誤差的基座時(shí)，可采用在不同測(cè)回間旋轉(zhuǎn)基座方向的方式予以抵消。

具體作業(yè)中，應(yīng)根據(jù)導(dǎo)線測(cè)量的測(cè)回?cái)?shù)按360°平分測(cè)回間基座旋轉(zhuǎn)角度，即：兩測(cè)回的測(cè)回間各旋轉(zhuǎn)180°；三測(cè)回的測(cè)回間各旋轉(zhuǎn)120°……為提高對(duì)點(diǎn)速度，應(yīng)在旋轉(zhuǎn)基座時(shí)保證腳架不動(dòng)，松開(kāi)連接螺旋、旋轉(zhuǎn)基座后，先整平圓氣泡，再根據(jù)對(duì)點(diǎn)器移動(dòng)基座，然后核實(shí)氣泡，直至完成整平對(duì)中。

2.3.3 基座誤差校正

雖然2.3.2節(jié)方法能消除導(dǎo)線測(cè)量中的基座誤差，但畢竟影響作業(yè)速度。同時(shí)，在GPS測(cè)量中，由于連續(xù)觀測(cè)和接受數(shù)據(jù)的單一性，無(wú)法中途旋轉(zhuǎn)基座。所以，在發(fā)現(xiàn)基座存在較大誤差時(shí)宜及時(shí)校正。

基座（特別是對(duì)點(diǎn)器）的正式校正較復(fù)雜，需借助專用設(shè)備、室內(nèi)校正。當(dāng)出差在外等野外需校正時(shí)，可采用下述方法，進(jìn)行近似校正：

（1）野外校正次序：先校圓氣泡，后校對(duì)點(diǎn)器。

（2）圓氣泡校正：借助經(jīng)緯儀或全站儀的長(zhǎng)氣泡進(jìn)行校正。具體校正時(shí)，拆下儀器的基座，插入需校正的基座，根據(jù)長(zhǎng)氣泡調(diào)平全站儀后，用糾針校正基座圓氣泡。注意：由于儀器機(jī)身與需?；牟逖ラg可能存在誤差，最好用另一臺(tái)儀器進(jìn)行校核。

（3）對(duì)點(diǎn)器校正：

①平地上標(biāo)繪放置一張白紙，上方架設(shè)基座腳架，整平基座。②近距離（>10 m）架設(shè)經(jīng)緯儀或全站儀，整平儀器，照準(zhǔn)基座上的插桿中心，向下旋轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡在白紙上前后投點(diǎn)，繪制連線1。③全站儀搬站至與連線1垂直方向，重復(fù)B操作，繪制連線2。④白紙上連線1、2的交點(diǎn)O即為基座正確投點(diǎn)位置。（如圖2）

關(guān)于校正對(duì)點(diǎn)器十字絲的說(shuō)明：調(diào)節(jié)螺絲位于投點(diǎn)器外側(cè)，不需拆卸。部分國(guó)產(chǎn)對(duì)點(diǎn)器的十字絲調(diào)節(jié)較難控制：左側(cè)為一大螺絲，是彈簧螺絲；右側(cè)為兩小螺絲，是與十字絲分劃板呈90°的固定螺絲。校正時(shí)，應(yīng)結(jié)合彈簧螺絲、固定螺絲細(xì)致調(diào)整；同時(shí)應(yīng)考慮到彈簧螺絲的緩慢穩(wěn)定。endprint

以上對(duì)點(diǎn)器的校正在經(jīng)基座旋轉(zhuǎn)180°重復(fù)②～④項(xiàng)操作進(jìn)行驗(yàn)證后，能保證此腳架高度附近的投點(diǎn)精度。在外業(yè)使用該基座時(shí)，腳架高度宜盡量架設(shè)在校正時(shí)的腳架高度。

2.4 對(duì)中桿檢驗(yàn)

對(duì)中桿圓氣泡裸露，在搬運(yùn)及使用過(guò)程中容易碰損偏移，所以，在放樣前檢校，能保證放樣精度，提高作業(yè)速度。

對(duì)中桿野外檢驗(yàn)，按校正對(duì)點(diǎn)器相似方法進(jìn)行：

（1）架設(shè)一空腳架，高度與對(duì)中桿氣泡位置相同。對(duì)中桿自腳架頂部孔中插下，用繩索將之與腳架頂部栓定。（2）呈90°方向架設(shè)兩臺(tái)全站儀，整平儀器，照準(zhǔn)對(duì)中桿栓定位置的桿中心（可按左右兩側(cè)角度取中），向下旋轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡指揮對(duì)中桿底部移動(dòng)，使對(duì)中桿垂直。（3）由于繩索栓定不穩(wěn)定，照準(zhǔn)中心、移動(dòng)底部工作需多次進(jìn)行并且兩方向配合，直至對(duì)中桿完全豎直。（4）校正對(duì)中桿圓氣泡調(diào)節(jié)螺絲，使之居中。

2.5 棱鏡檢驗(yàn)

不同的棱鏡，即使是同一型號(hào)，也可能有加常數(shù)誤差。運(yùn)輸及野外作業(yè)的意外碰動(dòng)也可能使棱鏡松動(dòng)、常數(shù)變化。

棱鏡誤差測(cè)定可配合測(cè)距儀加常數(shù)測(cè)定，在三只以上強(qiáng)制觀測(cè)墩的短基線場(chǎng)上按三段法（或更多段）檢測(cè)確定。而野外檢驗(yàn)，受條件限制，只能進(jìn)行比較性檢測(cè)：

（1）近距離架設(shè)全站儀及棱鏡腳架。（2）將各棱鏡編號(hào)后，分別插換到棱鏡基座的插桿上，并測(cè)量距離，求算各棱鏡的相對(duì)誤差。（3）導(dǎo)線測(cè)量中，測(cè)距時(shí)記錄棱鏡號(hào)，后期內(nèi)業(yè)中進(jìn)行棱鏡加差數(shù)修正。

3 結(jié)語(yǔ)

本文以上所敘的一般儀器及輔助設(shè)備的檢驗(yàn)往往容易被忽視，但這些設(shè)備由于使用頻率高、保護(hù)措施相對(duì)較差等原因，經(jīng)常容易發(fā)生誤差，直接影響到測(cè)量成果精度。在作者以往的測(cè)量及校驗(yàn)經(jīng)歷中，就曾發(fā)現(xiàn)：水準(zhǔn)儀校正后每幾天就又出現(xiàn)較大i角誤差、基座對(duì)點(diǎn)誤差高達(dá)2 cm、同一型號(hào)棱鏡互差18 mm……等等現(xiàn)象。因此，經(jīng)常性檢驗(yàn)儀器設(shè)備是確保成果質(zhì)量、提高測(cè)量效率的良好工作制度，也是一名測(cè)量技術(shù)人員應(yīng)具備的工作習(xí)慣。本文所敘的儀器檢驗(yàn)方法經(jīng)作者單位長(zhǎng)期實(shí)用，切實(shí)可行，能起到事半功倍的效果。

參考文獻(xiàn)

[1] 廖世淼.工程測(cè)量?jī)x器設(shè)備數(shù)據(jù)維護(hù)研究[J].科技資訊，2013（12）.

[2] 李迪.測(cè)繪儀器設(shè)備校驗(yàn)研究[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2014（2）.endprint

以上對(duì)點(diǎn)器的校正在經(jīng)基座旋轉(zhuǎn)180°重復(fù)②～④項(xiàng)操作進(jìn)行驗(yàn)證后，能保證此腳架高度附近的投點(diǎn)精度。在外業(yè)使用該基座時(shí)，腳架高度宜盡量架設(shè)在校正時(shí)的腳架高度。

2.4 對(duì)中桿檢驗(yàn)

對(duì)中桿圓氣泡裸露，在搬運(yùn)及使用過(guò)程中容易碰損偏移，所以，在放樣前檢校，能保證放樣精度，提高作業(yè)速度。

對(duì)中桿野外檢驗(yàn)，按校正對(duì)點(diǎn)器相似方法進(jìn)行：

（1）架設(shè)一空腳架，高度與對(duì)中桿氣泡位置相同。對(duì)中桿自腳架頂部孔中插下，用繩索將之與腳架頂部栓定。（2）呈90°方向架設(shè)兩臺(tái)全站儀，整平儀器，照準(zhǔn)對(duì)中桿栓定位置的桿中心（可按左右兩側(cè)角度取中），向下旋轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡指揮對(duì)中桿底部移動(dòng)，使對(duì)中桿垂直。（3）由于繩索栓定不穩(wěn)定，照準(zhǔn)中心、移動(dòng)底部工作需多次進(jìn)行并且兩方向配合，直至對(duì)中桿完全豎直。（4）校正對(duì)中桿圓氣泡調(diào)節(jié)螺絲，使之居中。

2.5 棱鏡檢驗(yàn)

不同的棱鏡，即使是同一型號(hào)，也可能有加常數(shù)誤差。運(yùn)輸及野外作業(yè)的意外碰動(dòng)也可能使棱鏡松動(dòng)、常數(shù)變化。

棱鏡誤差測(cè)定可配合測(cè)距儀加常數(shù)測(cè)定，在三只以上強(qiáng)制觀測(cè)墩的短基線場(chǎng)上按三段法（或更多段）檢測(cè)確定。而野外檢驗(yàn)，受條件限制，只能進(jìn)行比較性檢測(cè)：

（1）近距離架設(shè)全站儀及棱鏡腳架。（2）將各棱鏡編號(hào)后，分別插換到棱鏡基座的插桿上，并測(cè)量距離，求算各棱鏡的相對(duì)誤差。（3）導(dǎo)線測(cè)量中，測(cè)距時(shí)記錄棱鏡號(hào)，后期內(nèi)業(yè)中進(jìn)行棱鏡加差數(shù)修正。

3 結(jié)語(yǔ)

本文以上所敘的一般儀器及輔助設(shè)備的檢驗(yàn)往往容易被忽視，但這些設(shè)備由于使用頻率高、保護(hù)措施相對(duì)較差等原因，經(jīng)常容易發(fā)生誤差，直接影響到測(cè)量成果精度。在作者以往的測(cè)量及校驗(yàn)經(jīng)歷中，就曾發(fā)現(xiàn)：水準(zhǔn)儀校正后每幾天就又出現(xiàn)較大i角誤差、基座對(duì)點(diǎn)誤差高達(dá)2 cm、同一型號(hào)棱鏡互差18 mm……等等現(xiàn)象。因此，經(jīng)常性檢驗(yàn)儀器設(shè)備是確保成果質(zhì)量、提高測(cè)量效率的良好工作制度，也是一名測(cè)量技術(shù)人員應(yīng)具備的工作習(xí)慣。本文所敘的儀器檢驗(yàn)方法經(jīng)作者單位長(zhǎng)期實(shí)用，切實(shí)可行，能起到事半功倍的效果。

參考文獻(xiàn)

[1] 廖世淼.工程測(cè)量?jī)x器設(shè)備數(shù)據(jù)維護(hù)研究[J].科技資訊，2013（12）.

[2] 李迪.測(cè)繪儀器設(shè)備校驗(yàn)研究[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2014（2）.endprint

以上對(duì)點(diǎn)器的校正在經(jīng)基座旋轉(zhuǎn)180°重復(fù)②～④項(xiàng)操作進(jìn)行驗(yàn)證后，能保證此腳架高度附近的投點(diǎn)精度。在外業(yè)使用該基座時(shí)，腳架高度宜盡量架設(shè)在校正時(shí)的腳架高度。

2.4 對(duì)中桿檢驗(yàn)

對(duì)中桿圓氣泡裸露，在搬運(yùn)及使用過(guò)程中容易碰損偏移，所以，在放樣前檢校，能保證放樣精度，提高作業(yè)速度。

對(duì)中桿野外檢驗(yàn)，按校正對(duì)點(diǎn)器相似方法進(jìn)行：

（1）架設(shè)一空腳架，高度與對(duì)中桿氣泡位置相同。對(duì)中桿自腳架頂部孔中插下，用繩索將之與腳架頂部栓定。（2）呈90°方向架設(shè)兩臺(tái)全站儀，整平儀器，照準(zhǔn)對(duì)中桿栓定位置的桿中心（可按左右兩側(cè)角度取中），向下旋轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡指揮對(duì)中桿底部移動(dòng)，使對(duì)中桿垂直。（3）由于繩索栓定不穩(wěn)定，照準(zhǔn)中心、移動(dòng)底部工作需多次進(jìn)行并且兩方向配合，直至對(duì)中桿完全豎直。（4）校正對(duì)中桿圓氣泡調(diào)節(jié)螺絲，使之居中。

2.5 棱鏡檢驗(yàn)

不同的棱鏡，即使是同一型號(hào)，也可能有加常數(shù)誤差。運(yùn)輸及野外作業(yè)的意外碰動(dòng)也可能使棱鏡松動(dòng)、常數(shù)變化。

棱鏡誤差測(cè)定可配合測(cè)距儀加常數(shù)測(cè)定，在三只以上強(qiáng)制觀測(cè)墩的短基線場(chǎng)上按三段法（或更多段）檢測(cè)確定。而野外檢驗(yàn)，受條件限制，只能進(jìn)行比較性檢測(cè)：

（1）近距離架設(shè)全站儀及棱鏡腳架。（2）將各棱鏡編號(hào)后，分別插換到棱鏡基座的插桿上，并測(cè)量距離，求算各棱鏡的相對(duì)誤差。（3）導(dǎo)線測(cè)量中，測(cè)距時(shí)記錄棱鏡號(hào)，后期內(nèi)業(yè)中進(jìn)行棱鏡加差數(shù)修正。

3 結(jié)語(yǔ)

本文以上所敘的一般儀器及輔助設(shè)備的檢驗(yàn)往往容易被忽視，但這些設(shè)備由于使用頻率高、保護(hù)措施相對(duì)較差等原因，經(jīng)常容易發(fā)生誤差，直接影響到測(cè)量成果精度。在作者以往的測(cè)量及校驗(yàn)經(jīng)歷中，就曾發(fā)現(xiàn)：水準(zhǔn)儀校正后每幾天就又出現(xiàn)較大i角誤差、基座對(duì)點(diǎn)誤差高達(dá)2 cm、同一型號(hào)棱鏡互差18 mm……等等現(xiàn)象。因此，經(jīng)常性檢驗(yàn)儀器設(shè)備是確保成果質(zhì)量、提高測(cè)量效率的良好工作制度，也是一名測(cè)量技術(shù)人員應(yīng)具備的工作習(xí)慣。本文所敘的儀器檢驗(yàn)方法經(jīng)作者單位長(zhǎng)期實(shí)用，切實(shí)可行，能起到事半功倍的效果。

參考文獻(xiàn)

[1] 廖世淼.工程測(cè)量?jī)x器設(shè)備數(shù)據(jù)維護(hù)研究[J].科技資訊，2013（12）.

[2] 李迪.測(cè)繪儀器設(shè)備校驗(yàn)研究[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2014（2）.endprint