摘要：本文介紹了測距儀、全站儀測距部分檢定的內容及概念，著重強調了加、乘常數是什么范疇的概念，表達了應對檢定規范中加、乘常數做出限制性要求這一觀點。

　　關鍵詞：測距儀，全站儀，加、乘常數，檢驗

　　Abstract: this paper introduces the ranger, tachometer ranging verification of the concepts and contents of, emphasized the add, by constant is what category concept, and expressed to add, by constant verification regulate a restrictive requirements this view.

　　Keywords: rangefinder, tachometer, add, by constant, inspection

　　中圖分類號：TD687 文獻標識碼：A 文章編號：

　　O、引言

　　《計量法》首先明確了計量工作的直接目的就是保障計量單位的統一和量值的準確可靠，無論是在生產、經營還是科學研究等方面，計量工作都是維護正常社會經濟活動的重要保證，確保其測繪儀器技術指標的準確尤為重要。所以，我們要不斷的完善檢定規范中的檢定方式以及內容以保障測繪成果的準確。

　　一、問題之所在

　　自上世紀光電測距儀問世以來，儀器加、乘常數(專指測距儀或全站儀的加、乘常數，下同)就凸顯其重要性，因為它直接參與測量成果的改正，影響到測量成果的正確性。因此檢驗的原理和方法就隨即產生，然而直到今天，我們對加、乘常數仍然存在一些模糊的概念。甚至有一些單位對加、乘常數每年檢定出現的變動提出質疑。

　　先看我國計量檢定規程JJG703-1990和JJG703-2003，我們可以從規程中看到周期誤差、幅相誤差、相位不均勻性誤差等誤差概念，但始終無法從檢定規程文字中直接加以體會出加、乘常數是什么范疇的概念，似乎在把它界定為一個非誤差的概念。再看看相關規定，JJG703-1990中僅對加、乘常數檢驗作出了限制性要求，而這兩代規程對加、乘常數本身的取值范圍均沒有作出任何限制規定，就是說，我們國家的測距儀計量標準明確告之，只要加、乘常數的測量標準差符合限制性要求，測距儀(全站儀)的測距加、乘常數可以為任意值;且不同儀器可以千差萬別，可以任意的無限的參差不齊!

　　二、檢定方式

　　檢定加、乘常數通常采用兩種方式進行:室內方式和戶外方式.室內檢定方式的優點是溫度、氣壓比較恒定，所以外界的干擾較小，而且距離比較短，建基線場比較容易。戶外檢定的優點是由于基限比較長(一般在一公里之三公里)所以測距范圍廣，因此，測距值長、短兼而有之，不同距離數據都參與了加、乘常數的計算，能全面反映儀器的性能。缺點是找到符合要求的場地較困難，檢定過程對天氣的要求較高。我們現在采用的是三公里基線的戶外檢定方式。

　　三、加、乘常數概念的實質是誤差

　　加、乘常數究竟是什么概念呢?加、乘常數就是儀器誤差的概念。顯然，加、乘常數是完全符合測量值與真值差異屬性這一判別要件，它們是測量值與真值差異的一種(規律)表現形式，就是周期誤差是反映了誤差的周期規律，幅相誤差反映了誤差的照準規律一樣，加、乘常數誤差分別反應的就是誤差的加常量和成常量規律。要說這些誤差之間存在不同，那也僅僅限于規律的自身，而絕不存在與本質——測量值與真值的差異屬性。所以加、乘常數的誤差地位當然就是一樣，不應該有任何不同。

　　由于加、乘常數誤差分別反映的是加常量規律和乘常量規律的誤差，不是隨機規律，所以加、乘常數誤差當然也屬于系統誤差的范疇。測距總誤差分為二部分 ;一為隨機誤差:其中包括噪聲誤差、電子原理誤差。二為系統誤差：其中包括加常數誤差、乘常數誤差、周期誤差、幅相誤差、相位不均勻性誤差、頻率誤差。實際上不論JJG-1990還是JJG-2003，其所引用的加、乘常數測試原理其實還是系統誤差測試原理的經典方法——線性回歸法，從它的誤差方程式Yi=K+RDi+Vi就可以看出加常數K、乘常數R與真值誤差Yi是從屬關系(Di為基線值、Vi為殘差)，加、乘常數是從真誤差Yi中提取的誤差分量，這本身從側面還是證明了加、乘常數的誤差地位的確鑿性。

　　當然需要強調，加、乘常數誤差大小的檢驗結果中還存有誤差存在的(Mk和Mr),誤差的檢驗結果還存有誤差，這是非常正常的，和加、乘常數本身就是誤差的概念的論點沒有不同。結果是誤差是一回事，結果中還有誤差是另外一回事，之間沒有因果邏輯，本文也不存在“因為檢定結果還有誤差，所以結果就是誤差”這樣的論證觀點!

　　既然加、乘常數的誤差地位確定，加、乘常數當然就不可以為任意值，就不可以不同儀器千差萬別，就不可以任意的無限的參差不齊(請試想一下當儀器的加、乘常數取值范圍成千上萬時的景象)。規程JJG703_2003對加、乘常數誤差的檢定結果(K、R)不做限制，而僅僅對其檢驗結果的誤差(Mk、Mr)檢驗結果的可信度作限制，這顯然存在一定的問題。

　　在從事檢定工作二十多年之中，檢定記錄得出的結論，如果儀器加、乘常數偏大時，檢驗結果的誤差(Mk和Mr)也大。而且，每年檢定結果變動很大，客戶往往會提出很多質疑。以前的儀器出現這種現象很多，隨著儀器制造業的不斷發展，近年來出現這種情況明顯減少，而且會越來越好。

　　四、加、乘常數誤差的形成根源及檢驗意義

　　加常數誤差系由儀器的測距部(包括反射鏡)光學零點和儀器的對點器不一致所造成的，它由儀器常數誤差和棱鏡常數誤差兩部分構成。這就是加常數誤差的原理性和根源。

　　乘常數誤差系儀器時間基準偏差造成的，其源于光電測距儀是通過光速乘以時間差換算距離的原理，時間基準的成常量改正數必然傳遞到距離測量結果之中。因為大部分的檢定都在室外檢定場進行的，所以在檢定過程中，天氣的因素：如溫度、氣壓、濕度、能見度、風速都會對乘常數的結果產生一定的影響。

　　雖然加、乘常數誤差的形成機理非常單純，但仍然存有一些其它的誤差源也能產生類似加、乘常數誤差效果。最典型的就是幅相誤差和相位不均勻性誤差。還有氣象參數誤差、儀器內部的改正數等。

　　幅相誤差產生加常數效果的機理是：當測距儀或全站儀內外光路光強調整的不一致時，內外光路測量的幅相誤差也就不一致，不能完全實現內外光路的誤差抵償，從而給測量帶來了附加固定誤差。

　　幅相誤差產生乘常數效果的機理是：由于信號強度隨距離之單調變化，而單調變化的誤差規律按照模型Yi=K+RDi+Vi進行擬合時當然可以產生顯著的乘常數的。但是，這種幅相誤差導致的“乘常數”穩定性極差。

　　相位不均勻性誤差產生乘常數效果的機理是：測距光斑隨距離的增大而增大，不同距離時棱鏡截取的光斑分量不一樣。距離近時，棱鏡截取了大部分的光斑，測量的是大部分光斑的平均相位，有較好的混像效果，相位不均性誤差體現的不明顯;而距離較遠時，截取了較小部分的光斑，測量的是較小部分的光斑的平均值，混相效果差，相位不均勻性誤差體現明顯。這樣相位不均勻誤差也能產生隨距離單調變化的誤差效果，按照模型Yi=K+RD+Vi進行擬合，當然也可以產生顯著性的乘常數的效果。

　　儀器內部和比例改正數可以直接產生加、乘常數誤差，可以導致光速計算不準確，直接產生乘常數誤差效果。

　　再有，儀器制造中出現的一些缺陷也可以導致儀器的加、乘常數出現偏大或不穩定的現象：如加工工藝、測距系統的一些缺陷。這可以在同一種生產廠家、同一種型號的儀器、在相同的檢測條件下測出的加、乘常數相差很大、精度變化很大的得到證實。而且這種誤差的來源沒有規律可循，是一種偶然誤差來源，或多或少也會參與到系統誤差中，所以導致了儀器的測量結果的不穩定。

　　正因為有這么多的誤差源，甚至是一些穩定性較差的誤差源，都對儀器加、乘常數的檢驗結果產生影響，所以基線比較檢驗所獲得的加、乘常數誤差實質是儀器所有誤差的綜合值。絕對不是什么單一的光學零點和頻率偏差問題，這也就是基線計量與頻率計量的實質區別。也正是由于綜合值中包括含有不穩定的誤差源，所以才有部分劣質儀器的加、乘常數誤差性能存在不穩定的現象，有些學者以結果不穩定為依據懷疑基線比較原理而不懷疑儀器的穩定性能的思維也是有欠考慮的。所以我們當然也就更不應該容許加、乘常數誤差值可以任意無限大小。

　　也真是因為基線比較檢驗所獲得的加、乘常數誤差是儀器所有系統化誤差的綜合效果，所以加、乘常數誤差的檢驗意義僅僅在于：當檢驗得到的加、乘常數誤差值很小時，是可以合理相信該儀器測距系統誤差性能是合格的，因為儀器保持了出廠時的狀態，儀器是穩定的;當檢驗得到的加、乘常數誤差值較大時，則可以肯定儀器測距系統誤差性能存在問題，因為儀器偏離了出場時的狀態，儀器是不穩定的，必須查證其原因所在。這也是我們過去一直使用基線比較法結算加、乘常數存在的一點缺陷。目前還沒有更好地模型去結算加、乘常數。因此也不能因為一點小的缺陷而廢除基線比較模型法結算加、乘常數。

　　國家規程對加、乘常數誤差不做限差，可能源于一：加、乘常數到底多大為合理;二：系統誤差不穩定還有檢定綜合精度加以限制。

　　通過從事二十多年的計量檢定工作得出的結論是：乘常數誤差接近零附近儀器的性能都非常好，所以，顯然對儀器加、乘常數的數值加以限制很有必要。

　　五、結論

　　綜上所述，儀器加、乘常數就是一種系統誤差，既然是系統誤差，當然不允許其為任意值，所以理論上講，儀器的加、乘常數為任何值，而不對其做出任何限制是有欠考慮得。從事儀器檢定工作多年經驗體會到，在實踐中，也正是由于國家規程中沒有對儀器加、乘常數進行限制，才導致了很多儀器檢驗過程中出現的加、乘常數誤差性能參差不齊的現象。也導致了對一些儀器不良性能的袒護和放任，以至于影響到國家的建設，所以應當在計量規程JJG703—2003中增加關于加、乘常數誤差范圍的限制是很有必要的。

　　參考文獻

　　[1]測距儀檢定規程JJG703-1990. 全國幾何量角度計量技術委員會.1990年

　　[2]測距儀檢定規程JJG703-2003. 全國幾何量角度計量技術委員會.2003年

　　[3]楊俊志.全站儀的原理及其檢定.測繪出版冊.2004年

　　[4]徐忠陽.全站儀原理與應用.解放軍出版社.2003年

　　[5]計量基礎知識.中國人民解放軍總裝電子信息部技術局.1999年