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1、湖北省地方计量技术规范JJF（鄂）xxx-20xx影像测量RTK接收机校准规范CalibrationSpecificationofPhotogrammetricRTKReceiver（送审稿）20XX-XX-XX发布20XX-XX-XX实施湖北省市场监督管理局发布影像测量RTK接收机校准规范FJJF （鄂）XXXX-20XXCalibrationSpecificationofPhotogrammetricRTKReceiver归口单位：湖北省市场监督管理局主要起草单位：武汉地震计量检定与测量工程研究院参加起草单位：武汉大学武汉地震计量检定与测量工程研究院武汉科大测绘仪器有限公司本规范委托武汉地
2、震计量检定与测量工程研究院负责解释本规范主要起草人：夏玉国（武汉地震计量检定与测量工程研究院）张鑫（武汉地震计量检定与测量工程研究院）彭友志（武汉地震计量检定与测量工程研究院）参加起草人：胡志刚（武汉大学）曾卓（武汉地震计量检定与测量工程研究院）罗杰（武汉科大测绘仪器有限公司）目录引言1范围12引用文件13术语13.1 断点续测13.2 影像放样13.3 位置精度因子14概述15计量特性25.1 天线相位中心一致性25.2 静态测量精度25.3 RTK测量精度25.4 倾斜零位误差25.5 姿态补偿误差25.6 影像放样误差25.7 影像测量误差35.8 断点续测稳定度35.9 条件36.1
3、环境条件36.2 校准用标准器及其他设备37校准项目和校准方法47.1 校准项目47.2 校准方法48校准结果表达99复校时间间隔9附录A影像测量校准场及校准方法10附录BRTK测量基线误差不确定度评定示例15附录C影像测量误差不确定度评定示例18附录D校准证书内页（推荐）格式21引言JJF1071-2010国家计量校准规范编写规则、JJFlOOI-2011通用计量术语及定义和JJFlO59.1-2012测量不确定度评定与表示共同构成支撑本规范制定工作的基础性系列规范。本规范为首次发布。影像测量RTK接收机校准规范1范围本规范适用于影像测量RTK（real-timekinematicsurve
4、y）接收机（以下简称“接收机”）的校准，以及其他具有倾斜测量或断点续测功能的RTK接收机的校准。2引用文件本规范引用下列文件：JJG1200-2023全球导航卫星系统（GNSS）接收机（测地型和导航型）检定规程GB/T39267-2020北斗卫星导航术语凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规范。3术语GB/T39267-2020界定的及以下术语和定义适用于本规范。3.1 断点续测accuracymaintainingafterbreak在基站差分信号丢失等常规RTK模式中断的情况下，接收机在一定时间内仍可维持一定测量准确度的能力。3.2 影像放样setingoutbyphotogram
5、metry把设计图纸中工程建筑物的坐标，转换到影像坐标系中并在影像中指示该点在实地的方向和位置。3.3 位置精度因子positiondilutionofprecision;PDOP表征导航星座的几何分布导致用户三维位置精度降低程度的无量纲参数。4概述影像测量RTK接收机是具备摄影测量功能的RTK接收机，由全球导航卫星系统（GlobalNavigationSatelliteSyStem,GNSS）天线、板卡、惯性测量单元（InertialMeasurementUnit,IMU）影像测量传感器等部分组成。接收机采用GNSS和IMU组合测量，可获取接收机的位置与姿态，结合影像测量传感器可获取多张影像
6、，并根据交会测量得到影像中目标点的坐标，也可根据位置与姿态信息将放样点的坐标转换到影像坐标系下虚拟显示，进行影像放样，或在接收机倾斜状态下对当前姿态进行补偿，获取测量杆尖的坐标。影像测量RTK接收机广泛应用于工程测量领域，如土地勘测、建筑施工、道路建设、水利水电工程等，特别是遮挡、障碍等复杂、危险场景下的非接触式测量，以及建筑物的三维测量与建模。接收机标称测量精度表示为Q+bX。，其标准差。按式(1)计算：=2b2D2(1)式中：a标称固定误差，mm；b标称比例误差，mm/km；D被测点间距离，km。5计量特性5.1 天线相位中心一致性天线相位中心一致性一般不超过静态测量水平方向标称固定误差。
7、5.2 静态测量精度静态基线水平测量误差绝对值一般不超过2倍静态水平方向标称标准差，短基线上高程测量误差绝对值一般不超过2倍静态垂直方向标称标准差。5.3 RTK测量精度RTK基线测量误差绝对值不超过2倍RTK测量水平方向标称标准差。RTK水平测量重复性不超过RTK测量水平方向标称标准差。RTK垂直测量重复性不超过RTK测量垂直方向标称标准差。5.4 倾斜零位误差倾斜零位误差一般不超过2.5CmO5.5 姿态补偿误差姿态补偿误差一般不超过5cmo5.6 影像放样误差影像放样误差一般不超过5cmo5.7 影像测量误差全局影像测量误差一般不超过2mmm,中心区域的影像测量误差一般不超过0.5mm/
8、mo5.8 断点续测稳定度水平方向的断点续测稳定度不超过2mm（取样时间间隔T=IOs）,垂直方向的断点续测稳定度不超过5mm（=10s）。注：1.本规范采用由17个靶标构成的靶标立面和5个测站点组成的影像测量校准场为例进行表述，其全局及中心区域的区分见附录A。2.校准工作不判断合格与否，上述计量特性指标仅供参考。6校准条件6.1 环境条件校准应在接收机额定工作条件下开展，且应满足卫星星座PDoPW2.5,不应有影响接收机工作的极端天气和电磁干扰。6.2 校准用标准器及其他设备表1校准用标准器序号主要计量器具技术要求1GNSS长度基线场范围为0mD2km的基线的扩展不确定度U1.0mm+1.0
9、106D,k=2；范围为2kmD300km的基线的扩展不确定度U6.0mm+2.0X108D,k=2。2专用坐标板半径不小于IOCm,线间距ICm,MPE：1mm。3影像测量校准场参考空间距离最短边不小于0.5m,全局参考空间距离的扩展不确定度U0.5Smm,k=2,中心区域的参考空间距离的扩展不确定度U0.2Smm,k=2,S为以m为单位的测站点与靶标阵列间距离数值。4钢卷尺长度不小于2m,II级。7校准项目和校准方法7.1 校准项目表2校准项目一览表序号校准项目计量特性条款校准方法条款1外观质量与功能检查-7.2.12天线相位中心i致性5.17.2.23静态测量精度5.27.2.34RTK
10、测量精度5.37.2.45倾斜零位误差5.47.2.56姿态补偿误差5.57.2.67影像放样误差5.67.2.78影像测量误差5.77.2.89断点续测稳定度5.87.2.97.2 校准方法7.2.1 外观质量与功能检查7.2.1.1 接收机及其附件不应有影响计量性能的外观缺陷。7.2.1.2 接收机控制面板上所有按键和开关应能正常工作，各种状态指示功能应正常。数据输出输入接口、电源接口、数据存储等功能应正常。7.2.1.3 接收机机身上应有清晰的铭牌，包括名称、型号、出厂编号和生产厂商等标识。7.2.2 天线相位中心一致性天线相位中心一致性按照JJG1200-20237.3.4节中的方法校
11、准。7.2.3 静态测量精度静态测量精度按照JJG1200-20237.3.5节中的方法校准。7.2.4 RTK测量精度RTK测量精度按照JJG1200-20237.3.6节中的方法校准。7.2.5 倾斜零位误差如图1所示，可用对中杆扶直旋转180的方法校准倾斜零位误差。7.2.5.1 将接收机安装在对中杆上，杆高置为1.8m,在距基站不超过2km的测量点上安置对中杆，打开倾斜测量模式，立直对中杆（倾斜角不超过30）,以1s为采样间隔连续采集20个RTK测量值，计算坐标平均值几、E1o7.2.5.2 将接收机绕对中杆旋转180,立直对中杆（倾斜角不超过30）,以1s为采样间隔连续采集20个RT
12、K测量值，计算坐标平均值尼、E2O图1零位误差示意图（为对中杆，为电子气泡零位指向）7.2.5.3 按式（2）计算倾斜零位误差分。=，（M-N2）2+（一一一）2（20-2式中：e0倾斜零位误差，mm；N1.E1对中杆旋转前，接收机北方向、东方向的坐标平均值，mm；N2、员对中杆旋转后，接收机北方向、东方向的坐标平均值，mm；7.2.6 姿态补偿误差7.2.6.1 接7.2.5.2,在相同测量点上将对中杆向4个方向倾斜60。（如图2所示），各进行一次测量。7.2.6.2 按式（3）计算姿态补偿误差i=2、3、4,并取最大的为姿态补偿误差校准结果。图2姿态补偿误差校准示意图，小-号丫+佰一等(3
13、)式中：M、E1对中杆旋转前，接收机北方向、东方向的坐标平均值，mm；N2、E2对中杆旋转前，接收机北方向、东方向的坐标平均值，mm；i第i个方向的姿态补偿误差，mm；NifEi接收机向第i个方向倾斜输出的北方向、东方向的坐标，mmo7.2.7 影像放样误差7.2.7.1 将专用坐标板安置在距基站不超过2km的平整地面上，架设接收机对准专用坐标板中心点并进行整平，以IS为采样间隔连续采集20个RTK测量值，以北方向、东方向和高方向的坐标平均值N2、&、&作为中心点坐标，或采集平滑时间为20s的RTK测量坐标作为中心点坐标。7.2.7.2 将接收机安装在对中杆上，杆高置为1.8m,将该中心点设置
14、为接收机的放样点，开启接收机影像放样功能，如图3所示，将对中杆尖放在距专用坐标板中心约0.5m处的测量点1,在影像中读取虚拟放样点与专用坐标板中心点间距离丫1。图3专用坐标板及测量点位分布示意图（14为测量点，5为中心点）7.2.7.3 继续将对中杆尖放在测量点2、测量点3、测量点4,分别在影像中读取虚拟放样点与专用坐标板中心点间距离%、匕和修。取最大的匕，i=1、2、3、4为影像放样误差校准结果。7.2.8 影像测量误差本规范采用由17个靶标构成的靶标立面和5个测站点组成的影像测量校准场为例进行表述，其推荐布局及测站点的技术要求见附录A07.2.8.1 在影像测量校准场，将接收机安装在对中杆
15、上，对中杆尖放在测站点上,开启影像测量功能，依次沿各测站点（或沿测站点路线）对靶标阵列进行影像测量，测量过程中接收机相机应照准靶标阵列中心点，如图4所示。图4影像测量误差校准示意图（1-5为测站点，6为由17个靶标构成的靶标立面）7.2.8.2 选取全部靶标的坐标测量结果，按式（4）计算靶标间的影像测量空间距离测得值，按式（5）计算全局的影像测量误差。选取中心区域靶标的坐标测量结果，按式(4)计算靶标间的影像测量空间距离测得值，按式(5)计算中心区域的影像测量误差。1.ij=J(NLNj)2+(ELEj)2+(ZLZj)2(i7)(4)12r也厂(k+l)Ls(ij/，一Sdn(n-l)k-2
16、yLIJTSQJ)（八）式中：1.ij第i个靶标和第/个靶标之间的影像测量空间距离测得值，mm；M，E,Zi一接收机测得的第i个靶标中心的北方向、东方向及高方向的坐标，mm；P影像测量误差，mm/m；S测站点与靶标阵列间距离，m；n靶标点个数；%ij)第i个靶标和第j个靶标之间的参考空间距离值，mm；k空间距离测量误差的比例误差，mmmm07.2.9断点续测稳定度7.2.9.1 将接收机安置在距基站不超过2km的测量点上，设置RTK测量模式,设置IS为采样间隔。7.2.9.2 连续采集20个RTK测量值，中断差分信号，继续观测5min或直至无固定解。729.3将采样总时长为7的RTK测量值平均
17、分为m=春组，向下取整，每组10个数据，将每组数据取平均，按式(7)、式(8)分别计算取样时间间隔T=10s时水平、垂直方向的阿伦标准差，作为断点续测稳定度的校准结果。(7)(8)2(Ni-Ni-1)2+(曷-&1)22(m-l)口式2lZt)22(n-l)式中:m采样组数，组;h水平方向的断点续测稳定度，mm；v垂直方向的断点续测稳定度，mm；及、曷、Zi接收机第i组北方向、东方向和高方向的坐标平均值，mm。8校准结果表达校准结果应在校准证书上反映，校准证书至少应包括以下信息：a）标题：“校准证书”；b）实验室名称和地址；c）进行校准的地点（如果与实验室的地址不同）；d）证书的唯一性标识（如
18、编号），每页及总页数的标识；e）送校单位的名称和地址；0被校对象的描述和明确标识；g）进行校准的日期，如果与校准结果的有效性和应用有关时，应说明被校对象的接收日期和发布日期；h）如果与校准结果的有效性或应用有关时，应对被校样品的抽样程序进行说明；i）对校准所依据的技术规范的标识，包括名称及代号；j）本次校准所用测量标准的溯源性及有效性说明；k）校准环境的描述；1）校准结果及其测量不确定度的说明；m）对校准规范的偏离的说明；n）校准证书签发人的签名、职务或等效标识；0）校准结果仅对被校对象有效的声明；P）未经实验室书面批准，不得部分复制证书的声明。校准证书内页格式见附录D。9复校时间间隔送校单位
19、可根据影像测量RTK接收机的实际使用情况自主决定复校时间间隔，建议一般不超过12月。附录A影像测量校准场及校准方法影像测量校准场由多个靶标和测站点构成（至少有17个靶标和5个测站点，参考空间距离最短边不小于0.5m）,其主要提供靶标间距离作为参考空间距离，距基站点或CORS站点应不超过2kmO如图A.1所示，影像测量校准场可由17个靶标构成，其中间8个靶标构成的矩形边长是外围8个靶标构成的相应矩形边长的三分之一，长高比均为4：3,靶标点可分为两组：全局组包含全局17个靶标，中心组包含中心区域9个靶标，该靶标组可布设某建筑墙面上，墙面上应有特殊纹理特征且场地环境条件应满足6.1要求,也可布设在固
20、定在地面的立杆上。图A.1影像测量校准场靶标阵列测站点布设要求如图A.2所示，首末测站点与靶标场阵列中心构成的交会角应在1020之间，推荐交会角为15,其他测站点应在首末测站点连线上均匀分布,测站与靶标场阵列间距离S应根据影像测量校准场靶标阵列矩形长度L与被测接收机视场角决定：1.05L2tan(2)当靶标阵列矩形大小为4mX3m,且中心靶标点距地面高度为1.8m时，将接收机安装在对中杆上，杆高置为1.8m,对准中心靶标时，靶标点刚好布满整个影像。测站点坐标可由接收机影像测量结果提供，或预先使用接收机进行测量。.，TQ交会角IT、J/；I/s7/入/程场角。，I.丁一.，测站点位图A.2影像测
21、量校准场俯视图A.1校准环境及器具室外校准在一般常温条件下进行。校准器具使用全站仪：测角I级0.5；测距I级，无合作目标测距标准偏差不超过出厂标称测距标准偏差。A.2参考空间距离A.2.1技术要求全局参考空间距离的扩展不确定度U0.5Smm=2;中心区域参考空间距离的扩展不确定度U02Smm=2,S为以m为单位的测站点与靶标阵列间距离数值。A.2.2校准方法将全站仪架设在影像测量校准场，距靶标阵列足够远(如：对于靶标阵列矩形大小为4mX3m,距靶标阵列25m)外并正对阵列中心，整平，以盘左状态依次照准靶标中心,读取全站仪水平方向、天顶距及斜距读数分别为，小忆、s，i=12为靶标序号。盘左测回结
22、束后，进入盘右状态，再依次照准靶标中心，读取全站仪水平方向、天顶距及斜距读数分别为“号、%、sa,i=l,2,为靶标序号。第i个靶标和第j个靶标之间的参考空间距离值为Ls(ij)H；)：1.SaJ)=JSKi+SiRj_2sms附sin(%Jsin(%。cos(HLRj-HLR)+cos(%Jcos(%)+HRi27T九厂V+2兀式中:SL&、HLR、VLRt全站仪的第i个靶标中心的水平方向、天顶距及斜距的盘左盘右平均值，单位分别为：mm、rad、radoA.3参考空间距离校准结果的不确定度评定示例A.3.1测量标准:测角I级0.5；测距I级，无合作目标测量标准偏差为2mm+2IO6/),。是
23、测量距离。A.3.2方差和灵敏系数由于每个方向都是等精度独立测量，所以它们的标准偏差相等，设为(),即有：“2(L)=U2(Vri)=u2()=2(HRj)=u2()则由&=空产，HlRi=吆变竺可得：“2(1)=U2设站距离为25m,无合作目标测量标准偏差的比例误差可忽略不计，根据等精度独立测量，标准偏差设为(三),即有：uKsLi)=W2(Sr.)=U(三)则由SLRi=然，可得：求LSGj)关于HLRQHLR%&、VLR,、SLRi、Szj?/的偏导有:Ls(IJ)_SLRRRJSin(VLRj)Sm(%)sin(如厂f)_dLs(iJ)_S的SLRjSin(%)sin(%)sin(HL
24、R/-HLR)aHLRjLSaJ)Xi_-S困SLRcos(l)sin(yLRjcos(HLRJ-?)-SinM&)COS(匕勺)3dLRiLs(i,j)Yi_-SLRjSLR/sin(%)cos(%)cos(y-HLRi)-CoS(V)sin(%)西=GYiSLRI-SLRjSin(%Rj)sin(vlrCOS(HLRj-HLR)+COSwRJCOS(%/)CS=dsLRlLSGj)Yi_SLRj-SLRJSin(V)sin(通)cos(HLRj-HLR)+COS(I)cos(%)dsLRjk(ij)因此/(4J)=CG)+C匆2(HLRj)+C仙2(%J+c2u2X+U2(sl.)+U2(
25、SLR)=(Cl+。2+。4123)+(虑+)ll2(s)A.3.3各输入量的标准不确定度分量评定(a)、IZ(三)A.3.3.1照准重复性引入的标准不确定度分量(a)、u1(s)对靶标中心进行照准，进行照准重复性试验，测量重复性用测量结果平均值的实验标准偏差表示，重复测量10次，用贝塞尔法计算实验标准偏差。重复性测量数据见表A.1。表A.1照准重复性观测数据测量次数r,测量次数s/m146.31124.7651245.71224.7649345.71324.7651446.01424.7652545.11524.7650646.41624.7651746.21724.7651845.8182
26、4.7650946.41924.76501045.22024.7649标准偏差/”0.5标准偏差mm0.1则由测量重复性引入的不确定度分量为:u11()=()=0.5u11(s)=(s)=0.1mm全站仪测角分辨力为0.1,测距分辨力为0.1m,根据均匀分布，有0.1U12W=0.03U11M/、0.1mm/、22(s)=-=0.03mmLSaf)C.3各输入量的标准不确定度分量评定C.3.1坐标测量重复性引入的标准不确定度分量在影像上进行坐标测量重复性试验，测量重复性用测量结果平均值的实验标准偏差表示，重复测量3次，用极差法计算实验标准偏差。重复性测量数据见表C.lo表Cl坐标测量重复性试验
27、数据测量次数北坐标Mm东坐标/m高坐标Zm13380159.073533231.92932.26123380159.074533231.92932.26133380159.073533231.92832.260极差An0.00140.00150.0015标准偏差/m0.00080.00090.0009则由测量重复性引入的不确定度分量为:IZI(N)=0.8mmu1(E)=0.9mmu1(Z)=0.9mmC.3.2测站点坐标误差引入的标准不确定度分量小RTK平面测量标称中误差为土(8mm+1.0X106o),RTK高程测量标称中误差为土(15mm+1.0IO6D),其中D为基线距离，又因测站距基
28、站点或CORS站点不超过2km,根据正态分布，则引入的标准不确定度分量为：10一U2(N)=U2(Ey)=mm=7.1mmu2(Z)=17mmC.3.3影像测量校准场引入的标准不确定度分量为影像测量校准场全局参考空间距离的扩展不确定度UW0.5Smm,k=2,中心区域的参考空间距离的扩展不确定度UW0.2Smm,k=2,S为以m为单位的测站点与靶标阵列间距离数值，则影像测量校准场引入的标准不确定度分量为：全局区域：z3(s(i)=025S=0.75mm中心区域：%(%ij)=O1S=0.3mmC.4MCM法评定不确定度C.4.1中心区域选择蒙特卡洛试验样本量的大小M=IO6,根据各输入量的分布
29、对测量模型中各参数进行模拟，其输入量的概率分布见表C.2,并根据测量模型输出M个样本值Pi，i=12M,计算参数的估计值和标准偏差：表C.2输入量概率分布汇总表输入量点号/基线号均值/m标准不确定度mm服从分布坐标测量重复性1N3380163.96930.8正态分布E533231.96810.9正态分布Z32.28820.9正态分布测站点坐标误差1N3380159.59717.1正态分布E533225.11947.1正态分布Z32.325017.0正态分布.影像测量校准场11.93890.75正态分布正态分布mP=MWPi=0,5mm/mi=iUC(P)=Ji77i-pi-)2=04mm/mC
30、.4.2全局区域选择蒙特卡洛试验样本量的大小M=IO6,根据各输入量的分布对测量模型中各参数进行模拟，并根据测量模型输出M个样本值pt，i=l,2,M,计算参数的估计值和标准偏差：MP=M/Pi=Llmm/mi=l1Uc()=TJT/(PLP)2=009mm/mC.5扩展不确定度评定C.5.1中心区域取包含因子;2,则影像测量误差的扩展不确定度为：U(P)=kc9)=0lmm/m,k=2C.5.2全局区域取包含因子;2,则影像测量误差的扩展不确定度为：U(P)=Zc“S)=0.2mm/m,k=2附录D校准证书内页（推荐）格式序号校准项目校准结果1外观质量与功能检查2天线相位中心一致性mm3静态测量精度mm4RTK基线测量误差mm（基线1长度）（基线2长度）（基线3长度）RTK水平测量重复性mm（基线1长度）（基线2长度）（基线3长度）RTK垂直测量重复性mm（基线1长度）（基线2长度）（基线3长度）5倾斜零位误差mm6姿态补偿误差mm7影像放样误差mm8影像测量误差mmml全局中心区域9断点续测稳定度mm水平方向垂直方向注：（仪器标称定位精度）备注：RTK基线测量误差校准结果的扩展不确定度为（=2）；全局影像测量误差校准结果的扩展不确定度为（Jt=2）；中心区域影像测量误差校准结果的扩展不确定度为（攵=2）。
