izmertechИзмерительная техникаIzmeritel`naya Tekhnika0368-10252949-5237ФГУП "ВНИИФТРИ"10.32446/0368-1025it.2024-1-12-18izmertech-2074Research ArticleГОСУДАРСТВЕННЫЕ ЭТАЛОНЫSTATE STANDARDSГосударственный первичный специальный эталон единицы длины ГЭТ 199-2024: обеспечение единства измерений высокоточных тахеометров и их аналогов в режиме трёхмерных измеренийState primary special standard of the unit of length GET 199-2024: ensuring the uniformity of measurements of high-precision total stations and their analogues in the mode of three-dimensional measurementsДонченкоС. И.DonchenkoS. I.

Донченко Сергей Иванович 

Менделеево

Sergey I. Donchenko

Mendeleevo, Moscow region

director@vniiftri.ruhttps://orcid.org/0000-0002-2943-2435ДенисенкоО. В.DenisenkoO. V.

Денисенко Олег Валентинович 

Менделеево

Oleg V. Denisenko

Mendeleevo, Moscow region

denisenko@vniiftri.ruhttps://orcid.org/0000-0002-0404-5359СильвестровИ. С.SilvestrovI. S.

Сильвестров Игорь Станиславович 

Менделеево

Igor S. Silvestrov

Mendeleevo, Moscow region

gsilv@vniiftri.ruМазуркевичА. В.MazurkevichA. V.

Мазуркевич Андрей Владимирович 

Менделеево

Andrey V. Mazurkevich

Mendeleevo, Moscow region

avm@vniiftri.ruЛесниченкоВ. И.LesnichenkoV. I.

Лесниченко Вадим Игоревич 

Менделеево

Vadim I. Lesnichenko

Mendeleevo, Moscow region

lesnichenko_vi@vniiftri.ruВсероссийский научно-исследовательский институт физико-технических и радиотехнических измеренийРоссияRussian Metrological Institute of Technical Physics and Radio EngineeringRussian Federation202408032024011218Copyright © ФГУП "ВНИИФТРИ", 20242024ФГУП "ВНИИФТРИ"ФГУП "ВНИИФТРИ"https://www.izmt.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.izmt.ru/jour/article/view/2074

Описана проблема метрологического обеспечения оптико-электронных средств измерений пространственных координат. Для удовлетворения современных требований потребителей к точности измерений пространственных координат электронными тахеометрами и их аналогами (лазерными сканерами, абсолютными трекерами) в состав Государственного первичного специального эталона единицы длины ГЭТ 199-2024 включены технические средства воспроизведения, хранения и передачи единицы длины в режиме трёхмерных измерений. Разработан и исследован эталонный комплекс трёхмерных измерений (измерений координат, приращений координат). Представлены средства и методы передачи единицы длины, а также метрологические характеристики ГЭТ 199-2024 в режиме измерений приращений координат (длины). Определены источники неисключённой систематической погрешности и среднее квадратическое отклонение результата измерения. В результате выполненных исследований стало возможным воспроизведение единицы длины в режиме измерений приращений координат в диапазоне 0–60 м со средним квадратическим отклонением не более 25 мкм при 10 независимых измерениях и неисключённой систематической погрешностью (при доверительной вероятности 0,99) 19 мкм. Функциональные возможности ГЭТ 199-2024 позволят решать актуальные задачи метрологического обеспечения высокоточных электронных тахеометров и их аналогов в режиме трёхмерных измерений.

The metrological support of optical-electronic means of measuring spatial coordinates is described. To meet modern consumer requirements for the accuracy of measurements of spatial coordinates with electronic tacheometers and their analogues (laser scanners, absolute trackers), the State primary special standard of the unit of length GET 199-2024 includes technical means for reproducing, storing and transmitting the unit of length in three-dimensional measurement mode. A reference complex of three-dimensional measurements (coordinate measurements, coordinate increments) has been developed and studied. The means and methods for transmitting a unit of length are presented, as well as the metrological characteristics of the GET 199-2024 in the mode of measuring coordinate increments (length). The sources of non-excluded systematic error and the standard deviation of the measurement result are determined.  As a result of the research performed, it became possible to reproduce a unit of length in the mode of measuring coordinate increments in the range of 0–60 m with a standard deviation of no more than 25 μm for 10 independent measurements and a non-excluded systematic error (with a confidence probability of 0.99) of 19 μm. The functionality of the GET 199-2024 will allow solving current problems of metrological support for high-precision electronic total stations and their analogues in three-dimensional measurement mode.

трёхмерные измерениягосударственный первичный эталонгосударственная поверочная схемавысокоточный электронный тахеометрединица длиныприращения координатthree-dimensional measurementsstate primary standardimprovementstate verification schemetotal stationunit of lengthcoordinate incrementsReferencesФридман А. Э. Основы метрологии. Современный курс. НПО «Профессионал», СПб. (2008).Fridman A. E. Osnovy metrologii. Sovremennyj kurs [Fundamentals of metrology. Modern course]. NPO “Professional”, St. Petersburg, (2008). (In Russ.)Соколов Д. А., Олейник-Дзядик О. М., Сильвестров И. С. Эталонный измерительный комплекс длины в диапазоне до 60 м из состава Государственного первичного специального эталона единицы длины. Труды ИПА РАН, (52), 63–67 (2020). https://doi.org/10.32876/applastron.52.63-67Sokolov D. A., Oleinik-Dzyadik O. M., Silvestrov I. S. Reference Measuring Complex of Length within the Range up to 60 m from the State Primary Special Standard of a Unit of Length. Transactions of IAA RAS, 52, 63–67 (2020). (In Russ.) https://doi.org/10.32876/applastron.52.63-67Сирая T. H. Методы обработки данных при измерениях и метрологические модели. Измерительная техника, (1), 9–14 (2018). https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2018-1-9-14Siraya T. H. Methods of Data Processing in Measurements and Metrological Models. Measurement Techniques, 61(1), 9–16 (2018). https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2018-1-9-14Голыгин Н. Х., Лысенко В. Г., Хижняков В. А. Метрологическое обеспечение координатных оптико-электронных измерений. Измерительная техника, (10), 35–38 (2016). https://www.elibrary.ru/wxgjgxGolygin N. Kh., Lysenko V. G., Khizhnyakov V. A. Metrological Support for Opto-Electronic Coordinate Measurements. Measurement Techniques, 59(10), 1073–1077 (2016). https://doi.org/10.1007/s11018-017-1094-6Беломытцев В. Д., Голыгин Н. Х., Лысенко В. Г., Шилин В. А. Оптико-электронный комплекс для испытаний, поверки и калибровки мобильных координатных средств измерений. Известия вузов. Геодезия и аэрофотосъемка, 65(2), 232–240 (2021). https://www.elibrary.ru/xfebcqBelomyttsev V. D., Golygin N. X., Lysenko V. G., Shilin V. A. Optoelectronic complex for testing, verification and calibration of mobile coordinate measuring instruments. Izvestia Vuzov. Geodesy and Aerophotosurveying, 65(2), 232–240 (2021). (In Russ). https://doi.org/10.30533/0536-101X-2021-65-2-232-240Мазуркевич А. В. Метрологическое обеспечение лазерных координатно-измерительных систем. Геодезия, картография, геоинформатика и кадастры. Производство и образование. Сборник материалов IV Всероссийской научно-практической конференции, Санкт-Петербург, 2–3 ноября 2021, Политехника, СПб., C. 148–153 (2021). https://doi.org/10.25960/7325-1191-8Mazurkevich A. V. Metrological Software Laser Coordinate Measuring Systems. Geodeziya, kartografi ya, geoinformatika i kadastry. Proizvodstvo i obrazovanie. Proc. IV All-Russian Scientific and Practical Conference, St. Petersburg, November 2–3, 2021, St. Petersburg, Polytechnic, pp. 148–153 (2021). https://doi.org/10.25960/7325-1191-8Rabinovich S. G. Measurement errors and uncertainties: theory and practice. Springer New York, NY (2005). https://doi.org/10.1007/0-387-29143-1Rabinovich S. G. Measurement errors and uncertainties: theory and practice. Springer New York, NY (2005). https://doi.org/10.1007/0-387-29143-1Gąska Piotr, Wiktor Harmatys, Maciej Gruza, Adam Gąska, Jerzy Sładek. Simple Optical Coordinate Measuring System, Based on Fiducial Markers Detection, and its Accuracy Assessment. Advances in Science and Technology Research Journal, 14(4), 213–219 (2020). https://doi.org/10.12913/22998624/127082Gąska Piotr, Wiktor Harmatys, Maciej Gruza, Adam Gąska, Jerzy Sładek. Simple Optical Coordinate Measuring System, Based on Fiducial Markers Detection, and its Accuracy Assessment. Advances in Science and Technology Research Journal, 14(4), 213–219 (2020). https://doi.org/10.12913/22998624/127082González-Jorge H., Rodríguez-Gonzálvez P., Shen Y., Lagüela S., Díaz-Vilariño L., Lindenbergh R., González-Aguilera D., Arias P., Metrological intercomparison of six terrestriallaser scanning systems. IET Science Measurement & Technology, 12(2), 218–222 (2018). https://doi.org/10.1049/iet-smt.2017.0209González-Jorge H., Rodríguez-Gonzálvez P., Shen Y., Lagüela S., Díaz-Vilariño L., Lindenbergh R., González-Aguilera D., Arias P., Metrological intercomparison of six terrestriallaser scanning systems. IET Science Measurement & Technology, 12(2), 218–222 (2018). https://doi.org/10.1049/iet-smt.2017.0209Fuersattel P., Plank C., Maier A., Riess Ch. Accurate laser scanner to camera calibration with application to range sensor evaluation. IPSJ Transactions on Computer Vision and Applications, 9, 21 (2017). https://doi.org/10.1186/s41074-017-0032-5Fuersattel P., Plank C., Maier A., Riess Ch. Accurate laser scanner to camera calibration with application to range sensor evaluation. IPSJ Transactions on Computer Vision and Applications, 9, 21 (2017). https://doi.org/10.1186/s41074-017-0032-5

The authors declare that there are no conflicts of interest present.