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全站仪检定装置的研究与实现 　　摘 要：全站仪是一种集角度测量和距离测量功能于一体的现代化高技术测量仪器，根据JJG 100-2003 全站型电子速测仪检定规程的要求，应对全站仪进行周期性检定，本装置根据光电转换提取全站仪测距光中的调制电信号，经外加调制器调制到外加激光上，并经过光纤传输返回到全站仪接收管，从而实现全站仪对光纤的测距，实现了对全站仪的检定，对同类应用开发具有普遍意义和一定的参考价值。 　　关键词：全站仪；检定；装置；研究 　　1 概述 　　全站?x，即电子全站型电子速测仪，它是以红外激光或可见激光为介质，通过测量激光出射到经反射体返回的时间，借助速度、时间与距离的关系，计算并显示仪器到反射体间的空间距离的一种新型长度计量器具。是一种集光、机、电为一体的高技术测量仪器，是集水平角、垂直角、距离（斜距、平距）、高差测量功能于一体的测绘仪器系统。因其一次安置仪器就可完成该测站上全部测量工作，所以称之为全站仪。广泛用于地上大型建筑和地下隧道施工等精密工程测量或变形监测领域。这类仪器的研制开发早期由国外完成，现在国内也有生产厂家。国外研究主要集中在瑞士、德国、美国和日本，国内主要集中在北光、苏光和广州南方公司。 　　按我国的计量法规定，必须依法进行型式批准和周期检定以保证其计量性能正确，量值传递可靠。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。规程规定了对这类仪器的检定标准和检定方法，需要在室外基线上逐点进行检定。然而室外的基线场检定存在很多问题，首先基线场的建立非常困难，城市中要选定大于1000米又平又直且既无自然障碍又无人畜干扰的地带几乎不可能；其次能找到满足上述条件的场合一定是在远离城市的地方，这给检定带来极大的不便且费时费力费能源；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吃力，不但须两个以上人员操作，而且还往往因对线不准而得不到正确可靠的结果；还有野外自然气候条件下作业受天气影响相当大，由于天气变化经常造成检定效率低下，工作质量也无法提高，因此迫切需要研制一种操作方便、准确度高的全站仪检定装置。 　　2 全站仪检定装置的工作原理 　　通过光电转换提取全站仪测距光中的调制电信号， 通过外加调制器调制到外加激光上， 并经过光纤传输后返回到全站仪接收探测器的方式，从而避免了大孔径测距光到光纤的耦合效率的难题， 实现了对全站仪的室内光纤检定。全站仪测距光在光纤中传输所经历的光程与附加光程之和的一半即为全站仪的测距读数，将全站仪的测量值与被测光纤的绝对长度作比较， 即可实现全站仪测距的高精度检测。 　　图1为全站仪检定装置原理图，此全站仪检定装置包括被检全站仪1，被检全站仪1发出的测距光经聚焦透镜2汇聚到光电转换器3的探测端面，经光电转换器3处理后得到调制电信号，调制电信号通过电光调制器4调制到激光器5所发出的激光上，并经过单模光纤7的传输后，经准直器8返回到被检全站仪1的接收端面。还包括光电隔离器6，激光器5所发出的激光经光电隔离器6与电光调制器4连接。增强了检定装置的抗干扰能力。还包括恒温箱9，单模光纤7位于恒温箱9内，恒温箱9的温度控制稳定性小于0.1℃，恒温箱9的良好温度控制稳定性保证了单模光纤7的准确性，提高了检定精度。 　　为了保证检定精度，聚焦透镜2、光电转换器3、电光调制器4、激光器5与准直器8的波长均与被检全站仪1的波长相同，是的波长的适用范围相同，提高了检定装置的精度。 　　3 检定装置实验分析 　　用基于光纤延迟线的大量程、高精度光纤绝对长度测量方法测得0.25m、0.5m、1m、2m、3m、5m、6m、8m、10m待测光纤段的绝对长度，并将其值作为标准长度。采用以上结构使全站仪分别对参考光纤段、参考光纤段基础上分别接入0.25m、0.5m、1m、2m、3m、5m、6m、8m、10m待测光纤段以及10m和2m、10m和3m、10m和5m、10m和6m、10m和8m、2根10m的组合测段各进行两次测距。由于全站仪测距显示值是光程的一半，将全站仪对参考光纤段基础上接入各待测光纤段的两次测量值的平均值与参考光纤段两次测量值的平均值作差值， 差值的2倍即为各待测光纤段的测量长度，与标准长度作比较，，其差值即为全站仪测距误差。 　　通过分析和实验证明，利用标准光纤检定全站仪测距读数稳定，测量值和全站仪标称值基本一致。当然，上述分析和实验还有许多需要深入和完善的地方，如采取温控措施排除温度的影响，光纤标准长度的准确标定等。此全站仪检定装置解决了全站仪的室内检定难题，使得全站仪的检定工作变得简单，同时检定装置还具有精度高、抗干扰能力强的特点。 　　4 结论 　　全站仪作为计量器具，按我国的计量法规定，必须依