GB/T 34890-2017 产品几何技术规范(GPS) 数字摄影三坐标测量系统的验收检测和复检检测

ICS17.040.30

J04(3B

中华人民共和国国家标准

GB/T34890—2017

产品几何技术规范(GPS)

数字摄影三坐标测量系统的

验收检测和复检检测

Geometricalproductspecification(GPS)—

Acceptanceandreverificationtestsfordigitalphotogrammetry

3Dcoordinatemeasuringsystem

2017-11-01发布2018-05-01实施

发布

GB/T34890—2017

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本标准按照GB/T1.1-2009给出的规则起草。

本标准由全国产品几何技术规范标准化技术委员会(SAC/TC240)提出并归口。

本标准起草单位：国家重大技术装备几何量计量站、中国第二重型机械集团公司、郑州辰维科技股

份有限公司、郑州大学、中机生产力促进中心。

本标准主要起草人:段玲、石小兵、黄桂平、李亚男、王伟峰、邓水平、张进、郑鹏、朱悦。

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GB/T34890—2017

产品几何技术规范（GPS）

数字摄影三坐标测量系统的

验收检测和复检检测

1范围

本标准规定了数字摄影三坐标测量系统（以下简称工业摄影测量系统）的验收检测和复检检测。

本标准适用于由工业测量相机、摄影测量标准尺、靶标、解算软件等组成数字掇影三坐标测量系统。

2规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文

件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T18779.2产品几何技术规范（GPS）T件与测量设备的测量检验第2部分:测量设备

检测和产品检验中GPS测量的不确定度评定指南

GB/T18780.1产品几何技术规范（GPS）几何要素第1部分:基本术语和定义

3术语和定义

GB/T18780.1.GB/T18779.2界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

3.1

数字摄影三坐标测量系统digitalphotogrammetry3measuringsystem

由工业测量相机、定向规、摄影测量标准尺、靶标、解算软件和电器控制等单元组成的基于数字摄影

测量技术的三坐标测量设备。

3.2

摄影测量标准尺scale-bar

为工业摄影测量系统提供量值的一种标尺。

3.3

摄影测量检测场calibrationwall

为测定丁业摄影测量系统测量重复性而建立的具有三维结构的检测场，一般建立在实验室稳定的

承重墙面上。

3.4

坐标测量重复性coordinatemeasuringrepeatability

在相同测量方法、相同观测者、相同场所和短时期内，采用同一工业摄影测量系统对相同靶标进行

多组测量，以检测相同靶标在不同组测量中测得的坐标间的差异。

3.5

物方坐标系objectcoordinationsystem

摄影测量靶标在物方空间的位置坐标。

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4计量特性

4.1坐标测量重复性

工业摄影测量系统短时间内对同一摄影测量检测场（以下简称检测场）中相同靶标进行多组重复测

量，经坐标转换解算得到的不同组间相同靶标坐标的一致性程度，用X、Y、Z及点位方向的均方根误差

表示，具体计算方法参见附录A。该测量需要在相同条件下对检测场进行多次测量，该处的相同条件包

括相同的地点、测量程序、观测者，并要求在短时间内完成测量。需要进行复核时，由生产商或用户提供

最大允许误差。

4.2测长误差

测长误差指T业摄影测量系统对测量范围内摄影测量标准尺（以下简称标尺）的测量时，测量值与

参考值之差。该测量需要对典型测量范围和扩展测量范围进行检测，被检测的长度应该包括水平方向、

垂直方向、斜向等任意方向的长度。典型测量范围，指绝大多数条件下，T业摄影测量系统能够保证其

测量精度的测量范围，该范围是根据大量实际应用及工业摄影测量系统的测量特性提出的，推荐的典型

测量范围为1.2mX1.2mXl.Omo扩展测量范围，指被检测设备在保证测量精度的前提下能够测量的

最大范围，该范围一般由生产厂家给出。综合实验室条件及实际应用需求,推荐该项采用激光干涉仪进

行检测。需要进行复核时，由生产商或用户规定最大允许误差。测长误差的不确定度（测长误差不确定

度评定示例参见附录B）与最大允许误差的比值应小于三分之一。

4.3标尺的长度

标尺的长度指摄影测量标尺上回光反射标志中心之间的距离。

5检测条件

5.1环境条件

影响摄影测量系统的环境条件，如温度条件、空气湿度和振动等的极限值应符合生产厂家的相关

要求。

5.2操作条件

5.2.1检测场

检测场应有足够的景深,建议利用一面钢筋混凝土墙，并在墙前搭设比较稳定的钢结构框架，整个

检测场范围不宜小于3mX1.5mX0.5mo该范围内均匀布设大小一致、数量合适的靶标。该检测场

用来对坐标测量重复性进行测定。

5.2.2标尺

长度标尺碳纤维材料做基体。每根标尺上均匀粘贴5个靶标。靶标与碳纤维棒的连接要牢固。事

先精确测定出标尺上靶标中心间的距离，其长度测量不确定度小于被检测系统长度测量不确定度的三

分之一。

5.2.3支撑框架

支撑框架（参见附录C）上的边、面对角线及体对角线上安置标尺，每根标尺上的长度不小于支撑框

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GB/T34890—2017

架对应边长度三分之二。共需要7根这样的标尺，分别固定在图1所描述的框架的长、宽、高、三个侧面

的面对角线和框架的体对角线上，其中虚线表示支撑框架，实线表示标尺。

注：典型测量范围测长误差支撑框架采用铝合金材料制成1.2mX1.2mXl.Om的立方框，该框架的构建要有一定

的宽度，能够粘贴靶标。该支撑框架为测长误差的测定提供空间背景及支撑。

图1标尺在支撑框架上的放置位置示意图

6验收检测和复检检测

6.1概述

被检测摄影测量系统在检测前需进行自校验，图2为一种推荐的在典型测量范围内检测T业摄影

测量系统测长误差的自校验方法。该方法具体是在5个位置拍摄自校验需要的照片，每个位置拍摄4

张，每拍摄一张照片相机旋转90°,其他检测项目的自校验可参考此方法进行。

图2相机自校验不意图

3

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6.2坐标测量重复性

6.2.1测量位置

在距离检测场最近端3m的位置对检测场内的靶标进行拍摄。相机拍摄的位置分别是在检测场

的左上、左中、左下、中上、正中、中下、右上、右中、右下共9个位置，拍摄位置示意图见图3a）；每次拍摄

应尽量使所有靶标在像片上成像;在每个摄站位置拍摄4张照片，每拍摄完一张像片相机旋转90°,即相

机分别在0°、90°、180°和270°对检测场进行拍照，相机旋转位置示意图见图3b）；对检测场拍摄6组照

片，每组拍摄36张照片。图4为相机在检测场前位置分布立体图。

夕的

270

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a)b)

图3坐标测量重复性检测过程中相机拍摄位置和旋转位置示意图

图4相机在检测场前位置分布立体图（图中“△”表示相机）

6.2.2测量程序

用被检测摄影测量系统的解算软件分别解算出6组照片中靶标的物方坐标，第二、三、四、五、六组

以第一组靶标的物方坐标为基准，采用公共点转换的方法,分别计算出各靶标在x、y、及点位方向上

的转换精度，并计算出所有靶标在x、y、和点位方向的均方根误差。对5组转换结果进行统计，取其

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GB/T34890—2017

平均值作为其坐标测量重复性。

6.3测长误差

6.3.1典型测量范围内测长误差

6.3.1.1测量位置

将长度已经精确标定的标尺固定在支撑框架上，并将摄影测量系统配套的标尺放置在测量框架中,

完成自校验后，用相机在框架周围对支撑框架上的标尺拍摄20张照片，如图5所示。

图5相机相对于支撑框架拍摄位置示意图

6.3.1.2测量程序

对相机拍摄的照片进行解算，以摄影测量系统配套的标尺长度为基准解算测量框架上各标尺的长

度，每个标尺上测量5个不同的长度，图6为推荐的一根标尺上选取的5个不同长度。将解算长度与参

考长度进行比较，根据厂家给定的最大允许误差MPE,使用式(1)对其典型测量范围内的测长误差进

行计算：

=|九”—Lref,,jI(1)

式中：

Lm,“一一摄影测量系统测量出来的第/根标尺上的第j个长度；

一一第7根标尺上的第丿个长度的参考值。

材洽氏厦尺

…二0二O二0二0二O…

图6标尺上推荐选取的5个测量长度