精密水准测量标尺的发展现状

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1、2008年第12期测绘通报27文章编号：0494_0911(2008)12．0027_03中图分类号：P242文献标识码：B精密水准测量标尺的发展现状杨俊志，张锐(中国测绘科学研究院，北京lo0039)CurrentDeVel0pmentSituatiOn0fthePreciseLeVelingRulersYANGJun—zhi，ZHANGRui摘要：水准尺不仅是国家长度标准的载体，也是水准测量系统中与水准仪一样重要的部件。针对近年来国内不太重视水准尺检定的现实，介绍国外水准尺检定方面研究的最新成果，希望国外的最新研究成果能够促进我国开

2、展水准尺检定方面的工作。关键词：水准标尺；检定方法；检定结果；新进展是在较为恶劣的工作条件下使用，环境温度变化、一、前言长途运输引起的振动、自然磨损等因素将引起标尺几何水准测量仍是进行高精度高程控制测量的变化。为了改正标尺的各项误差，需要对标尺进的惟一手段，对于水准测量系统中的水准仪，国内行检定并对测量成果施加改正。文献[1]将现代标对其误差源及其检定方法的研究已经非常充分，而尺的检定项目分为：(1)因瓦带的温度膨胀系数。作为另一重要部件的精密水准标尺(以下简称标(2)标尺的平均米间隔。(3)标尺的长期稳定性。尺)，国内的研究成果却不多

3、，主要体现在两个方(4)零点误差。(5)分划误差。(6)周期误差。面：①缺乏完善的检定设备和与国际接轨的检定方(7)尺底面的特性：①零基准；②尺底面不平；法，在双频激光干涉仪十分普及的今天，我国精密③标尺底面与因瓦带轴线的垂直度。(8)其他检水准测量作业规范仍然规定用金属线纹尺这种传定项目：①尺体的平直度；②圆气泡的正确性。统的标准设备对标尺的分划线进行检定；②缺乏统1．因瓦带温度膨胀系数的检定一的计量手段对标尺的其他项目进行检定，无论是因瓦带温度膨胀系数的检定在专门的检定设国家计量检定规程JJG8—1991还是国家水准测量规备中进行：

4、在0～4O℃的温度范围内，对5个温度点范GB12897_91，多采用野外作业的方法对标尺的进行检定，检定顺序为：30℃一0一20℃一40℃一一些项目进行自检，这不符合计量检定量值传递的10。【=。不仅与因瓦带本身的性能有关，而且与悬基本原则。挂因瓦钢带的弹簧有关。德国工业标准DIN18717本文根据国外有关标尺的最新研究资料并结要求仅<1m／(m·K)；我国标尺计量检定规程合笔者的研究结果，系统地论述了标尺的误差源、JJG8—1991要求仅<2(m-K)。检定方法及标尺的最新发展情况。希望这些结果目前国内检定仅时存在的主要问题是：①缺乏

5、有助于用户提高精密水准测量结果的质量。足够多的能正常运转的检定装置；②缺乏足够多的实测数据以研究国产因瓦带的特性；③据文献二、标尺的检定项目[2]报道：升温过程和降温过程测得的差异较大。标尺作为传递高程值的实物量具，是国家长度基于国内这些实际情况，在未建成足够多的温度系标准的载体，其量值必须准确并能够溯源到国家基数仅检定设备之前，对于国外进口的条码尺，直接准上。随着科学技术的进步，国外标尺的制造方法取仪=0．6m／(m·K)进行温度改正(参考温度也从传统的模板喷漆法发展到用双频激光干涉仪t=20℃，lK=l℃)。对于国产标尺及国外老型号

6、和计算机控制的激光束对因瓦带漆层进行汽化的标尺，则可以直接取厂家给出的温度系数进行测量工艺。虽然新的制造工艺可以将标尺的分划线刻成果改正。如果今后建成足够多的温度系数检定划得非常准确(标准差<±5m)，但由于标尺可能设备，则取用新的检定结果。收稿日期：20087_24作者简介：杨俊志(1962-)，男，四川南部人，副研究员，研究方向为测绘仪器检定。28测绘通报2O08年第12期2．标尺的平均米问隔也是值得研究的问题。德国及瑞士的5个单位利用标尺的米间隔是指因瓦钢带在温度为2O℃时，两套数字水准仪分别在两年的时间内对数字水准标尺每米的实际

7、长度。通常取标尺全长范围内多仪测量系统的尺度改正(或条码尺的米间隔)进行处测量结果的平均值，即平均米间隔来改正水准测检定，其结果表明：①标尺的水平检定结果与竖直量数据。虽然我国国家计量检定规程JJG8．199l规检定结果之间存在明显的差异，水平检定结果较竖定用双频激光干涉仪来检定标尺的米间隔，但在实直检定结果长3．2m／m，与前面的理论推导际工作中，由于我国幅员辽阔，而已建成的以双频1．2tn／m相比差异明显；②对于不同的数字水准激光干涉仪为基准的标尺检定装置十分稀少，因此仪测量系统，系统检定与分项检定之间的符合程度没有将检定规程规定的

8、检定方法应用到生产实不同；③同一根标尺经过一年时间的使用及长途运践中。输，检定结果发生了较大的变化。文献[1]报道了德国慕尼黑工业大学在1991～(3)米间隔的长期稳定性问题2O04年间获得的米间隔检定结果