實驗室儀器年檢外校專業(yè)檢測公司

全站儀校準規(guī)程

一、目的

規(guī)范全站儀校準工作，確保全站儀測量數(shù)據(jù)的準確性、可靠性，滿足工程測量、地形測繪等領域?qū)y量精度的要求，使全站儀測量結(jié)果符合相關標準和實際作業(yè)需求 。

二、適用范圍

適用于各類光學、電子全站儀的校準，包括但不限于測角精度為1″、2″、5″等級，測距精度為(1+1ppm×D)mm、(2+2ppm×D)mm等不同精度規(guī)格的全站儀，涵蓋新購置、使用中及維修后的全站儀 。

三、引用標準

1. JJG 100-2003：《全站型電子速測儀檢定規(guī)程》，規(guī)定了全站儀的計量性能要求、通用技術要求、計量器具控制等內(nèi)容，為校準工作提供技術依據(jù)和操作規(guī)范。

2. GB/T 17159-2013：《工程測量用電子全站儀》，明確了全站儀的術語和定義、產(chǎn)品分類、技術要求、試驗方法、檢驗規(guī)則以及標志、包裝、運輸和貯存等方面的要求 。

四、術語和定義

1. 全站儀：一種集光、機、電為一體的高技術測量儀器，可同時進行角度（水平角、垂直角）測量和距離（斜距、平距、高差）測量，并能通過內(nèi)部程序計算出測量點的三維坐標 。

2. 測角中誤差：衡量全站儀測角精度的指標，指在相同觀測條件下，對某一角度進行多次觀測，其觀測值的中誤差 。

3. 測距中誤差：反映全站儀測距精度的參數(shù)，指在相同觀測條件下，對某一距離進行多次測量，其測量值的中誤差 。

4. 加常數(shù)：全站儀測距系統(tǒng)的固定誤差，與所測距離長短無關 。

5. 乘常數(shù)：與所測距離成比例的誤差系數(shù)，單位為ppm（百萬分之一） 。

實驗室儀器年檢外校專業(yè)檢測公司

五、計量特性

1. 測角精度：全站儀的測角中誤差不應超過其標稱精度，如標稱精度為2″的全站儀，測角中誤差應不大于2″ 。

2. 測距精度：測距中誤差應符合公式 m_D = \pm (A + B×D)，其中 m_D 為測距中誤差，A 為固定誤差（單位：mm），B 為比例誤差系數(shù)（單位：ppm），D 為測距長度（單位：km） 。例如，某全站儀測距精度為(2+2ppm×D)mm，則當測距長度 D = 1km 時，測距中誤差 m_D = \pm (2 + 2×1)mm = \pm 4mm 。

3. 加常數(shù)和乘常數(shù)：加常數(shù)的誤差范圍應在規(guī)定的允許誤差內(nèi)，一般為±(3 - 5)mm；乘常數(shù)的誤差應不超過其標稱值的±(1 - 2)ppm 。

六、校準條件

1. 環(huán)境條件

• 溫度：(20±5)℃ ，溫度變化率每小時不超過1℃ 。溫度過高或過低以及溫度的劇烈變化會影響全站儀內(nèi)部光學元件的折射率、機械部件的尺寸和電子元件的性能，從而導致測量誤差 。

• 相對濕度：35% - 75% 。濕度超出范圍可能引起儀器內(nèi)部結(jié)露，導致光學元件霉變、電路短路等問題，影響儀器正常工作 。

• 大氣壓力：(86 - 106)kPa 。大氣壓力的變化會影響空氣的密度，進而影響光在空氣中的傳播速度，對測距精度產(chǎn)生影響 。

• 場地：校準場地應平坦、堅實，周圍無明顯振動源和電磁干擾源 。場地應具備足夠的空間，滿足全站儀測距和測角的校準需求，一般要求測距校準場地長度不小于全站儀最大測程的1/2 。

2. 校準設備

• 標準基線場：由若干個已知精確距離的控制點組成，距離精度優(yōu)于被校全站儀測距精度的1/3 。用于校準全站儀的測距功能，通過與全站儀測量的距離值進行比對，確定全站儀的測距誤差 。

• 多齒分度臺：分度精度優(yōu)于被校全站儀測角精度的1/3 ，如被校全站儀測角精度為2″，多齒分度臺分度精度應優(yōu)于0.67″ 。用于校準全站儀的測角功能，通過測量多齒分度臺的角度值，與全站儀測量的角度值進行比較，計算全站儀的測角誤差 。

• 標準反射棱鏡：反射效率高、穩(wěn)定性好，其常數(shù)已知且精度滿足校準要求 。在測距校準時作為反射目標，與全站儀配合使用 。

• 水準儀：精度不低于DS3級，用于校準場地和全站儀安裝基座的水平度調(diào)整，確保全站儀處于水平狀態(tài)，減少因儀器傾斜導致的測量誤差 。

• 溫度計、氣壓計：精度滿足校準環(huán)境參數(shù)測量要求，用于測量校準環(huán)境的溫度和大氣壓力，以便對全站儀測量數(shù)據(jù)進行氣象改正 。

七、校準前準備

1. 外觀檢查

• 查看全站儀外殼是否有破損、變形，顯示屏有無損壞、顯示異常，按鍵是否能正常操作，電池倉是否清潔、無腐蝕 。

• 檢查望遠鏡物鏡、目鏡是否有灰塵、油污、劃傷，調(diào)焦是否順暢，十字絲是否清晰 。

• 確認儀器的腳螺旋、水平制動和微動螺旋、垂直制動和微動螺旋等操作部件是否靈活、有效，有無松動、卡滯現(xiàn)象 。

• 檢查儀器的通信接口是否完好，連接線纜是否破損、老化，插頭插座是否接觸良好 。

2. 功能檢查

• 接通電源，開啟全站儀，檢查儀器是否能正常啟動，各功能菜單是否可正常調(diào)用 。

• 進行簡單的自測試功能，如電池電量檢測、儀器內(nèi)部參數(shù)檢查等，查看是否有錯誤提示信息 。

• 測試全站儀的角度測量功能，轉(zhuǎn)動望遠鏡，觀察水平角和垂直角的顯示值是否連續(xù)、準確變化 。

• 測試測距功能，在短距離內(nèi)（如5 - 10m）對已知距離目標進行測距，檢查測量結(jié)果是否合理，測距時間是否正常 。

3. 儀器安置：將全站儀安置在穩(wěn)固的三腳架上，使用水準儀調(diào)整三腳架腿高度，使全站儀基座大致水平 。通過腳螺旋精確調(diào)整全站儀的水平度，使水準氣泡居中，確保儀器處于水平狀態(tài) 。在儀器安置過程中，應避免儀器受到碰撞和振動 。

4. 參數(shù)設置：根據(jù)校準環(huán)境的溫度、大氣壓力等參數(shù)，在全站儀中設置相應的氣象改正參數(shù) 。同時，設置全站儀的測量模式為標準測量模式，如角度測量為水平角/垂直角測量模式，測距為斜距測量模式 。

八、校準項目與校準方法

（一）水平角測量誤差校準

1. 連接與設置：將全站儀安置在多齒分度臺中心位置，精確對中、整平 。在全站儀中設置水平角測量的初始值為0°00′00″ 。

2. 測量操作：轉(zhuǎn)動多齒分度臺，依次設置角度為0°、30°、60°、90°、120°、150°、180°、210°、240°、270°、300°、330°，每個角度位置用全站儀正鏡（盤左）測量3次，記錄每次測量的水平角值；然后倒鏡（盤右）重復上述操作，再次記錄各角度位置的測量值 。

3. 計算誤差：分別計算正鏡和倒鏡測量時各角度位置的平均值，然后計算正倒鏡平均值的差值，即兩倍照準差（2C） 。公式為：2C = \text - \text \pm 180° 。計算各角度位置的測角誤差，測角誤差為各角度位置測量平均值與多齒分度臺實際角度值的差值 。

4. 結(jié)果判定：各角度位置的測角誤差和兩倍照準差（2C）應不超過全站儀標稱的測角精度 。若超出精度范圍，需對全站儀的橫軸、豎軸等部件進行檢查和調(diào)整，然后重新進行校準 。

（二）垂直角測量誤差校準

1. 儀器安置與準備：全站儀安置在穩(wěn)固的三腳架上，精確對中、整平 。在全站儀中設置垂直角測量的初始值為0°00′00″ 。選擇一個垂直方向的目標，如遠處建筑物的墻角或?qū)Ｓ玫拇怪毙誓繕?。

2. 測量過程：用全站儀正鏡（盤左）瞄準目標，測量垂直角，記錄測量值；然后倒鏡（盤右）再次瞄準同一目標，測量垂直角并記錄 。重復上述操作，共進行6次測量 。

3. 誤差計算：分別計算正鏡和倒鏡測量的垂直角平均值，計算正倒鏡平均值的差值，即指標差 x 。公式為：x = \frac(\text - \text \pm 180°) 。計算各次測量的垂直角誤差，垂直角誤差為各次測量值與理論垂直角值（目標垂直角已知或可通過測量其他相關參數(shù)計算得出）的差值 。

4. 判斷標準：各次測量的垂直角誤差和指標差應不超過全站儀標稱的測角精度 。若超出精度范圍，需檢查全站儀的豎盤指標補償器是否正常工作，對補償器參數(shù)進行校準或調(diào)整全站儀的豎軸垂直度等 。

（三）測距誤差校準

1. 場地布置與連接：在標準基線場上，將全站儀安置在一端的控制點上，精確對中、整平 。在另一端的控制點上安置標準反射棱鏡，確保棱鏡中心與控制點重合 。

2. 測量操作：在全站儀中設置測距參數(shù)，如氣象改正參數(shù)、棱鏡常數(shù)等 。對標準基線場上的已知距離進行測量，從短距離到長距離依次測量，一般選取不少于5個不同距離的點，每個點測量3次，記錄每次測量的斜距值 。測量過程中，應確保全站儀和棱鏡的對中精度，避免儀器和棱鏡發(fā)生位移 。

3. 數(shù)據(jù)處理：根據(jù)全站儀測量的斜距值，結(jié)合測量時的氣象條件和全站儀設置的參數(shù)，計算出平距值 。將計算得到的平距值與標準基線場的已知平距值進行比較，計算測距誤差 。測距誤差公式為：\Delta D = D_x - D_n，其中 \Delta D 為測距誤差，D_x 為全站儀測量計算得到的平距值，D_n 為標準基線場已知平距值 。

4. 校準判斷：計算得到的測距誤差應符合全站儀的測距精度要求，即滿足公式 m_D = \pm (A + B×D) 規(guī)定的誤差范圍 。若測距誤差超出范圍，需檢查全站儀的測距系統(tǒng)，如發(fā)射和接收光路是否正常、測距頻率是否準確等，對全站儀的加常數(shù)和乘常數(shù)進行校準 。

（四）加常數(shù)和乘常數(shù)校準

1. 準備工作：在標準基線場上，選擇至少3個不同距離的已知控制點，距離間隔應適當，如0.5km、1km、1.5km 。將全站儀安置在合適位置，精確對中、整平 。

2. 測量操作：分別對3個控制點進行測距，每個控制點測量多次（一般為6 - 10次），記錄每次測量的斜距值 。同時記錄測量時的氣象條件 。

3. 數(shù)據(jù)計算：根據(jù)測量的斜距值和已知的控制點平距值，考慮氣象改正因素，通過最小二乘法擬合計算出全站儀的加常數(shù) K 和乘常數(shù) R 。計算過程較為復雜，一般借助專業(yè)的校準軟件或計算工具進行 。

4. 結(jié)果判定：計算得到的加常數(shù)和乘常數(shù)應在全站儀規(guī)定的允許誤差范圍內(nèi) 。若超出范圍，需對全站儀的測距系統(tǒng)進行調(diào)整或重新校準 。校準后，再次進行測距誤差校準，確保測距精度符合要求 。

九、校準結(jié)果處理

1. 校準記錄：校準過程中，詳細記錄校準日期、校準人員、全站儀型號、編號、校準設備信息、各校準項目的測量數(shù)據(jù)、計算結(jié)果等 。校準記錄應準確、清晰、完整，不得隨意涂改 。校準記錄格式可參考表1：

|校準項目|測量次數(shù)|測量值|平均值|誤差|是否合格|

|---|---|---|---|---|---|

|水平角測量（0°）|正鏡1|[具體角度值]| | | |

|水平角測量（0°）|正鏡2|[具體角度值]| | | |

|...|...|...|...|...|...|

|垂直角測量（第1次）|正鏡|[具體角度值]| | | |

|垂直角測量（第1次）|倒鏡|[具體角度值]| | | |

|...|...|...|...|...|...|

|測距測量（第1點）|第1次|[斜距值]| | | |

|測距測量（第1點）|第2次|[斜距值]| | | |

|...|...|...|...|...|...|

|加常數(shù)校準|[計算過程及結(jié)果]| | | | |

|乘常數(shù)校準|[計算過程及結(jié)果]| | | | |

2. 校準證書：校準合格的全站儀，出具校準證書 。校準證書內(nèi)容包括全站儀基本信息（名稱、型號、編號、制造廠等）、校準依據(jù)、校準環(huán)境條件、校準設備、校準項目及結(jié)果、校準日期、校準人員簽名、校準單位印章等 。校準結(jié)果應明確給出各校準項目的測量值、誤差值以及是否符合計量特性要求的結(jié)論 。校準證書格式可參考相關計量校準證書標準模板 。

3. 校準報告：校準不合格的全站儀，出具校準報告 。報告中應詳細說明不合格項目及測量結(jié)果，分析不合格原因，如儀器光學部件損壞、電子元件故障、機械部件松動等，并提出相應的處理建議，如維修、更換部件、重新校準等 。校準報告格式可根據(jù)實際情況制定，應包含全站儀基本信息、校準情況概述、不合格項目及分析、處理建議等內(nèi)容 。

十、復校時間間隔

1. 常規(guī)情況：全站儀的復校時間間隔一般為1年 。在正常使用情況下，每年進行一次校準，可有效保證全站儀的測量精度和可靠性 。

2. 特殊情況

• 使用頻率：若全站儀使用非常頻繁，如每天用于多個測量項目，或在大型工程建設中連續(xù)作業(yè)，可適當縮短復校時間間隔，建議為6個月 。頻繁使用會使儀器的機械部件磨損加快，電子元件老化，影響測量精度，需要更頻繁地校準 。

• 使用環(huán)境：全站儀處于惡劣環(huán)境中，如高溫、高濕、強磁場、多塵等環(huán)境，應縮短復校時間間隔，一般為3 - 6個月 。惡劣環(huán)境會對儀器的光學性能、電子性能和機械性能產(chǎn)生不良影響，增加測量誤差的風險 。

• 設備狀況：全站儀經(jīng)過維修或更換關鍵部件（如測距頭、測角編碼器、主板等）后，應立即進行校準 。后續(xù)的復校時間間隔可根據(jù)設備維修后的穩(wěn)定性和使用情況重新評估確定 。