羅永權

摘 要：儀器設備的經(jīng)常性校驗是確保測量成果準確性的關鍵，但基層作業(yè)人員卻經(jīng)常忽視該工作。作者在長期實踐經(jīng)驗基礎上，針對野外作業(yè)條件，提出設備需重點檢測的項目，并就基座、對中桿、棱鏡等提出因陋就簡的檢測及校驗方法。

關鍵詞：儀器設備 檢驗 工程測量

中圖分類號：TB22 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）06（b）-0038-02

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

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

1 儀器設備的分級檢驗原則

1.1 外送檢定

根據(jù)有關規(guī)定，主要儀器需送專業(yè)計檢單位進行強制性檢驗，每年一次。包括：GPS主機、測距儀、全站儀、精密水準儀等以及氣壓計等專業(yè)設備。檢定不合格的儀器需封存。

1.2 定期檢校

針對儀器的機械性誤差，公司儀器檢校室采用相應的設備和方法，定期（一般每三個月）進行檢驗和校正，包括：儀器2C、i角；整平氣泡；對中器；棱鏡加常數(shù)等。另外，室內(nèi)設施還可完成光學、電子部分的比較性檢測。檢測有誤差但無條件校正的設備需送專業(yè)單位維修。

1.3 作業(yè)前檢驗

對容易碰動受損的設備進行作業(yè)前檢驗。包括：儀器2C、i角；對中桿、基座對中效果等，無法現(xiàn)場校正的設備需停止使用。

2 野外檢驗方法

在野外作業(yè)特別是當出差在外時，雖然受檢測設備限制，但根據(jù)作業(yè)原理，采用一定的變通技巧，簡易的檢驗辦法仍然能起到高效、實用的作用。

2.1 水準儀檢驗

水準儀是使用頻率最高的儀器，由于施工單位對水準成果要求較高，建議每天進行水準測量前均進行i角檢驗，誤差在每100 m超過3 mm時均宜校正。

標準的檢驗方法需控制各段檢測距離，未免煩瑣。實際上快速、簡單的檢驗作業(yè)無須了解i角值。只需任選100 m左右距離樹立2只水準尺，在直線正當中架設水準儀測量兩尺讀數(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尺盡量近的距離，讀出近尺讀數(shù)h1后，校正十字絲，使遠尺讀數(shù)h2=dh+h1即可。（見圖1）

2.2 全站儀2C、i角檢驗

由于全站儀內(nèi)部配有2C、i角校正程序，只需按程序步驟，正倒鏡對準遠處某一點，即可自動修正誤差，操作非常簡便，建議進行經(jīng)常性檢驗。

2.3 基座檢驗

基座誤差包括圓氣泡、對中器兩項誤差來源，由于結構原因，其中圓氣泡誤差一般為主要因素。基座誤差對導線測量、GPS測量的成果影響很大，尤其是GPS測量中，基座誤差無法預知并無法后期修正。在筆者以往經(jīng)歷中，曾發(fā)現(xiàn)基座誤差常常大于5 mm。而基座檢驗往往容易被忽略。

2.3.1 基座誤差檢測

非常簡易的檢測方法是激光測距：

（1）地面標一點，架設所需檢測基座的棱鏡腳架并整平對中。（2）近距離（>10 m）架設全站儀，測量距離S1。（3）全站儀照準后位置及測距角度不動；基座在腳架不動的前提下，旋轉90°整平對中，旋正棱鏡，測量距離S2。（4）重復（3）操作，分別測量相對1操作的基座位置180°、270°位置的距離S3、S4。

2.3.2 導線測量中的基座誤差消除方法

由于基座誤差實際上是對中時投影垂線不豎直，當基座旋轉180°后，兩次的投線與正確垂線具有對稱的特點。所以，野外導線測量中，被迫使用有誤差的基座時，可采用在不同測回間旋轉基座方向的方式予以抵消。

具體作業(yè)中，應根據(jù)導線測量的測回數(shù)按360°平分測回間基座旋轉角度，即：兩測回的測回間各旋轉180°；三測回的測回間各旋轉120°……為提高對點速度，應在旋轉基座時保證腳架不動，松開連接螺旋、旋轉基座后，先整平圓氣泡，再根據(jù)對點器移動基座，然后核實氣泡，直至完成整平對中。

2.3.3 基座誤差校正

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

基座（特別是對點器）的正式校正較復雜，需借助專用設備、室內(nèi)校正。當出差在外等野外需校正時，可采用下述方法，進行近似校正：

（1）野外校正次序：先校圓氣泡，后校對點器。

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

（3）對點器校正：

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

關于校正對點器十字絲的說明：調(diào)節(jié)螺絲位于投點器外側，不需拆卸。部分國產(chǎn)對點器的十字絲調(diào)節(jié)較難控制：左側為一大螺絲，是彈簧螺絲；右側為兩小螺絲，是與十字絲分劃板呈90°的固定螺絲。校正時，應結合彈簧螺絲、固定螺絲細致調(diào)整；同時應考慮到彈簧螺絲的緩慢穩(wěn)定。endprint

以上對點器的校正在經(jīng)基座旋轉180°重復②～④項操作進行驗證后，能保證此腳架高度附近的投點精度。在外業(yè)使用該基座時，腳架高度宜盡量架設在校正時的腳架高度。

2.4 對中桿檢驗

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

對中桿野外檢驗，按校正對點器相似方法進行：

（1）架設一空腳架，高度與對中桿氣泡位置相同。對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°方向架設兩臺全站儀，整平儀器，照準對中桿栓定位置的桿中心（可按左右兩側角度取中），向下旋轉望遠鏡指揮對中桿底部移動，使對中桿垂直。（3）由于繩索栓定不穩(wěn)定，照準中心、移動底部工作需多次進行并且兩方向配合，直至對中桿完全豎直。（4）校正對中桿圓氣泡調(diào)節(jié)螺絲，使之居中。

2.5 棱鏡檢驗

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

棱鏡誤差測定可配合測距儀加常數(shù)測定，在三只以上強制觀測墩的短基線場上按三段法（或更多段）檢測確定。而野外檢驗，受條件限制，只能進行比較性檢測：

（1）近距離架設全站儀及棱鏡腳架。（2）將各棱鏡編號后，分別插換到棱鏡基座的插桿上，并測量距離，求算各棱鏡的相對誤差。（3）導線測量中，測距時記錄棱鏡號，后期內(nèi)業(yè)中進行棱鏡加差數(shù)修正。

3 結語

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

參考文獻

[1] 廖世淼.工程測量儀器設備數(shù)據(jù)維護研究[J].科技資訊，2013（12）.

[2] 李迪.測繪儀器設備校驗研究[J].科技創(chuàng)新導報，2014（2）.endprint

以上對點器的校正在經(jīng)基座旋轉180°重復②～④項操作進行驗證后，能保證此腳架高度附近的投點精度。在外業(yè)使用該基座時，腳架高度宜盡量架設在校正時的腳架高度。

2.4 對中桿檢驗

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

對中桿野外檢驗，按校正對點器相似方法進行：

（1）架設一空腳架，高度與對中桿氣泡位置相同。對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°方向架設兩臺全站儀，整平儀器，照準對中桿栓定位置的桿中心（可按左右兩側角度取中），向下旋轉望遠鏡指揮對中桿底部移動，使對中桿垂直。（3）由于繩索栓定不穩(wěn)定，照準中心、移動底部工作需多次進行并且兩方向配合，直至對中桿完全豎直。（4）校正對中桿圓氣泡調(diào)節(jié)螺絲，使之居中。

2.5 棱鏡檢驗

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

棱鏡誤差測定可配合測距儀加常數(shù)測定，在三只以上強制觀測墩的短基線場上按三段法（或更多段）檢測確定。而野外檢驗，受條件限制，只能進行比較性檢測：

（1）近距離架設全站儀及棱鏡腳架。（2）將各棱鏡編號后，分別插換到棱鏡基座的插桿上，并測量距離，求算各棱鏡的相對誤差。（3）導線測量中，測距時記錄棱鏡號，后期內(nèi)業(yè)中進行棱鏡加差數(shù)修正。

3 結語

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

參考文獻

[1] 廖世淼.工程測量儀器設備數(shù)據(jù)維護研究[J].科技資訊，2013（12）.

[2] 李迪.測繪儀器設備校驗研究[J].科技創(chuàng)新導報，2014（2）.endprint

以上對點器的校正在經(jīng)基座旋轉180°重復②～④項操作進行驗證后，能保證此腳架高度附近的投點精度。在外業(yè)使用該基座時，腳架高度宜盡量架設在校正時的腳架高度。

2.4 對中桿檢驗

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

對中桿野外檢驗，按校正對點器相似方法進行：

（1）架設一空腳架，高度與對中桿氣泡位置相同。對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°方向架設兩臺全站儀，整平儀器，照準對中桿栓定位置的桿中心（可按左右兩側角度取中），向下旋轉望遠鏡指揮對中桿底部移動，使對中桿垂直。（3）由于繩索栓定不穩(wěn)定，照準中心、移動底部工作需多次進行并且兩方向配合，直至對中桿完全豎直。（4）校正對中桿圓氣泡調(diào)節(jié)螺絲，使之居中。

2.5 棱鏡檢驗

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

棱鏡誤差測定可配合測距儀加常數(shù)測定，在三只以上強制觀測墩的短基線場上按三段法（或更多段）檢測確定。而野外檢驗，受條件限制，只能進行比較性檢測：

（1）近距離架設全站儀及棱鏡腳架。（2）將各棱鏡編號后，分別插換到棱鏡基座的插桿上，并測量距離，求算各棱鏡的相對誤差。（3）導線測量中，測距時記錄棱鏡號，后期內(nèi)業(yè)中進行棱鏡加差數(shù)修正。

3 結語

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

參考文獻

[1] 廖世淼.工程測量儀器設備數(shù)據(jù)維護研究[J].科技資訊，2013（12）.

[2] 李迪.測繪儀器設備校驗研究[J].科技創(chuàng)新導報，2014（2）.endprint