ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

НАЦИОНАЛЬНЫЙ

СТАНДАРТ

РОССИЙСКОЙ

ФЕДЕРАЦИИ

Государственная система обеспечения единства измерений

СКАНЕРЫ ЛАЗЕРНЫЕ НАЗЕМНЫЕ Методика поверки

Издание официальное

Москва Стандарт* нформ 2014

Предисловие

1    РАЗРАБОТАН Федеральным государственным унитарным предприятием «Сибирский государственный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт метрологии» (ФГУП «СНИИМ»), Федеральным государственным бюджетным образовательным учреждением высшего профессионального образования «Сибирская государственная ордена Знак Почета геодезическая академия» (ФГБОУ ВПО «СГГА»)

2    ВНЕСЕН Управлением метрологии Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии. ТК 206 «Эталоны и поверочные схемы». ПК 206.1 «Эталоны и поверочные схемы в области измерений геометрических величин»

3    ПРИНЯТ И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 27 ноября 2012 г. № 1240-ст

4    ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Правила применения настоящего стандарта установлены в ГОСТ Р 1.0-2012 (раздел 8). Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты», а официальный текст изменений и поправок — в ежемесячном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (gost.ru)

©Стандартинформ. 2014

Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

ГОСТ P 8.794—2012

Содержание

1    Область применения...................................................1

2    Нормативные ссылки..................................................1

3    Термины, определения и сокращения........................................2

4    Операции и средства поверки.............................................2

5    Требования к квалификации поверителей.....................................3

6    Требования безопасности...............................................3

7    Условия поверки и подготовка к ней.........................................3

8    Проведение поверки...................................................3

9    Оформление результатов поверки..........................................7

Приложение А (обязательное) Обработка результатов измерений.......................8

Приложение Б (справочное) Форма протокола поверки.............................10

Библиография........................................................11

III

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Государственная система обеспечения единства измерений

СКАНЕРЫ ЛАЗЕРНЫЕ НАЗЕМНЫЕ

Методика поверки

State system for ensuring the uniformity of measurements. Ground laser scanners. Verification procedure

Дата вводония — 2014—01—01

1    Область применения

Настоящий стандарт распространяется на наземные лазерные сканеры и устанавливает методику их первичной и периодической поверок.

Настоящий стандарт не распространяется на мобильные сканирующие системы и сканеры авиационного базирования.

2    Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ Р 51774-2001 Электронные тахеометры. Общие технические условия ГОСТ 8.050-73 Государственная система обеспечения единства измерений. Нормальные условия выполнения линейных и угловых измерений

ГОСТ 8.395-80 Государственная система обеспечения единства измерений. Нормальные условия измерений при поверке. Общие требования

ГОСТ 8.503-84 Государственная система обеспечения единства измерений. Государственная поверочная схема для средств измерений длины в диапазоне от 24 до 75000 м

ГОСТ 12.1.040-83 Система стандартов безопасности труда. Лазерная безопасность. Общие положения

ГОСТ 12.2.007.0-75 Система стандартов безопасности труда. Изделия электротехнические. Общие требования безопасности

ГОСТ 112-78 Термометры метеорологические стеклянные. Технические условия ГОСТ 21830-76 Приборы геодезические. Термины и определения ГОСТ 22268-76 Геодезия. Термины и определения

Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федеральною агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационною указателя «Национальные стандарты» за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этою стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше юдом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без уче та данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен беззамены. юположе-ние. в котором дана ссылка на нею. рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

Издание официальное

3    Термины, определения и сокращения

3.1    В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями по ГОСТ 21830. ГОСТ 22268. [1], (2]. (3):

3.1.1    наземный лазерный сканер (НЛС): Система, измеряющая с высокой скоростью (от нескольких тысяч до миллиона точек в секунду) расстояния от сканера до точек объекта и регистрирующая соответствующие направления (вертикальные и горизонтальные углы) с последующим формированием трехмерного изображения в виде облака точек;

3.1.2    прием измерений: Минимальное количество операций, необходимое для однократного измерения геодезической величины с заданной точностью;

3.1.3    скан: Изображение, получаемое НЛС за один цикл его работы, элементами (пикселями) которого являются лазерные отражения точек объекта;

3.1.4    створ: Вертикальная плоскость, проходящая через две данные точки;

3.1.5    тестовый полигон: Средство измерений, создаваемое в лабораторных условиях, в виде наклонной окружности по всему полю зрения поверяемого НЛС, предназначенное для его поверки;

3.1.6    эталонное направление: Угловая мера, действительное значение направления на заданную точку относительно нулевого отсчета или начального направления.

3.2 В настоящем стандарте применены следующие сокращения:

СЛИ — система лазерная измерительная;

ЭД — эксплуатационная документация.

4    Операции и средства поверки

4.1 При проведении первичной и периодической поверок должны быть выполнены операции и применены средства поверки, указанные в таблице 1.

Таблица 1

Наименование операции Номер подраздела, пункта настоящего стандарта ! Средство поверки Внешний осмотр 8.1 Опробование 8.2 I Определение (контроль) метрологических характеристик 8.3 I Определение погрешности измерений расстояний в полевых условиях 8.3.1 Эталонный линейный базис 2-го разряда по ГОСТ 8.503. (4); гермогигрометр ИВА-6Н-КП-Д по (5). диапазон измерений темперагуры от 0 °С до 60 °С. диапазон изменений атмосферного давления от 70 до 110 кПа; диапазон изменений относительной влажности от 0 % до 98 % Определение погрешности измерений расстояний в лабораторных условиях 8.3.2 Интерференциотвтый комгтаратор; лазерная измерительная система ML 10 (6). ПГ1 (0.025 ± 0.7L) мкм Определение погрешности т измерений горизонтальных углов в диапазоне от 0° до 360° 8.3.3 Электронный тахеометр Та2 по ГОСТ Р 51774; марки светоотражающие из комплекта НЛС в соответствии с ЭД Определение погрешности тн измерений вертикальных углов в диапазоне от минус 45" до 90" 8.3.4 Электронный тахеометр по ГОСТ Р 51774; марки светоотражающие из комплекта НЛС в соответствии с ЭД

4.2    Допускается применять другие средства поверки, соответствующие поточности требованиям настоящего стандарта.

4.3    Применяемые средства поверки должны иметь действующие свидетельства о поверке.

ГОСТ P 8.794—2012

5    Требования к квалификации поверителей

Для проведения поверки допускают лиц. имеющих опыт работы с НЛС не менее двух лет.

6    Требования безопасности

6.1    При проведении поверки необходимо соблюдать требования безопасности в соответствии со следующими документами:

-    ГОСТ 12.2.007.0;

-    ГОСТ 12.1.040:

-    ЭД на НЛС и используемые средства поверки;

-    Правила по технике безопасности на топографо-геодезических работах [7J;

-    Правила по технике безопасности при работе с радиоэлектронной аппаратурой (8).

6.2    Процесс проведения поверки не должен наносить вред здоровью поверителей и окружающей среде.

7    Условия поверки и подготовка к ней

7.1    При поверке соблюдают требования ГОСТ 8.050. ГОСТ 8.395. Рекомендаций по метрологии [9] и следующие:

- атмосферное давление    от 85 до 105    кПа;

-    скорость изменения температуры окружающего

воздуха за 1 ч работы не более    3    'С;

- температура окружающего воздуха    от 10 °С до 30 °С;

-    относительная влажность окружающего воздуха

при температуре 25 °С. без конденсации влаги, не более 70 %.

7.2    Перед поверкой поверитель должен быть ознакомлен с ЭД на поверяемый НЛС и средства поверки.

7.3    После транспортирования НЛС, поступивший на поверку, выдерживают в рабочем помещении не менее 4 ч в упакованном виде и не менее 2 ч без упаковки.

7.4    Электропитание осуществляется от штатных источников или от источников постоянного тока, если это предусмотрено изготовителем.

8    Проведение поверки

8.1    Внешний осмотр

8.1.1    При внешнем осмотре НЛС проверяют его на сохранность поясняющих надписей, серийного (заводского) номера, исправность переключателей, целостность соединительных разъемов и кабелей, чистоту контактов разъемов, целостность и сохранность корпуса, комплектность в соответствии с ЭД.

8.2    Опробование

8.2.1    При опробовании проверяют работоспособность НЛС в соответствии с ЭД конкретного типа.

8.2.2    Штатные источники питания должны быть полностью заряжены.

8.3    Определение (контроль) метрологических характеристик

8.3.1    Определение погрешности измерений расстояний в полевых условиях

8.3.1.1    Выбирают 5 эталонных интервалов линейного базиса.

Примечание — Число интервалов эталонного базиса выбирают в зависимости от дальности действия НЛС и они должны находиться в пределах от минимального до максимального значения измеряемой дальности на конкретный тип НЛС с соблюдением коэффициента диффузного отражения.

8.3.1.2    НЛС устанавливают в створе линии, соединяющей центры двух пунктов, в ее середине (рисунок 1). причем разница плеч S,_₂ не должна превышать 1 м. При этом НЛС приводят в рабочее состояние в соответствии с ЭД. Светоотражающие марки центрируют над пунктами, а их вертикальную ось приводят в отвесное положение.

3

8.3.1.3    Измеряют температуру и давление окружающей среды, значения которых заносят в специализированное ПО для управления НЛС.

8.3.1.4    Измеряют угловое разрешение сканирования по вертикали и горизонтали, и они должны быть максимальными в соответствии с ЭД.

8.3.1.5    По результатам измерений вычисляют координаты центров марок 1 и 2 (приложение А).

Примечание — Результатом сканирования является скан. По сканерному изображению размеры светоотражающей марки можно определить с погрешностью 0.005 м. Центр светоотражающей марки определяют как пересечение диагоналей сканерного изображения светоотражающей марки (рисунок 2) Результаты измерений НЛС обрабатывают с помощью ПО.

8.3.1.6    По результатам измерений определяют расстояние S,_₂^e по формуле

Su₃° = V(*i-*2)²+(Y\-Y₂)²* (Z~-Z₂7.    (1)

где X_v У,. Z, и X₂. Y₂. Z₂ — координаты центров первой и второй марок соответственно.

8.3.1.7    Разность между измеренным расстоянием и эталонным значением интервала базиса не должна превышать допускаемого значения погрешности mg', вычисленной по формуле

mg' = 2т s.    (2)

где m_s — среднеквадратическая погрешность измерений расстояний в соответствии с ЭД.

8.3.2 Определение погрешности измерений расстояний в лабораторных условиях

8.3.2.1    Устанавливают светоотражающую марку 1 в каретку и. перемещая ее на расстояние от 20 до 50 м, определяют перемещение с помощью СЛИ (S_cnt1,).

8.3.2.2    Устанавливают светоотражающую марку 2 в каретку и. перемещая ее. подбирают два интервала для исследования НЛС. При каждом положении светоотражающей марки 2 определяют перемещение с помощью СЛИ (S_{cmi 2}).

8.3.2.3    НЛС устанавливают на каретку, которая размещается посередине между двумя светоотражающими марками с погрешностью 0,20 м в продольном направлении, и с помощью котировочных механизмов обеспечивают створность двух светоотражающих марок и НЛС с погрешностями: в горизонтальной плоскости — 0,03 м и в вертикальной плоскости — 0,10 м (рисунок 2).

8.3.2.4    Измеряют угловое разрешение сканирования по вертикали и горизонтали наведением на светоотражающие марки, и они должны быть максимальными в соответствии с ЭД.

8 3.2.5 По результатам измерений вычисляют координаты центра марок 1 и 2 (приложение А). Разность расстояний (Э_сли, - S_{cnM 2}) определяют по формуле

(Scnn 1 - Зслиг) ⁼ Si + S2.    (3)

где S, и S₂ — расстояния от НЛС до центра марок 1 и 2 соответственно.

4

ГОСТ Р 8.794-2012

8.3.2.6 Вычисляют расстояние НЛС между двумя светоотражающими марками S,__? по формуле (1) и заносят в протокол (приложение Б).

8.3.2.7 Разность между измеренным расстоянием и эталонным значением интервала не должна превышать допускаемого значения погрешности т™, вычисленной по формуле (2).

8.3.3 Определение погрешности т измерений горизонтальных углов в диапазоне от 0° до 360°

8.3.3.1    Погрешности измерений горизонтальных углов определяют в диапазоне от 0° до 360®. Создается тестовый полигон в лабораторных условиях в виде наклонной окружности по всему полю зрения поверяемого НЛС. Например, для НЛС Leica СЮ [10] направления для расстановки марок приведены в таблице 2 с погрешностью 3°.

Примечание —Допускается отклонение направления не более чем на 3* от приведенных в таблице 2 значений.

8.3.3.2    Эталонные значения координат центра каждой светоотражающей марки определяют с помощью электронного тахеометра. Проводят четыре приема измерений с наведением на каждую марку. При этом образуют эталонные направления (таблица 2).

Таблица 2

Значения эталонных горизонтальных направлений, ...* Значения эталонных вертикальных направлений. ...* 1 2 1 2 0 -45 30 -35 60 -25 90 -15 120 -5

5

Окончание таблицы 2

Значения эталонных горизонтальных направлений. ...* Значения эгаложых вертикальных направлений. ..* 150 5 1 2 180 15 210 25 240 35 270 45 300 65 330 75 — 85 — 90

8.3.3.3    Вместо электронного тахеометра устанавливают НЛС на плиту (тумбу, столб) с принудительным центрированием и измеряют тестовый полигон с максимальным разрешением в соответствии сЭД.

8.3.3.4    Выполняют внешнее ориентирование НЛС с помощью программы управления в соответствии с ЭД.

8.3.3.5    Определяют значения углов до центров марок и сравнивают ихс эталонными значениями. Расхождение значений углов не должно превышать допускаемого значения погрешностит™,

вычисленной по формуле

^тТ =    W

где m, — среднеквадратическая погрешность измерений горизонтальных углов в соответствии с ЭД.

8.3.4 Определение погрешности (mj измерений вертикальных углов в диапазоне от минус 45° до 90°

8.3.4.1    Погрешности измерений вертикальных углов определяют в диапазоне от минус 45® до 90°. Создается тестовый полигон в лабораторных условиях в виде наклонной окружности по всему полю зрения поверяемого НЛС. Например, для НЛС Leica СЮ (10) направления для расстановки марок приведены в таблице 2.

Примечание — При создании тестовою полигона для исследования точности измерений утлое НЛС используют один и тот же центр эталонного базиса.

8.3.4.2    Эталонные значения координат центра каждой светоотражающей марки определяют с помощью электронного тахеометра, установленного на плиту (тумбу, столб) с принудительным центрированием. Проводят четыре приема измерений с наведением на каждую марку. При этом образуют эталонные направления (таблица 2).

8.3.4.3    Вместо электронного тахеометра устанавливают НЛС на плиту (тумбу, столб) с принудительным центрированием и измеряют тестовый полигон с максимальным разрешением в соответствии сЭД.

8.3.4.4    Выполняют внешнее ориентирование НЛС с помощью собственной программы управления. принадлежащей данному оборудованию в соответствии с ЭД.

8.3.4.5    Определяют значения углов до центров марок и сравнивают с эталонными значениями. Расхождение углов не должно превышать допускаемого значения погрешности измерений т*^п,

вычисленной по формуле

/п£" = 2т,,,    (5)

где т_н — среднеквадратическая погрешность измерений вертикальных углов в соответствии с ЭД

6

9 Оформление результатов поверки

9.1    Положительные результаты поверки оформляют свидетельством о поверке в соответствии с правилами по метрологии [11). В свидетельство о поверке вносят значения погрешностей m_s. т „ т„ Дф и Д0. наносят оттиск поверительного клейма в соответствии с правилами по метрологии [12).

9.2    Отрицательные результаты поверки оформляют в соответствии с правилами по метрологии

ИИ

7