脈沖激光測距儀校準(zhǔn)規(guī)范

1本規(guī)范適用于發(fā)射單脈沖且示值分辨力不小于1m的脈沖激光測距儀(以下簡稱測距儀)的校準(zhǔn)。本規(guī)范引用了下列文件：GJB1324—1991固體脈沖激光測距儀通用規(guī)范GJB2241A—2008脈沖激光測距儀性能試驗(yàn)方法GJB2740—1996脈沖激光測距儀參數(shù)系列凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本規(guī)范；凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本規(guī)范。3術(shù)語和計(jì)量單位測距儀在光束傳播方向上能夠區(qū)分兩個(gè)目標(biāo)之間的最小距離間隔。4概述系統(tǒng)、激光接收系統(tǒng)、觀察瞄準(zhǔn)系統(tǒng)和電源四大部分組成。其工作原理是利用脈沖激光器向目標(biāo)發(fā)射單次激光脈沖，計(jì)數(shù)器測量激光脈沖到達(dá)目標(biāo)并由目標(biāo)漫反射到接收系統(tǒng)的時(shí)間間隔，由此計(jì)算目標(biāo)的距離。測距儀主要用于軍事、工程、管道測量、河床、電力、地礦勘測等領(lǐng)域。5.1測距誤差6.1環(huán)境條件6.1.1室內(nèi)條件：溫度：(20±5)℃,相對濕度：≤80%。6.1.2室外條件：無雨、無雪，大氣能見度不小于3km的通視場景。6.2測量標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)備測量標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)備見表1。2設(shè)備名稱標(biāo)準(zhǔn)距離模擬裝置標(biāo)準(zhǔn)距離的擴(kuò)展不確定度一般優(yōu)于測距儀最大允許誤差的1/3光電測距儀或全站儀Ⅱ級及以上目標(biāo)靶板7校準(zhǔn)項(xiàng)目和校準(zhǔn)方法7.1測距誤差7.1.1標(biāo)稱最大測程不大于3km的測距儀采用室外直接比較法進(jìn)行校準(zhǔn)，分別在標(biāo)稱最小測程、最大測程的1/2和最大測程在設(shè)定距離處樹立一個(gè)目標(biāo)靶板，靶板與測距儀的距離由光電測距儀標(biāo)定。調(diào)好選通距離，對目標(biāo)中心進(jìn)行精確瞄準(zhǔn)后，按技術(shù)文件規(guī)定的重復(fù)工作頻率連續(xù)進(jìn)行有效測距10次，取測量值平均值與設(shè)定值之差為測距誤差。標(biāo)稱最大測程不大于3km的測距儀的測距誤差也可采用在室外長度基線場上進(jìn)行7.1.2標(biāo)稱最大測程大于3km的測距儀采用室內(nèi)模擬延時(shí)法校準(zhǔn)，分別在標(biāo)稱最小測程、最大測程的1/2和最大測程距離模擬延時(shí)法是采用標(biāo)準(zhǔn)距離模擬裝置發(fā)生具有時(shí)間延遲的模擬回波脈沖獲得標(biāo)準(zhǔn)距離的一種模擬方法，原理如圖1所示。測距儀發(fā)射出激光脈沖后，光電轉(zhuǎn)換器將激光發(fā)射脈沖轉(zhuǎn)換為電脈沖，觸發(fā)延時(shí)脈沖發(fā)生器，延時(shí)脈沖發(fā)生器按預(yù)置數(shù)設(shè)定的校準(zhǔn)距離值延時(shí)，延時(shí)完成后輸出電脈沖至回波模擬器，觸發(fā)產(chǎn)生模擬回波，測距儀的接收軸接收模擬回波后顯示該時(shí)間延遲對應(yīng)的測距值。由測距儀顯示距離值與標(biāo)準(zhǔn)距離模擬裝置測距儀接收軸發(fā)射軸器圖1模擬延時(shí)法校準(zhǔn)原理框圖a)將待校測距儀固定在承載臺上，調(diào)整測距儀，使其發(fā)射軸和接收軸分別與標(biāo)準(zhǔn)距離模擬裝置的光電轉(zhuǎn)換器和回波模擬器對準(zhǔn)；b)在標(biāo)準(zhǔn)距離模擬裝置上設(shè)定模擬的標(biāo)準(zhǔn)距離，打開測距儀電源開關(guān)，調(diào)好選通距離，按技術(shù)文件規(guī)定的重復(fù)工作頻率連續(xù)進(jìn)行有效測距10次，取測量值平均值與設(shè)標(biāo)稱最大測程大于3km的測距儀的測距誤差也可采用滿足準(zhǔn)確度的其他方法進(jìn)行3校準(zhǔn)。7.2距離分辨力a)將待校測距儀固定在承載臺上，調(diào)整測距儀，使其發(fā)射軸和接收軸分別與標(biāo)準(zhǔn)距離模擬裝置的光電轉(zhuǎn)換器和雙回波模擬器對準(zhǔn)；b)在標(biāo)準(zhǔn)距離模擬裝置上設(shè)定雙脈沖第一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)距離為d?=1000m,第二個(gè)標(biāo)準(zhǔn)距離為d?=1000m+dro(dro為標(biāo)稱的距離分辨力);c)打開測距儀電源開關(guān)，調(diào)整選通距離為1010m,按技術(shù)文件規(guī)定的重復(fù)工作頻率和連續(xù)工作時(shí)間進(jìn)行測距10次；d)改變設(shè)置的d?值，直至其值最小且被測結(jié)果均為第二目標(biāo)距離為止，記此時(shí)的d?值為d2min。距離分辨力按式(1)求得：8校準(zhǔn)結(jié)果表達(dá)經(jīng)校準(zhǔn)后的測距儀，應(yīng)填發(fā)校準(zhǔn)證書。校準(zhǔn)證書應(yīng)給出各校準(zhǔn)項(xiàng)目的測量結(jié)果及測距誤差的擴(kuò)展不確定度。當(dāng)用戶要求時(shí)，可以根據(jù)用戶提供的計(jì)量特性最大允許誤差進(jìn)行符合性判定，并將結(jié)論列入校準(zhǔn)證書。進(jìn)行符合性判定應(yīng)考慮測量結(jié)果的擴(kuò)展不確定度。9復(fù)校時(shí)間間隔測距儀的復(fù)校時(shí)間間隔，根據(jù)實(shí)際使用情況由送校單位自主決定，建議不超過4測量不確定度評定示例A.1測量任務(wù)和方法現(xiàn)對分辨力為5m、最大測程為15km的測距儀測距誤差不確定度進(jìn)行評定，測量方法依據(jù)7.1.2標(biāo)稱最大測程大于3km的測距儀規(guī)定的模擬延時(shí)法。A.2不確定度分量A.2.1時(shí)鐘引入的測量不確定度分量u?時(shí)間間隔計(jì)數(shù)功能應(yīng)用在μs量級時(shí)，其延時(shí)偏差為1.1ns,取其半寬為0.55ns,取光速為3×10?m·s~1,假設(shè)其服從均勻分布，由其引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為u?=0.55ns×3×10?m·s-1/√3=A.2.2光電轉(zhuǎn)換引入的測量不確定度分量u?由于測距儀輸出光的不均勻性，將導(dǎo)致光電轉(zhuǎn)換的極限偏差為1ns,取其半寬為0.5ns,假設(shè)其服從均勻分布，由其引入的測量不確定度為u?=0.5ns×3×10?m·s-1/√3=0.09mA.2.3測距儀分辨力引入的不確定度分量u?由于測距儀分辨力為5m,其重復(fù)性引入的不確定度分量小于其分辨力所引入的不確定度分量，故用分辨力引入的不確定度分量代替重復(fù)性分量，則其引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為A.3合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度以上分量相互獨(dú)立，則合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為ue=√u+