全站仪测量水平位移原理

近日，浙江省计量院圆满完成由中国计量科学研究院组织的国家计量比对项目“全站仪测距精度校准能力计量比对”，省计量院5个测段的比对结果|En|值均小于0.5，比对结果满意。全站仪，即全站型电子测距仪，是一种集光、机、电为一体的高技术测量仪器，是集水平角、垂直角、距离(斜距、平距)、高差测量功能于一体的测绘仪器系统。广泛应用于地上大型建筑和地下隧道施工等精密工程测量、变形监测领域，因此全站仪测距量值的准确可靠至关重要。此次比对在中国计量院昌平基地进行。比对期间，浙江省计量院克服沙尘暴恶劣天气，积极采取比对措施，确保比对工作井然有序、圆满完成。此次计量比对反映了省计量院计量工作水平稳定可靠、人员技术能力扎实，可确保我省全站仪测距数据准确可靠，能够为我省大型建筑、地下隧道施工以及变形监测等领域安全生产保驾护航。浙江省计量院每年为数百家企业、科研院所提供全站仪测距测角技术服务，并依托高精度测绘地理信息装备测量能力为企业解决设计、研发、生产过程中遇到的测量难题，发挥计量引领作用。

福建省计量科学研究院始建于1960年，现隶属于福建省市场监督管理局，是福建省属社会公益型科研事业单位，是依法设置的全省最高法定计量检定机构。承担国家法定计量检测任务，同时开展计量技术研究，为促进产业创新、提升产品质量提供技术支撑。 　　日前，由中国计量院作为主导实验室的国家计量比对项目“全站仪测距精度校准能力计量比对”结果公布，福建省计量院5个测段的比对结果|En|值均小于1，比对结果满意。 　　此次比对在中国计量院昌平科研基地进行，全国共有13个省市的计量和测绘实验室参加比对。通过比对验证了福建省计量院标准长度基线场稳定可靠，人员的技术能力突出，从而可确保我省全站仪测距的准确可靠和量值统一，能够为我省桥梁、隧道、港口、码头等大型工程建设安全生产保驾护航。 　　全站仪，即全站型电子测距仪(Electronic Total Station)，是一种集光、机、电为一体的高技术测量仪器，是集水平角、垂直角、距离(斜距、平距)、高差测量功能于一体的测绘仪器系统。与光学经纬仪比较电子经纬仪将光学度盘换为光电扫描度盘，将人工光学测微读数代之以自动记录和显示读数，使测角操作简单化，且可避免读数误差的产生。 　　全广泛应用于测绘、勘测、建筑施工等领域，仪器距离测量准确与否直接关系到工程建设质量和施工运行安全。福建省计量院长度所每年为数百家企业、科研事业单位提供全站仪测距测角技术服务，依托该院的标准长度基线场着力为企业解决了长距离激光测距中存在的难点问题，同时为企业研发新产品、产品升级、技术提升提供技术咨询与测试服务。

一、项目基本情况项目编号：HYHAQD2023-0188项目名称：X射线多晶粉末衍射仪、多波束测量系统、全站仪等设备采购项目预算金额：900.0000000 万元（人民币）最高限价（如有）：900.0000000 万元（人民币）采购需求：简要技术需求详见招标公告附件。预算金额及最高限价：第一包：402.04万元，第二包：75.00万元，第三包：59.00万元，第四包：135.96万元，第五包：138.00万元，第六包90.00万元。合同履行期限：合同签订后开始履行，至项目完成（质保期满）为止。项目编号：SDSHZB2023-114项目名称：中国海洋大学超净工作台、冷冻研磨机、高速冷冻离心机等设备采购项目采购方式：竞争性磋商预算金额：102.0000000 万元（人民币）采购需求：超净工作台、冷冻研磨机、高速冷冻离心机等设备采购（接受进口产品），预算金额：102万元，其他内容详见附件本项目( 不接受 )联合体投标。二、获取招标文件时间：2023年05月09日 至 2023年05月15日，每天上午8:30至12:00，下午12:00至16:30。（北京时间，法定节假日除外）地点：邮箱（panghaosheng@sdhyha.com）方式：本项目采用网上获取方式（扫码填报信息+邮箱发送资料）： （1）扫码填报信息：投标人扫描附件内二维码，选取所要参与的项目点击“我要缴费”，根据提示完善投标人信息后保存提交（经办人选择逄昊晟）。 （2）投标人电汇标书费。 （3）投标人将法人授权委托书原件和被授权人身份证原件的扫描件、标书费汇款凭证的扫描件发至邮箱（panghaosheng@sdhyha.com）。售价：￥300.0 元，本公告包含的招标文件售价总和三、对本次招标提出询问，请按以下方式联系。1.采购人信息名 称：中国海洋大学　　　　　地址：山东省青岛市崂山区松岭路238号　　　　　　　　联系方式：崔老师 0532-66781979　　　　　　2.采购代理机构信息名 称：海逸恒安项目管理有限公司　　　　　　　　　　　　地　址：山东省青岛市崂山区香岭路1号北大资源博雅3号楼22层2203室　　　　　　　　　　　　联系方式：逄昊晟 0532-85761207　　　　　　　　　　　　3.项目联系方式项目联系人：逄昊晟电　话：　　0532-85761207X射线多晶粉末衍射仪、多波束测量系统、全站仪等设备采购项目采购内容及项目要求.docx114-技术要求.pdf

6月15日，日本国株式会社拓普康〔以下简称THQ〕、美国拓普康定位系统公司〔以下简称TPS〕以及北京拓普康商贸有限公司〔以下简称BTBT〕在京签订协议，对原拓普康(北京)科技有限公司股权进行调整，成立拓普康(北京)科技发展有限公司。TPS正式成为新科技公司的大股东，公司业务进一步拓宽，标志着拓普康在华业务全面进入新阶段。 　　作为株式会社拓普康定位业务在华惟一的合资企业，拓普康(北京)科技有限公司〔以下简称科技公司〕于2003年由THQ和BTBT共同投资始建，并首开国际测量仪器品牌全站仪在华生产之先河。经过七年的努力，国产“拓普康”品牌系列产品已在中国测量市场中占有相当的份额，2008年又成功推出第二品牌“科维”。优异的品质、适中的价格，科技公司出品的测量仪器深受国内外测量用户的青睐。 　　随着新科技公司的成立，TPS将把旗下核心业务——精密型GNSS(全球导航卫星系统，包括GPS、GLONASS等)的重点产品引入科技公司内生产并销售，拓普康GNSS产品将进入“中国制造”时代。这也是国际顶尖GNSS精密定位领域的跨国公司所属产品首次在华生产。 　　在签字仪式上，科技公司董事长邹熹光表示，“经过几年的努力，科技公司已经发展成拥有自主研发、生产及销售的综合性企业，由中日研发团队共同打造的系列产品深受中国测量界的欢迎和信赖。此次引入TPS的精密GNSS定位产品，将给科技公司在中国的业务增添新的动力。” 　　“拓普康非常重视中国市场的开拓，”THQ社长横仓隆在签字仪式后的发言中说道：“中国的经济发展举世瞩目，尤其是迅速地从全球的金融危机中率先走出，说明中国是一个充满生机与活力的国家。拓普康将为中国的各项建设提供最优的测量产品和服务。”

引 言工业测量是指在工业生产、试验和科研各环节中，为产品的设计、模拟、测量、放样、仿制、仿真、质量控制和运动状态，提供测量技术支撑的一门学科[1]。本文中的工业测量是指尺寸、位置、形状等几何量的测量。摄影测量学是通过影像研究信息的获取、处理、提取和成果表达的一门信息科学，通常利用摄影或遥感的手段获取被测物体的影像，研究和确定被摄物体的形状、大小、位置、性质和相互关系，起始于19世纪中叶摄影机的发明和立体视觉的发现。工业摄影测量是工业测量与摄影测量技术与学科发展相结合而形成的一个细分研究领域，既可以看作是摄影测量学科的一个分支，也可以看作一个交叉学科，如图 1所示。图1 工业摄影测量与工业测量和摄影测量学科的关系由于摄影测量具有非接触、自动处理等特点，为传统工业测量提供了新方法和新技术，尤其是在智能化、自动化发展的大趋势下，以摄影测量方法为主的光学测量受到越来越广泛的重视 另一方面，由于工业测量涉及的被测物体范围广、差异大，为工业摄影测量提出了许多传统航空摄影测量方法难以直接解决的问题，而且工业测量与仪器仪表、电子电路、光学、传感器、机器人等领域联系密切，因此工业测量的需求与行业背景，也为工业摄影测量技术提供了新的创新动力。传统工业测量主要是使用三坐标测量机等传统工业测量仪器对零件进行少量人工抽检，或者用专门研制的检具对单一型号的零件进行全检。随着生产模式的变革，工业品的种类型号日益增多，客户对产品的品质要求日益增长，对工业测量技术带来了更大的挑战，在线、自动化、智能化的工业测量技术成为迫切需求。文献[2]指出工业几何量测量的核心任务是保证测量结果具有溯源性，实现产品质量状态精准高效地获取、测量数据管理、分析及后续应用等。文献[3]介绍了若干种传统的工业测量技术，其中也包括摄影测量技术。文献[4-5]介绍了多种工业摄影测量设备及其各自适合的应用场景。总体来说，没有任何一种工业测量技术可以解决所有类型工业品的测量问题，但是可以通过对工业品特点的分类，设计出几种通用的方案来解决大部分工业测量问题，也使工业测量装备在一定程度上适应柔性化生产。工业摄影测量由于其自身具有非接触、高效率、自动化等特点，很早就在工业测量领域发挥作用。随着工业生产朝着自动化、智能化方向发展以及国家智能制造战略的实施，工业摄影测量技术在工业测量领域中处于越来越重要的地位。如同计算机技术的发展推动了数字摄影测量技术的快速发展一样，仪器仪表、传感器、机器人、电子电路、芯片等技术的发展，也为工业摄影测量技术的发展注入了新的活力，因此工业摄影测量技术也迎来了最好的发展时机，近年来各种创新技术不断涌现，各种应用越来越广泛，显现出勃勃生机。1 工业摄影测量的发展现状1.1工业测量发展现状工业测量作为工业体系的基础支撑技术，目前有多种工业测量技术和设备在工业测量领域被广泛采用。每种技术设备都有其优点，但是又没有一种工业测量技术设备能够满足所有的工业测量需求，因此目前是多种工业测量技术共存的局面。下面对目前最先进的并且广泛应用的几种工业测量技术和设备进行简单介绍。(1) 三坐标测量机。三坐标测量机是传统通用三维坐标测量仪器的代表，通过测头沿导轨的直线运动来实现精确的坐标测量。它的优点是测量精确、通用性好 其不足是属于接触式测量方式，不易对准特征点，对测量环境要求高、不便携、测量范围小[6]。由于其超高精度，毫无疑问三坐标测量机目前仍然是工业测量领域应用最广泛的产品之一。由于其接触式测量等缺点，在一定程度上限制了其在自动化在线检测领域的应用。(2) 关节臂测量机。关节臂测量机是一种便携式测量仪器，对空间不同位置待测点进行接触测量，实际上是模拟了人手臂的运动方式。仪器由测量臂、码盘、测头等组成，各关节之间的测量臂的长度是固定的，测量臂之间的转角通过光栅编码度盘实时得到，最终通过空间支导线的原理实现三维坐标的测量功能。(3) 激光跟踪仪。激光跟踪仪采用球坐标测量系统，其测量原理与全站仪一样，仅仅是测距方式的不同，激光跟踪仪的测距方式是单频激光干涉测距，其精度可以达到16 μm±0.8 μm/m。Leica公司在1990年推出了第一代商用激光跟踪仪，美国的API公司和FARO公司随后推出了各自的类似产品。由于干涉法距离测量的精度高、测量速度快，因此激光跟踪仪测量性能和精度要优于全站仪。在大空间高精度工业测量领域，激光跟踪仪具有显著优势[7]。与三坐标测量仪使用的红宝石测球(图 2(a))类似，激光跟踪仪主要使用的是全反射测球(图 2(b))来进行测量，从技术原理上都属于接触式测量。接触式测量的缺点是，会对被测物体表面产生应力(某些情况下是不可忽略的)，并且每接触一次只能获取一个点的坐标，测量效率低。近年来，尽管也发展出了非接触式末端测量工具，其中三坐标测量机和关节臂测量机可以使用单线激光扫描头(图 2(c))，而激光跟踪仪可以使用带有靶标点的跟踪式单线激光扫描头(图 2(d))，从技术原理上属于机械式测量和摄影测量的结合，但其激光线范围较小、测量效率仍然较低。而在自动化在线检测方面，三坐标测量机体积大且依赖恒温恒湿环境，关节臂测量机依赖于人的协作运动，激光跟踪仪在跟踪丢失后需要人工干预，故三者均难以胜任。图2 接触式和非接触式末端测量工具1.2工业摄影测量发展现状除了三坐标测量机、关节臂测量机、激光跟踪仪等传统工业测量技术和设备之外，摄影测量技术和方法在工业测量领域也发挥了重要作用，典型的工业摄影测量技术和产品包括：标志点工业摄影测量系统、结构光测量系统等，下面对这些技术进行详细介绍。根据摄影测量的定义，本文将以下利用相机进行几何量测量的测量系统，纳入到工业摄影测量的范畴。1.2.1 标志点工业摄影测量系统标志点工业摄影测量系统的工作原理是，首先在被测物体表面粘贴一定数量的均匀分布的标志点，然后在不同的位置和方向获取被测物体的数字图像(至少两幅)，经过计算机图像匹配等处理及相关摄影测量计算后得到标志点精确的三维坐标。标志点工业摄影测量系统一般分为单台相机的脱机测量系统、多台相机的联机测量系统，它们均具有精度高、非接触测量和便携等特点。由于要在物体表面粘贴标志点，所以这类系统一般用于大型工业构件的曲面控制测量、装配测量等方面，很少用于在线测量领域。1.2.2 结构光测量系统常用的结构光测量系统是线结构光测量系统和面结构光测量系统。线结构光测量系统仅投射出一条激光线，光切面与物体相截为一条曲线，曲线投影到影像上，基于三角法测量原理，可以计算出该曲线上所有点的三维坐标。由于该系统每次只能测量一条曲线上的数据，因此要测量完整的物体表面需要利用机械位移机构带动光束在物体表面移动来实现扫描测量。面结构光测量通过投射带有编码信息的特殊光场，如光栅、空间编码模板等，实现物体表面投影测量。基于光栅投影的结构光测量系统，具体过程是将光栅投影到物体表面，然后利用一个或两个CCD相机观测投射条纹得到变形的光栅条纹图像，对光栅条纹图像进行解码可以实现图像对应，从而可以交会计算得到被测物体的三维空间坐标。基于该原理形成的工业测量产品包括3D相机、固定拍照式三维扫描仪等。1.3工业摄影测量的特点尽管近年来激光雷达扫描(LiDAR)、多视角立体匹配(multi-view stereo，MVS)、飞行时间法3D相机(time of flight，TOF)等新兴技术发展迅猛，成为了摄影测量领域的主要技术手段，但是由于其精度难以满足工业测量的需求，故而始终未能进入工业摄影测量领域。精度是工业测量的首要问题之一，人工目标往往比自然目标具有更高的图像定位精度，通过人工标志点可以在较大的范围内获取最高的摄影测量精度，而在较小的范围内，结构光测量系统可以发挥其静态多频相位观测带来的精度提升作用。除了精度外，实时测量、动态测量、无人工测量等也是工业测量的典型特征。工业摄影测量是利用摄影测量的技术和方法来解决工业测量的问题，因此具有非常鲜明的摄影测量的特点，比如：(1) 非接触式测量。工业摄影测量在获取影像时不需要接触目标本身，不会破坏物体本身固有属性，而且可以在一些不适宜人类进入的场所进行测量。(2) 可以瞬间记录被测物体的大量信息，包括几何信息和物理信息[8]。对于获取的信息进行实时处理，可以快速获得三维空间数据。(3) 数据自动处理。随着数字摄影测量技术的发展，摄影测量数据处理算法可以实现自动处理。(4) 随着电子电路、传感器等技术的发展，摄影仪器生产技术得到提高，测量精度不断提高。(5) 随着计算机视觉领域的新算法、新方法的引入，数字(工业)摄影测量的理论和方法也在不断完善[9]。由于以上特点的存在，工业摄影测量在工业测量领域受到越来越多的关注和越来越广泛的应用。尤其是在自动化、智能化等行业发展趋势的推动下，近年来工业摄影测量技术得到迅猛的发展。2 工业摄影测量技术重要进展一方面，随着现代工业的发展，尤其是以数字制造为核心的先进制造技术的迅猛发展，对工业摄影测量技术提出新的要求。另一方面，随着传感器、计算机、电子信息、图像处理、机器人、人工智能等技术的快速发展，工业摄影测量也与电子信息、测试计量技术与仪器、计算机视觉、机器人、人工智能等多个相关学科交叉融合，进入了快速发展的新阶段。工业测量的核心问题是精度和效率，工业零部件在设计阶段就确定了每个几何特征的公差，公差的大小决定了工业测量精度的下限，也是保证不同零部件之间可以装配成功的最低要求。在规定的测量精度范围内，尽可能地提高测量效率，是工业用户不断追求的目标。提高效率从使用角度可以体现在，节省测量前的准备时间、节省测量时的操作时间、节省测量后的处理时间，从技术角度又可以表现为实时性强(时间短)、便捷性好(易操作)、自动化程度高(省人工)以及智能化程度高(干预少)。2.1实时性集影像信息获取、处理和成果表达(输出)于一体，一步完成的摄影测量，称之为实时摄影测量[10]。它能够在影像信息获取的同时，以足够快的速度进行信息处理和成果输出。实时摄影测量的研究与应用一直是工业摄影测量的主要发展方向[11]。现代工业的发展，更是对测量的实时性提出更加迫切的需求。工业摄影测量的实时性，要求“所测即所得”，数据获取、数据处理和结果呈现同步完成，因此对测量设备和算法提出很高的要求。针对实时性的要求，笔者设计实现了一款工业级三维手持扫描测量系统，其原理如图 3所示：首先，在工业零件上或者零件周围布设一定数量的标志点，然后手持数据采集设备对工业零件进行数据采集，在数据采集的同时进行解算，并把结果传到电脑上实时呈现。该设备非常便携，即拿即测，结果实时获得。图3 工业级三维手持扫描测量原理与系统由图 3可以看到，这套工业级三维手持扫描测量系统包括两个工业相机和一套激光器。其中两个同步的工业相机，分辨率500万像素，相机拍照频率最高可达75 Hz，激光器最多同时发出17束激光线，每秒最多可采集210万个三维点，满足实时摄影测量的需求。扫描测量系统在移动过程中，激光器投射线激光，工业相机获取激光线的图像然后传到电脑上进行解析处理，获取三维数据并实时显示在电脑屏幕上。由于要达到实时处理，在下一帧数据传输之前，必须完成前一帧数据的全部处理，并更新屏幕上的结果显示。这里的数据处理包括标志点提取与定位、传感器位置姿态计算、激光线提取与三维坐标解算、三维数据的拼接与融合等，其中数据融合是有别于传统摄影测量的新方法，它基于Hasp Map体素模型进行三维重建[12-13]，可以从含有大量噪声的原始测量点中提取出更高精度的三维点(如图 3(c)、3(d))。这里，工件上面粘贴标志点的作用是在扫描测量系统移动过程中确定扫描测量系统的位置和姿态。该系统中为了实现实时处理，采取的主要措施包括：(1) 使用全局快门的CMOS图像传感器[14]。摄影测量中常用的单反相机，通常都是滚动快门(或称卷帘快门)，它们的像素是逐行曝光的，在静态摄影中可能不会有问题，但是在动态摄影中会产生拖影，不利于摄影测量解算，而全局快门的CMOS中所有的像素都是同时曝光的，适合于实时动态的摄影测量场景。(2) 超短曝光时间的光照技术。在动态测量中曝光时间通常小于1/1000 s才能忽略运动模糊，使用回光反射的玻璃微珠材质制作的反光标志点[15]，当作摄影测量中的控制点或加密点，进行相机的定位，反光标志点可以在极短的曝光时间内在图像中呈清晰明亮的像。(3) CPU和GPU协同工作的加速算法。在实时摄影测量中，把图像加工为三维网格，需要经过畸变纠正、特征提取、特征匹配、平差、点云去噪、融合、构网等算法，每一种算法通过拆解细分，把不同的步骤分别部署到CPU或GPU上，最大效率地利用计算资源。(4) 实时渲染技术。实时计算生成的三维网格会随着扫描的时间而逐步增大，可以增加到几百万乃至几千万三角形，而每一帧图像只影响局部范围，通过局部增、删、改三维数据，并利用OpenGL顶点缓冲区技术，实现实时三维网格渲染。2.2便捷性上一节介绍的工业级三维手持扫描测量技术需要在工业零件表面或者周围粘贴标志点，这在一些特殊环境下难以适用，因此本文进一步对上述技术进行改进。工业零件表面或者周围粘贴标志点的作用是对扫描装置进行定位定姿，如果不粘贴标志点，就需要其他的定位定姿方法。在本文中提出了两种新的定位定姿方法，一种是通过增加全局控制的光学跟踪装置 一种是将标志点贴在周围的墙上然后进行反向定位。2.2.1 光学跟踪全局定位为了避免在被测物体表面贴标志点，笔者设计了光学跟踪全局定位扫描测量系统。如图 4(a)所示，该系统在数据扫描装置之外增加光学跟踪装置，二者配合工作。在扫描测量过程中，光学跟踪装置时刻观测数据扫描装置，通过数据扫描装置上的标志点实时获取数据扫描装置的位置和姿态，从而实现三维扫描数据的实时拼接融合，如图 4(b)所示。由图 4中可以看到，光学跟踪装置由双目立体视觉系统组成，在数据扫描装置外围布设了标志点框架，这样在其移动测量的过程中，光学跟踪装置实时跟踪观测数据扫描装置周围的标志点，从而对数据扫描装置进行实时定位定姿，最终将数据扫描装置获取的数据整合到统一的坐标系下，实现数据的自动实时拼接和融合。该系统不需要在被测物体表面贴标志点，可以“即拿即测”，便捷性大大提高。图4 光学跟踪全局定位扫描测量系统2.2.2标志点反向定位标志点反向定位的原理如图 5所示。图 5(a)是传统的物体表面贴点扫描测量方式，该方式通过标志点的识别定位对扫描仪进行定位定姿 图 5(b)是标志点反向定位扫描测量方式，在这种方法下标志点不是贴在物体上，而是贴在周围固定不动的墙壁上或其他结构物上。同时在扫描仪上加装了第三台定位相机，只要定位相机能够观测到周围墙上或其他结构物上的标志点即可对扫描仪进行反向定位定姿，实现所有数据的坐标系统一和自动拼接。标志点反向定位与航空摄影测量中的后方交会是同样的原理[16-17]。图5 标志点反向定位2.3自动化和智能化现代工业的发展，对工业测量的自动化、智能化水平提出了更高的要求。本文在上述手持式三维扫描测量设备的基础上，集成机器人、控制系统等硬件以及路径自动规划等软件算法，实现了自动化、智能化的工业摄影测量系统，如图 6所示。图6 自动化、智能化工业摄影测量系统本文实现的自动化智能化工业摄影测量系统包括工业测量传感器(扫描头+跟踪器)、机器人、控制系统、路径自动规划软件、测量数据后处理软件、机械工装等部分。其工作流程如图 7所示，首先根据被测工件的CAD数据，路径自动规划软件对机器人行走路径进行规划设计[18]，这项工作对于同一批工件只做一次 在具体测量过程中，机器人自动按照规划设计的路径行走，一边行走一边进行扫描测量 扫描结束，数据传给测量数据后处理软件进行处理，包括自动和CAD设计数据进行比对，自动出检测报告等，如果需要还会做出是否为合格品等判断并输出结果 对所有的工件进行扫描测量、后处理等整个自动化测量过程，直到结束。图7 自动化、智能化工业摄影测量系统工作流程2.4市场应用上述技术和设备为工业测量提供了新的方法和成熟的解决方案，通过典型终端客户验证了新技术可以替代传统的测量方式，提高了工业领域决策者的信心。自动化、智能化三维测量装备面向大部分工业制造行业，不仅可以用于在线测量，而且可以实现柔性检测，促进了传统工业测量检测工艺的进步。目前本文研制成果已在汽车白车身、新能源汽车电池盒、发动机、铁路扣件、无砟轨道板、隧道管片等的在线自动化检测方面得到成功应用，通过进一步推广，可极大地提升汽车制造、轨道交通、航空航天等高端智能制造领域的自动化测量与检测水平，每年可为各类型企业创造可观的经济价值。高精度智能在线自动三维测量系统，有助于制造企业转型升级为高标准、高质量、柔性化、数字化的“智慧工厂”建设。3 工业摄影测量的主要应用方向工业摄影测量技术应用于工业设计、加工、检测等各个阶段[19]，应用场景非常广泛、处理对象也千差万别。本文结合技术发展方向和趋势对其最主要的几个应用方向进行归纳介绍，包括逆向工程、质量检测、辅助智能制造。3.1逆向工程逆向工程(reverse engineering，RE)也称为反求工程，是指在缺少设计图纸和文档的情况下对产品进行复制的一种技术[20]。逆向工程作为获取零件设计加工数据最快捷的方式，具有高效率、低费用的特点，能极大缩短工业产品的研发周期[21]。近年来，随着科技的进步，逆向工程技术发展迅速，已广泛应用于汽车、航空航天、医学、文物修复等领域。工业摄影测量技术的快速发展使其成为逆向工程中数据采集的重要手段，下面以燃气轮机为例，介绍工业摄影测量技术在逆向工程中的应用。燃气轮机是一种先进而复杂的成套动力机械装备，是典型的高新技术密集型产品，也被称为“制造业皇冠上的明珠”[22]，如图 8(a)、图 8(b)所示。作为高科技的载体，燃气轮机代表了多理论学科和多工程领域发展的综合水平，是21世纪的先导技术。燃气轮机主要由压气机、燃烧室、涡轮三部分组成，内部包括叶片等零部件，整体结构复杂，共计47个零件。燃气轮机对逆向精度要求极高，本次要逆向的燃气轮机长约4.5 m，要求单个零件逆向精度在0.1 mm以内，整体逆向精度在0.3 mm以内。逆向后还需进行虚拟装配，保证整体零部件符合设备工作原理。图8 燃气轮机逆向工程采用上一节介绍的工业级三维手持扫描仪对燃气轮机进行逆向。首先，利用工业级三维手持扫描仪获取了燃气轮机模型的三维表面数据，如图 8(c)所示。三维手持扫描仪在采集模型三维数据的同时进行了数据优化、去燥和精简等处理，因此提供的数据质量比较高，可以直接用于模型重建。模型重建在UG软件中完成[23]，利用UG的数字编辑模块和强大的曲面造型功能重建燃气轮机曲面。采用混合曲面造型方式，先对数据进行面轮廓线特征创建，在特征线的基础上，利用UG强大的Though Curve Mesh命令，将调整好的曲线编制成光顺曲面，得到了燃气轮机的重建曲面，并且由于Though Curve Mesh可以控制四周曲面边界的曲率，因而构成的曲面质量更光顺，贴合STL数据精度也更高。曲面重建结果如图 8(d)所示。在完成曲面重建后，对重建曲面的光顺性和精度进行了分析评估，如图 8(e)所示。最后，在重建的燃气轮机模型的光顺性和精度都满足要求的条件下进行了虚拟装配，最终验证了逆向成果的正确性和可靠性，如图 8(f)所示。在该逆向过程中，采用先进的工业摄影测量技术，很好地克服了燃气轮机零件繁多、模型复杂、相互遮挡严重等问题，使得三维测量的效率大大提高，比传统接触式测量的效率提升5倍以上。3.2质量检测产品的几何特征在质量检验中占有重要地位，90%的质量检验都与几何形状参数有关[24]。几何量检测是一项基础性强、应用面广的质量检测类别。在工业生产中，机械产品的质量与零件的加工精度和装配精度有关，而加工和装配的高精度需要通过高精度的工业测量技术得以保证。例如，一辆汽车有数千个零件，由数百家工厂生产，如果没有高精度的工业测量技术作保证，是难以装配成功的。工业摄影测量已经在汽车制造业、零部件质量控制和整机装配等环节的在线检测中得到广泛采用[25-26]。下面以新能源汽车电池盒检测为例进行详细介绍。近年来，新能源汽车受到越来越多消费者的青睐。作为动力电池的主要载体，电池盒是新能源汽车必备的安全结构件，对承载、固定和保护电池组起着关键作用。电池盒的尺寸一般从1.0 m至2.5 m不等，主体结构分为上盖和下壳体，由于装配的需求，其表面分布了几百个圆孔等特征。电池盒的质量检测要求测量所有圆孔圆槽的位置公差、小铸件平面的轮廓误差、部分平面的平面度等，测量精度要求在0.1 mm以内，另外测量检测效率要求能够跟上生产效率，一般是在5~7 min之内。目前测量电池盒外形尺寸及安装孔位主要依靠三坐标接触式测量，效率不理想，难以满足生产需求。由于产量巨大，因此通过自动化在线检测来替代人工操作是基本需求。针对以上要求，以文中介绍的技术成果为基础设计了一套专门针对电池盒的自动在线测量检测系统，如图 9所示。该系统包括扫描测量仪、跟踪器、机器人、滑轨、电控等部件，通过软件实现自动路径规划、自动数据采集、自动数据处理、自动出报告等功能。图9 电池盒自动化检测系统当电池盒进入待检区后，只需按下机柜启动键，机器人即携3D扫描仪按规划路径开始扫描测量，直至测完整个工件，然后自动与CAD设计数据比对并出具PDF格式的检测报告，如图 10所示。整个过程实现了无人化的测量与检测。图10 检测结果报告除了新能源汽车电池盒，相关技术还应用到汽车白车身、高铁轨道板等部件的检测(图 11)、铁路弹条扣件在生产线上的自动化尺寸检测(图 12)等，取得了良好的经济效益和社会效益。图11 汽车白车身与高铁轨道板检测图12 铁路弹条扣件在线自动化检测3.3辅助智能制造在智能制造中，有很多场景需要借助工业摄影测量技术，才能实现自动、智能、柔性制造。比如，对于一些铸件毛坯的自动打磨，需要测量铸件毛坯的表面模型，才能进行打磨机器人路径规划，实现自动打磨 对于焊接，需要提前测量焊缝实际空间位置，才能规划焊接路径 对喷漆和涂胶等应用，也需要对物体首先进行表面测量，才能规划机器人路径实现自动柔性工作等[27]。可以说，工业摄影测量技术在智能制造的过程中能够发挥重要作用。另外，打磨、抛光、喷涂、焊接等工作都是高危险高污染的行业，迫切需要专门设备自动化完成。下面以鞋模打磨为例详细介绍工业摄影测量技术辅助智能制造。在制鞋过程的早期，需要对鞋模进行打磨，适当提升表面粗糙度便于后期涂胶粘贴更加牢固。如图 13所示，是一个工业摄影测量技术辅助鞋模打磨的设备，该设备能够实现机器人自动三维扫描、机器人自动打磨。具体工作流程是，在初期工位首先利用工业摄影测量技术对鞋模进行表面扫描测量，然后根据获取的

1 引 言激光干涉位移测量技术具有大量程、高分辨力、非接触式及可溯源性等优势，广泛应用于精密计量、微电子集成装备和大科学装置等领域，成为超精密位移测量领域中的重要技术之一。近年来，随着这些领域的迅猛发展，对激光干涉测量技术提出了新的测量需求。如在基于长度等量子化参量的质量基准溯源方案中，要想实现1×10−8 量级的溯源要求，需要激光干涉仪长度测量精度达0. 1 nm 量级；在集成电路制造方面，激光干涉仪承担光刻机中掩模台、工件台空间位置的高速、超精密测量任务，按照“ 摩尔定律”发展规律，近些年要想实现1 nm 节点光刻技术，需要超精密测量动态精度达0. 1 nm，达到原子尺度。为此，国际上以顶级的计量机构为代表的单位均部署了诸如NNI、Nanotrace 等工程，开展了“纳米”尺度测量仪器的研制工程，并制定了测量确定度在10 pm 以下的激光干涉测量技术的研发战略。着眼于国际形势，我国同样根据先进光刻机等高端备、先进计量的测量需求，制定了诸多纳米计量技术的研发要。可见，超精密位移测量技术的发展对推进我国众多大高端装备具有重要战略意义，是目前纳米度下测量领域逐步发展的重大研究方向。2 激光干涉测量原理根据光波的传播和叠加原理，满足相干条件的光波能够在空间中出现干涉现象。在激光干涉测量中，由于测量目标运动，将产生多普勒- 菲佐（Doppler-Fizeau效应，干涉条纹将随时间呈周期性变化，称为拍频现象。移/相移信息与测量目标的运动速度/位移关系满足fd = 2nv/ λ ， （1）φd = 2nL/ λ ， （2）式中：fd为多普勒频移；φd为多普勒相移；n 为空气折射率；v 和L 为运动速度和位移；λ 为激光波长。通过对干涉信号的频率/相位进行解算即可间接获得测量目标运动过程中速度/位信息。典型的干涉测量系统可按照激光光源类型分为单频（零差式）激光干涉仪和双频（外差式）激光干涉仪两大类。零差式激光干涉测量基本原理如图1 所示，其结构与Michelson 干涉仪相仿，参考光与测量光合光干涉后，经过QPD 输出一对相互正交的信号，为Icos = A cos (2πfd t + φ0 + φd ) ， （3）Isin = A sin (2πfd t + φ0 + φd ) ， （4）式中：（Icos， Isin）为QPD 输出的正交信号；A 为信号幅值；φ0 为初始相位。结合后续的信号处理单元即可构成完整、可辨向的测量系统。图1　零差激光干涉测量原理外差式激光干涉仪的光源是偏振态相互垂直且具有一定频差Δf 的双频激光，其典型的干涉仪结构如图2 所示。双频激光经过NPBS 后，反射光通过偏振片发生干涉，形成参考信号Ir；透射光经过PBS，光束中两个垂直偏振态相互分开，f2 光经过固定的参考镜反射，f1 光经运动的测量镜反射并附加多普勒频移fd，与反射光合光干涉后形成测量信号Im。Ir = Ar cos (2πΔft + φr ) ， （5）Im = Am cos (2πΔft + φm )， （6）式中：Δf、A 和φ 分别为双频激光频差、信号幅值和初始相位差。结合式（5）和式（6），可解算出测量目标的相位信息。图2　外差激光干涉测量原理零差式激光干涉仪常用于分辨力高、速度相对低并且轴数少的应用中。外差式激光干涉仪具有更强的抗电子噪声能力，易于实现对多个目标运动位移的多轴同步测量，适用于兼容高分辨力、高速及多轴同步测量场合，是目前主流的干涉结构之一。3 激光干涉测量关键技术在超精密激光干涉仪中，波长是测量基准，尤其在米量级的大测程中，要实现亚纳米测量，波长准确度对测量精度起到决定性作用。其中，稳频技术直接影响了激光波长的准确度，决定激光干涉仪的精度上限；环境因素的变化将影响激光的真实波长，间接降低了实际的测量精度。干涉镜组结构决定光束传播过程中的偏振态、方向性等参数，影响干涉信号质量。此外，干涉信号相位细分技术决定激光干涉仪的测量分辨力，并限制了激光干涉仪的最大测量速度。3. 1　高精度稳频技术在自由运转的状态下，激光器的频率准确度通常只有±1. 5×10−6，无法满足超精密测量中10−8~10−7的频率准确度要求。利用传统的热稳频技术（单纵模激光器的兰姆凹陷稳频方法等），可以提高频率准确度，但系统中稳频控制点常偏离光功率平衡点，输出光频率准确度仅能达2×10−7量级，无法完全满足超精密测量的精度需求。目前，超精密干涉测量中采用的高精度稳频技术主要有热稳频、饱和吸收及偏频锁定3 种。由于激光管谐振腔的热膨胀特性，腔长随温度变化呈近似线性变化。因此，热稳频方法通过对谐振腔进行温度控制实现对激光频率的闭环调节。具体过程为：选定稳定的参考频标（双纵模激光器的光功率平衡点、纵向塞曼激光器频差曲线的峰/谷值点），当激光频率偏离参考频标时，产生的频差信号用于驱动加热膜等执行机构进行激光管谐振腔腔长调节。热稳频方法能够使激光器的输出频率的准确度在10−9~10−8 量级，但原子跃迁的中心频率随时间推移受腔内气体气压、放电条件及激光管老化的影响会发生温度漂移。利用稳频控制点修正方法，通过对左右旋圆偏振光进行精确偏振分光和对称功率检测来抑制稳频控制点偏移的随机扰动，同时补偿其相对稳定偏置分量。该方法显著改善了激光频率的长期漂移现象，阿伦方差频率稳定度为1. 9×10−10，漂移量可减小至（1~2）×10−8。稳频点修正后的激光波长仍存在较大的短期抖动，主要源于激光器对环境温度的敏感性，温差对频率稳定性的影响大。自然散热型激光器和强耦合水冷散热型激光器均存在散热效果不均匀和散热程度不稳定的问题。多层弱耦合水冷散热结构为激光管提供一个相对稳定的稳频环境，既能抑制外界环境温度变化对激光管产生的扰动，冷却水自身的弱耦合特性又不影响激光管性能，进而减小了温度梯度和热应力，提高了激光器对环境温度的抗干扰能力，减少了输出激光频率的短期噪声，波长的相对频率稳定度约为1×10−9 h−1。碘分子饱和吸收稳频法将激光器的振荡频率锁定在外界的参考频率上，碘分子饱和吸收室内处于低压状态下（1~10 Pa）的碘分子气体在特定频率点附近存在频率稳定的吸收峰，将其作为稳频基准后准确度可达2. 5×10−11。但由于谐振腔损耗过大，稳频激光输出功率难以超过100 μW 且存在MHz 量级的调制频率，与运动目标测量过程中产生的多普勒频移相近。因此，饱和吸收法难以适用于多轴、动态的测量场合。偏频锁定技术是另一种高精度的热稳频方法，其原理如图3 所示，通过实时测量待稳频激光器出射光与高精度碘稳频激光频差，获得反馈控制量，从而对待稳频激光器谐振腔进行不同程度加热，实现高精度稳频。在水冷系统提供的稳频环境下，偏频锁定激光器的出射光相对频率准确度优于2. 3×10−11。图3 偏频锁定热稳频原理3. 2　高精度干涉镜组周期非线性误差是激光干涉仪中特有的内在原理性误差，随位移变化呈周期性变化，每经过半波长，将会出现一次最大值。误差大小取决光束质量，而干涉镜组是决定光束质量的主导因素。传统的周期非线性误差可以归结为零差干涉仪的三差问题和外差干涉仪的双频混叠问题，产生的非线性误差机理如图4 所示，其中Ix、Iy分别表示正交信号的归一化强度。其中，GR为虚反射，MMS 为主信号，PISn 为第n 个寄生干涉信号，DFSn 为第n 阶虚反射信号。二者表现形式不完全相同，但都会对测量结果产生数纳米至数十纳米的测量误差。可见，在面向亚纳米、皮米级的干涉测量技术中，周期非线性误差难以避免。图4　零差与外差干涉仪中的周期非线性误差机理。（a）传统三差问题与多阶虚反射李萨如图；（b）多阶虚反射与双频混叠频谱分布Heydemann 椭圆拟合法是抑制零差干涉仪中非线性误差的有效方法。该方法基于最小二乘拟合，获得关于干涉直流偏置、交流幅值以及相位偏移的线性方程组，从而对信号进行修正。在此基础上，Köning等提出一种基于测量信号和拟合信号最小几何距离的椭圆拟合方法，该方法能提供未知模型参数的局部最佳线性无偏估计量，通过Monte Carlo 随机模拟后，其非线性幅值的理论值约为22 pm。在外差干涉仪中，双频混叠本质上是源于共光路结构中双频激光光源和偏振器件分光的不理想性，称为第1 类周期非线性。对于此类周期非线性误差，补偿方法主要可以从光路系统和信号处理算法两个方面入手。前者通过优化光路可以将非线性误差补偿至数纳米水平；后者通过椭圆拟合法提取椭圆特征参数，可以将外差干涉仪中周期非线性误差补偿至亚纳米量级；两种均属补偿法，方法较为复杂，误差难以抑制到0. 1 nm 以下。另一种基于空间分离式外差干涉结构的光学非线性误差抑制技术采用独立的参考光路和测量光路，非共光路使两路光在干涉前保持独立传播，从根本上避免了外差干涉仪中频率混叠的问题，系统残余的非线性误差约为数十皮米。空间分离式干涉结构能够消除频率混叠引起的第1 类周期非线性误差，但在测量结果中仍残余亚纳米量级的非线性误差，这种有别于频率混叠的残余误差即为多阶多普勒虚反射现象，也称为第2 类周期非线性误差。虚反射现象源自光学镜面的不理想分光、反射等因素，如图5所示，其中MB 为主光束，GR 为反射光束，虚反射现象普遍存在于绝大多数干涉仪结构中。虚反射效应将会使零差干涉仪中李萨如图的椭圆产生畸变，而在外差干涉仪中则出现明显高于双频混叠的高阶误差分量。图5　多阶虚反射现象使用降低反射率的方法，如镀增透膜、设计多层增透膜等，能够弱化虚反射现象，将周期非线性降低至亚纳米水平；德国联邦物理技术研究院Weichert等通过调节虚反射光束与测量光束间的失配角，利用透镜加入空间滤波的方法将周期非线性误差降低至±10 pm。上述方法在抑制单次的虚反射现象时有着良好的效果，但在面对多阶虚反射效应时作用有限。哈尔滨工业大学王越提出一种适用于多阶虚反射的周期非线性误差抑制方法，该方法利用遗传算法优化关键虚反射面空间姿态，精准规划虚反射光束轨迹，可以将周期非线性误差抑制到数皮米量级，突破了该领域10 pm 的周期非线性误差极限。3. 3　高速高分辨力相位细分技术在激光干涉仪中，相位细分技术直接决定系统的测量精度。实现亚纳米、皮米测量的关键离不开高精度的相位细分技术。相位的解算可以从时域和频域两个角度进行。最为常用的时域解算方法是基于脉冲边缘触发的相位测量方法，该方法利用高频脉冲信号对测量信号与参考信号进行周期计数，进而获取两路信号的相位差。该方法的测量速度与测量分辨力模型可表达为vm/dLm= Bm ， （7）式中：vm 为测量速度；dLm 为测量分辨力；Bm 为系统带宽。在系统带宽恒定的情况下，高测速与高分辨力之间存在相互制约关系。只有提高系统带宽才能实现测量速度和测量分辨力的同时提升，也因此极度依赖硬件运行能力。在测量速度方面，外差激光干涉仪的测量速度主要受限于双频激光频差Δf，测量目标运动产生的多普勒频移需满足fd≤Δf。目前，美国的Zygo 公司和哈尔滨工业大学利用双声光移频方案所研制的结构的频差可达20 MHz，理论的测量速度优于5 m/s。该方法通过增加双频激光频差来间接提升测量速度，频差连续可调，适用于不同测量速度的应用场合，最大频差通常可达几十MHz，满足目前多数测量速度需求。从干涉结构出发，刁晓飞提出一种双向多普勒频移干涉测量方法，采用全对称的光路结构，如图6所示，获得两路多普勒频移方向相反的干涉信号，并根据目标运动方向选择性地采用不同干涉信号，保证始终采用正向多普勒频移进行相位/位移解算。该方法从原理上克服了双频激光频差对测量速度的限制，其最大测量速度主要受限于光电探测器带宽与模/数转换器的采样频率。图6 全对称光路结构在提升测量分辨力方面，Yan 等提出一种基于电光调制的相位调制方法，对频率为500 Hz 的信号进行周期计数，该方法实现的相位测量标准差约为0. 005°，具有10 pm 内的超高位移测量分辨力，适用于低速测量场合。对于高速信号，基于脉冲边缘触发的相位测量方法受限于硬件带宽，高频脉冲频率极限在500 MHz 左右，其测量分辨力极限约为1~10 nm，难以突破亚纳米水平。利用高速芯片，可以将处理带宽提升至10 GHz，从而实现亚纳米的测量分辨力，但成本较大。闫磊提出一种数字延时细分超精细相位测量技术，在硬件性能相同、采样频率不变的情况下，该方法利用8 阶数字延迟线，实现了相位的1024 电子细分，具有0. 31 nm 的位移测量分辨力，实现了亚纳米测量水平。该方法的等效脉冲频率约为5 GHz，接近硬件处理极限，但其测量速度与测量分辨力之间依旧存在式（7）的制约关系。德国联邦物理技术研究院的Köchert 等提出了一种双正交锁相放大相位测量方法，如图7所示，FPGA 内部生成的理想正交信号分别与外部测量信号、参考信号混频，获取相位差。利用该方法，可以实现10 pm 以内的静态测量偏差。双正交锁相放大法能够处理正弦模拟信号，充分利用了信号的频率与幅值信息，其测量速度与测量分辨力计算公式为vm/0. 1λ0= Bm， （8）dLm/0. 5λ0=Bs/dLc， （9）式中：Bs为采样带宽；dLc为解算分辨力。图7 双正交锁相方法测量原理可见，测量速度与测量分辨力相互独立，从原理上解决了高测速与高分辨力相互制约的矛盾，为激光干涉仪提供了一种兼顾高速和高分辨力的相位处理方法。在此基础上，为了适应现代工业中系统化和集成化的测量需求，美国Keysight 公司、Zygo 公司及哈尔滨工业大学相继研发出了光电探测与信号处理一体化板卡，能够实现高于5 m/s 的测量速度以及0. 31 nm 甚至0. 077 nm 的测量分辨力。此外，从变换域方面同样可以实现高精度的相位解算。张紫杨等提出了一种基于小波变换的相位细分方法，通过小波变换提取信号的瞬时频率，计算频率变化的细分时间，实现高精度的位移测量，该方法的理论相位细分数可达1024，等效位移精度约为0. 63 nm。Strube 等利用频谱分析法，从信号离散傅里叶变换（DFT）后的相位谱中获取测量目标的位移，实现了0. 3 nm 的位移测量分辨力。由于采用图像传感器为光电转换器，信号处理是以干涉条纹为基础的，适用于静态、准静态的低速测量场合。3. 4环境补偿与控制技术环境中温度、气压及湿度等变化会引起空气折射率变化，使得激光在空气中传播时波长变动，导致测量结果产生纳米量级的误差。环境误差补偿与控制技术是抑制空气折射率误差的两种重要手段。补偿法是修正空气折射率误差最常用的方法，具有极高的环境容忍度。采用折光仪原理、双波长法等可以实现10−7~10−8 量级的空气折射率相对测量不确定度。根据Edlen 经验公式，通过精确测定环境参数（温度、湿度和大气压等），可以计算出空气折射率的精确值，用于补偿位移测量结果，其中温度是影响补偿精度的最主要因素。采用高精度铂电阻传感器，设备可以实现1 mK 的温度测量精度，其折射率的补偿精度可达10−8量级，接近Edlen 公式的补偿极限。环境控制技术是保证干涉仪亚纳米测量精度的另一种有效方法。在现行的DUV 光刻机中，采用气浴法，建立3 mK/5 min 以内恒温、10 Pa/5 min 以内恒压、恒湿气浴场，该环境中能够实现10−9~10−8 量级空气折射率的不确定度。对于深空引力波探测、下一代质量基准溯源等应用场合，对激光干涉仪工作的环境控制要求更为严苛，测量装置需置于真空环境中，此时，空气折射率引入的测量误差将被彻底消除。4 激光干涉测量技术发展趋势近年来，超精密位移测量的精度需求逐渐从纳米量级向亚纳米甚至皮米量级过渡。国内在激光干涉仪中的激光稳频、周期非线性误差消除和信号处理等关键技术上均取得了重大的突破。在LISA 团队规划的空间引力波探测方案中，要求在500 万千米的距离上，激光干涉仪对相对位移量需要具有10 pm 以内的分辨能力。面对更严苛的测量需求，超精密位移测量依然严峻面临挑战。激光干涉测量技术的未来发展趋势可以归结如下。1）激光波长存在的长期漂移和短期抖动是限制测量精度提升的根本原因。高精度稳频技术对激光波长不确定度的提升极限约为10−9量级。继续提升激光波长稳定度仍需要依托于下一阶段的工业基础，改善激光管本身的物理特性，优化光源质量。2）纳米级原理性光学周期非线性误差是限制激光干涉仪测量精度向亚纳米、皮米精度发展的重要瓶颈。消除和抑制第1 类和第2 类周期非线性误差后，仍残余数十皮米的非线性误差。由于周期非线性误差的表现形式与耦合关系复杂，想要进一步降低周期非线性误差幅值，需要继续探索可能存在的第3 类非线性误差机理。3）测量速度与测量分辨力的矛盾关系在动态锁相放大相位测量方法中得到初步解决。但面对深空引力波探测中高速、皮米的测量要求，仍然需要进一步探索弱光探测下的高分辨力相位细分技术；同时，需要研究高速测量过程中的动态误差校准技术。高速、高分辨力特征依旧是相位细分技术今后的研究方向。全文下载：亚纳米皮米激光干涉位移测量技术与仪器_激光与光电子学进展.pdf

在山西五台山南台西麓的树林中，千年古刹佛光寺静静矗立。作为国务院公布的第一批全国重点文物保护单位，佛光寺已列入世界遗产目录。其中，建于公元857年的佛光寺东大殿是我国现存最为完整、体量最大的唐代木结构建筑，也是研究唐代木结构建筑最为重要的“标准器”。 　　据清华大学建筑设计研究院文化遗产保护研究所等编写出版的《佛光寺东大殿勘察研究报告》描述，佛光寺东大殿背靠陡崖，50年代曾由于崖体倒塌使大殿后墙局部遭到破坏，同时存在局部基础不均匀下沉和木构建糟朽、断裂等问题。 　　“清华大学文化遗产保护研究所承担了佛光寺东大殿精确测绘等工作。我们希望对东大殿用三维激光扫描的精确测量方法，来确定建筑结构变形，通过对变形的量化分析，得到东大殿结构是否安全的结论。”清华大学建筑学院副院长吕舟教授说。 　　20世纪30年代，梁思成、林徽因根据敦煌第61窟中的“大五台山图”发现了佛光寺东大殿，作为至今国内已知的唯一唐朝木建筑，这座珍贵的建筑对我国建筑史研究具有极重要的意义。 　　自梁思成开展佛光寺调研的1937年至今70多年里，建筑历史界多次踏勘、测量东大殿。但测量手段基本以皮尺、钢尺的手工测量为主，数据取舍到0.5厘米。 　　吕舟说，前人所做的测绘已取得巨大成果，但由于以往测量工具和测绘手段的限制，难以达到更高精度，误差量也难以控制，测量结果不一。在本次勘察中，使用了三维激光扫描配合全站型电子速测仪定位，全站仪可给出控制点的空间相对坐标，为扫描结果的三维空间形象提供坐标 再加上局部的手工测量，从而得到一套精确、客观的东大殿数据。如今，在古代建筑测绘领域，三维激光扫描已是一项常用的技术。 　　据介绍，与传统测绘技术相比，三维激光扫描的优势在于数据全面性和准确性，可以在电脑中像做透视一样进行切片测量，从而测量无法直接测量的位置，完成实测不可能完成的工作，并尽可能测量到所有数据，再通过数理统计推断出最符合的原始设计尺寸 全站仪所获得数据精确，角度误差为秒级，测距误差为毫米级 观测速度快，采集单个点仅需几秒钟 工作距离最远可达数百米等。 　　吕舟说，“通过三维激光扫描获得东大殿精确测绘数据后，东大殿一些法式制度上的规律开始清楚地呈现在我们面前，使重建或复原东大殿，消除结构变形影响的标准形态成为可能。”通过对三维激光扫描点云切片与复原的东大殿标准结构剖面相比较，就可得到东大殿准确的结构变形情况，对东大殿结构安全做出判断。这也是我国第一次把三维激光扫描应用于木结构文物建筑的结构安全评估。 　　以文物保护为目的的测绘要求准确地反映文物建筑的现状，包括残损、构件错置、改动、变形的情况，手工测绘中难以准确、清晰地表现出文物建筑现状，或有可能在测绘过程中被忽略。“三维激光扫描为解决这一问题提供了可能性。”吕舟说。 　　东大殿被称为我国古代建筑遗存中最为珍稀的一座，其所蕴含的设计思想、结构尺度和加工做法在非物质遗存方面具有非凡价值。因此，吕舟表示，以精密测绘入手，通过运用精密测量工具与传统测绘相结合的方法，取长补短，力求在使用目前最先进的技术条件下，得到尽可能精确而全面的测绘结果等。在该结果基础上，绘制东大殿复原理想设计图。 　　“在上述工作的基础上，我们才能提出了东大殿保护工作计划以及初步的修缮建议等。”吕舟说。 　　据国家“指南针计划—中国古代发明创造的价值挖掘与展示”专项，在“古代著名的遗址、墓葬、古建筑和土木工程设计、建造材料技术等方面”，“进行系统的专项调查、整理挖掘、研究展示、抢救传承”。 　　文物建筑测绘国家文物局重点科研基地(天津大学)主任吴葱教授说，除三维激光扫描技术和全站仪外，他们还将多基线数字近景摄影测量系统、固定翼无人机、无人直升机等新技术应用于古建筑测量中，精确测绘了柬埔寨吴哥古迹、天坛、故宫、颐和园、山西应县木塔、辽宁义县奉国寺等20多处古建筑。

超精密高速激光干涉位移测量技术与仪器 杨宏兴 1，2，付海金 1，2，胡鹏程 1，2*，杨睿韬 1，2，邢旭 1，2，于亮 1，2，常笛 1，2，谭久彬 1，2 1 哈尔滨工业大学超精密光电仪器工程研究所，黑龙江 哈尔滨 150080； 2 哈尔滨工业大学超精密仪器技术及智能化工业和信息化部重点实验室，黑龙江 哈尔滨 150080 摘要 针对微电子光刻机等高端装备中提出的超精密、高速位移测量需求，哈尔滨工业大学深入探索了传统的共 光路外差激光干涉测量方法和新一代的非共光路外差激光干涉测量方法，并在高精度激光稳频、光学非线性误差 精准抑制、高速高分辨力干涉信号处理等多项关键技术方面取得持续突破，研制了系列超精密高速激光干涉仪，激 光真空波长相对准确度最高达 9. 6×10-10，位移分辨力为 0. 077 nm，光学非线性误差最低为 13 pm，最大测量速度 为 5. 37 m/s。目前该系列仪器已成功应用于我国 350 nm 至 28 nm 多个工艺节点的光刻机样机集成研制和性能测 试领域，为我国光刻机等高端装备发展提供了关键技术支撑和重要测量手段。 关键词 光学设计与制造；激光干涉；超精密高速位移测量引 言 激光干涉位移测量（DMLI）技术是一种以激光 波长为标尺，通过干涉光斑的频率、相位变化来感知位移信息的测量技术。因具有非接触、高精度、高动 态、测量结果可直接溯源等特点，DMLI 技术和仪器被广泛应用于材料几何特性表征、精密传感器标定、 精密运动测试与高端装备集成等场合。特别是在微电子光刻机等高端装备中嵌入的超精密高速激光干涉仪，已成为支撑装备达成极限工作精度和工作效率的前提条件和重要保障。以目前的主流光刻机为例，其内部通常集成有 6 轴至 22 轴以上的超精密高速激光干涉仪，来实时测量高速运动的掩模工件台、 硅片工件台的 6 自由度位置和姿态信息。根据光刻机套刻精度、产率等不同特性要求，目前对激光干涉的位移测量精度需求从数十纳米至数纳米，并将进一步突破至原子尺度即亚纳米量级；而位移测量速度需求，则从数百毫米每秒到数米每秒。 对 DMLI 技术和仪器而言，影响其测量精度和测量速度提升的主要瓶颈包括激光干涉测量的方法原理、干涉光源/干涉镜组/干涉信号处理卡等仪器关键单元特性以及实际测量环境的稳定性。围绕光刻机等高端装备提出的超精密高速测量需求，以美国 Keysight 公司（原 Agilent 公司）和 Zygo 公司为代表的国际激光干涉仪企业和研发机构，长期在高精度激光稳频、高精度多轴干涉镜组、高速高分辨力干涉信号处理等方面持续攻关并取得不断突破， 已可满足当前主流光刻机的位移测量需求。然而， 一方面，上述超精密高速激光干涉测量技术和仪器 已被列入有关国家的出口管制清单，不能广泛地支撑我国当前的光刻机研发生产需求；另一方面，上述技术和仪器并不能完全满足国内外下一代光刻机研 发所提出的更精准、更高速的位移测量需求。 针对我国光刻机等高端装备研发的迫切需求， 哈尔滨工业大学先后探索了传统的共光路双频激光干涉测量方法和新一代的非共光路双频激光干涉测量方法，并在高精度激光稳频、光学非线性误差精 准抑制、高速高分辨力干涉信号处理等关键技术方 面取得持续突破，研制了系列超精密高速激光干涉 仪，可在数米每秒的高测速下实现亚纳米级的高分辨力高精度位移测量，已成功应用于我国 350 nm 至 28 nm 多个工艺节点的光刻机样机集成研制和性能测试领域。该技术和仪器不仅直接为我国当前微电子光刻机研发生产提供了关键技术支撑和核心 测量手段，而且还可为我国 7 nm 及以下节点光刻机研发提供重要的共性技术储备。高精度干涉镜组设计与研制 高精度干涉镜组的 3 个核心指标包括光学非线性、热稳定性和光轴平行性，本课题组围绕这 3 个核心指标（特别是光学非线性）设计并研制了前后两代镜组。 共光路多轴干涉镜组共光路多轴干涉镜组由双频激光共轴输入，具备抗环境干扰能力强的优点，是空间约束前提下用于被测目标位置/姿态同步精准测量不可或缺的技术途径，并且是光刻机定位系统精度的保证。该类干涉镜组设计难点在于，通过复杂光路中测量臂和参考臂的光路平衡设计保证干涉镜组的热稳定性，并通过无偏分光技术和自主设计的光束平行性测量系统，保证偏振正交的双频激光在入射分光及多次反射/折射后的高度平行性［19- 20］。目前本课题组研制的 5 轴干涉镜组（图 11） 可实现热稳定性小于 10 nm/K、光学非线性误差小于 1 nm 以及任意两束光的平行性小于 8″，与国 际主流商品安捷伦 Agilent、Zygo 两束光的平行性 5″~10″相当。 图 11. 自主研制的共光路多轴干涉镜组。（a）典型镜组的3D设计图；（b）实物图非共光路干涉镜组 非共光路干涉镜组在传统共光路镜组的基础上， 通过双频激光非共轴传输避免了双频激光的频率混叠，优化了纳米量级的光学非线性误差。2014 年，本课题组提出了一种非共光路干涉镜组结构［2，21］，具体结构如图 12 所示，测试可得该干涉镜组的光学非 线性误差为 33 pm。并进一步发现基于多阶多普勒 虚反射的光学非线性误差源，建立了基于虚反射光迹精准规划的干涉镜组光学非线性优化算法，改进并设计了光学非线性误差小于 13 pm 的非共光路干涉镜组［2-3］，并通过双层干涉光路结构对称设计保证热稳定性小于 2 nm/K［22- 25］。同时，本课题组也采用多光纤高精度平行分光，突破了共光路多轴干涉镜组棱镜组逐级多轴平行分光，致使光轴之间的平行度误差 逐级累加的固有问题，保证多光纤准直器输出光任意 两个光束之间的平行度均小于 5″。 图 12. 自主设计的非共光路多轴干涉镜组。（a）典型镜组的3D设计图；（b）实物图基于上述高精度激光稳频、光学非线性误差精准抑制、高速高分辨力干涉信号处理等多项关键技 术，本课题组研制了系列超精密高速激光干涉仪 （图 17），其激光真空波长准确度最高达 9. 6×10-10 （k=3），位移分辨力为 0. 077 nm，最低光学非线性误差为 13 pm，最大测量速度为 5. 37 m/s（表 2）。并成功应用于上海微电子装备（集团）股份有限公司 （SMEE）、中国计量科学研究院（NIM）、德国联邦物理技术研究院（PTB）等十余家单位 ，在国产光刻机、国家级计量基准装置等高端装备的研制中发挥了关键作用。 图 17. 自主研制的系列超精密高速激光干涉仪实物图。（a）20轴以上超精密高速激光干涉仪；（b）单轴亚纳米级激光干涉仪；（c）三轴亚纳米级激光干涉仪超精密激光干涉仪在精密工程中的实际测量， 不仅考验仪器的研制水平，更考验仪器的应用水 平，如复杂系统中的多轴同步测量，亚纳米乃至皮 米量级新误差源的发现与处理，高水平的温控与隔 振环境等。下面主要介绍超精密激光干涉仪的几 个典型应用。 国产光刻机研制：多轴高速超精密激光干涉仪 在国产光刻机研制方面，多轴高速超精密激光 干涉仪是嵌入光刻机并决定其光刻精度的核心单元之一。但是，一方面欧美国家在瓦森纳协定中明确规定了该类干涉仪产品对我国严格禁运；另一方面该类仪器技术复杂、难度极大，我国一直未能完整掌握，这严重制约了国产光刻机的研制和生产。 为此，本课题组研制了系列超精密高速激光干涉测量系统，已成功应用于我国 350 nm 至 28 nm 多个工艺节点的光刻机样机集成研制和性能测试领域，典型应用如图 18 所示，其各项关键指标均满足国产先进光刻机研发需求，打破了国外相关产品对我国 的禁运封锁，在国产光刻机研制中发挥了重要作用。在所应用的光刻机中，干涉仪的测量轴数可达 22 轴以上，最大测量速度可达 5. 37 m/s，激光真空 波 长/频 率 准 确 度 最 高 可 达 9. 6×10−10（k=3），位 移 分 辨 力 可 达 0. 077 nm，光 学 非 线 性 误 差 最 低 为 13 pm。 配 合 超 稳 定 的 恒 温 气 浴（3~5 mK@ 10 min）和隔振环境，可以对光刻机中双工件台的多维运动进行线位移、角位移同步测量与解耦，以满足掩模工件台、硅片工件台和投影物镜之间日益复杂的相对位置/姿态测量需求，进而保证光刻机整体套刻精度。图 18. 超精密高速激光干涉测量系统在光刻机中的应用原理及现场照片国家级计量基准装置研制：亚纳米精度激光干涉仪 在国家级计量基准装置研制方面，如何利用基本物理常数对质量单位千克进行重新定义，被国际知名学术期刊《Nature》评为近年来世界六大科学难题之一。在中国计量科学研究院张钟华院士提出的“能量天平”方案中，关键点之一便是利用超精密激光干涉仪实现高准确度的长度测量，其要求绝对测量精度达到 1 nm 以内。为此，本课题组研制了国内首套亚纳米激光干涉仪，并成功应用于我国首套量子化质量基准装置（图 19），在量子化质量基准中 国方案的实施中起到了关键作用，并推动我国成为首批成功参加千克复现国际比对的六个国家之一［30- 32］。为达到亚纳米级测量精度，除了精密的隔振与温控环境以外，该激光干涉仪必须在真空环境 下进行测量以排除空气折射率对激光波长的影响， 其测量不确定度可达 0. 54 nm @100 mm。此外，为了实现对被测对象的姿态监测，该干涉仪的测量轴 数达到了 9 轴。图 19. 国家量子化质量基准及其中集成的亚纳米激光干涉仪 结论 近年来，随着高端装备制造、精密计量和大科学装置等精密工程领域技术的迅猛发展，光刻机等高端制造装备、能量天平等量子化计量基准装置、 空间引力波探测等重大科学工程对激光干涉测量技术提出了从纳米到亚纳米甚至皮米量级精度的 重大挑战。对此，本课题组在超精密激光干涉测量方法、关键技术和仪器工程方面取得了系列突破性进展，下一步的研究重点主要包括以下 3 个方面： 1）围绕下一代极紫外光刻机的超精密高速激光干涉仪的研制与应用。在下一代极紫外光刻机中，其移动工件台运动范围、运动精度和运动速度将进一步提升，将要求在大量程、6 自由度复杂耦合、高速运动条件下实现 0. 1 nm 及以下的位移测量精度，对激光干涉仪的研发提出严峻挑战；极紫外光刻机采用真空工作环境，可减小空气气流波动和空气折射率引入的测量误差，同时也使整个测量系统结构针对空气- 真空适应性设计的复杂性大幅度增加。2）皮米激光干涉仪的研制与国际比对。2021年， 国家自然科学基金委员会（NSFC）联合德国科学基 金会（DFG）共同批准了中德合作项目“皮米级多轴 超精密激光测量方法、关键技术与比对测试”（2021 至 2023 年）。该项目由本课题组与德国联邦物理技术研究院（PTB）合作完成，预计将分别研制下一代皮米级精度激光干涉仪，并进行国际范围内的直接 比对。3）空间引力波探测。继 2017 年美国 LIGO 地面引力波探测获诺贝尔物理学奖后，各国纷纷开展了空间引力波探测计划，这些引力波探测器实质上就是巨型的超精密激光干涉仪。其中，中国的空间引力波探测计划，将借助激光干涉仪在数百万公里距离尺度上，实现皮米精度的超精密测量，本课题组在引力波国家重点研发技术项目的支持下，将陆 续开展卫星- 卫星之间和卫星- 平台质量块之间皮米级激光干涉仪的设计和研究，特别是皮米级非线性实现和皮米干涉仪测试比对的工作，预期可对空间引力波探测起到积极的支撑作用。本课题组在超精密激光干涉测量技术与仪器领域有超过 20 年的研究基础，建成了一支能够完全自主开发全部激光干涉仪核心部件、拥有完整自主知识产权的研究团队，并且在研究过程中得到了 12 项国家自然科学基金、2 项国家科技重大专项、2 项 国家重点研发计划等项目的支持，建成了超精密激光测量仪器技术研发平台和产业化平台，开发了系列超精密激光干涉测量仪，在国产先进光刻机研发、我国量子化质量基准装置等场合成功应用，推动了我国微电子光刻机等高端装备领域的发展，并将通过进一步研发，为我国下一代极紫外光刻机研 发、空间引力波探测、皮米激光干涉仪国际比对提供支撑。全文详见：超精密高速激光干涉位移测量技术与仪器.pdf

日前举办的第7届测绘仪器设备展览会上有许多新奇的“玩意儿”，国内外厂家“同台竞技”，各家都拿出自己的顶尖产品来展示。大到GPS测量车，小到配套产品乃至校正水准用的小气泡，产业链上的产品可谓应有尽有，且附件类产品都是由我国产品占主导。 　　自主创新 丰富品种 　　在光电测量仪器蓬勃发展的今天，除了种类繁多的传统光学仪器和迅猛发展的电子仪器外，还包括激光经纬仪、激光水准仪、激光全站仪等光电测量仪器。 　　测绘仪器的应用越来越广泛。以高铁轨道测量为例，高速铁路对轨道平顺度要求非常高，对钢轨之间的缝隙、轨道铺设的水平度等都有着严格的标定。因此，在高速铁轨铺设完后，就要用高速轨道测量仪来检验和把关。随着我国高铁建设进程的加快，高铁轨道测量仪也发挥着重要作用。 　　在展会上记者了解到，近年来，我国测绘仪器产业成熟度越来越高，逐渐打破了测绘仪器长期被国外公司垄断的局面。 　　据专家介绍，以前，我国的测量仪器设备都是以进口为主。1995年，以南方测绘为代表的自主品牌生产出了我国第一台电子全站仪，由此打开了国产测量仪器追赶世界先进水平的序幕。10多年来，国产自主品牌依托价格优势、灵活的市场营销手段及本土优势，逐渐从低端电子测绘产品向中端市场渗透。南方全站仪产量从2003年的3000台增长到目前的10万台，一举成为世界产量最大。起步较晚的苏一光全站仪，也从1000台发展到年产销量达6000台以上。 　　从传统光学到电子再到激光，我国水准仪、经纬仪、全站仪等测绘仪器得到迅猛发展，目前已经成为世界测绘仪器的生产基地，测绘仪器实现了国产化。据中国仪器仪表行业协会测绘仪器分会秘书长梁卫鸣介绍，我国生产的中低端测绘仪器在国际上占有90%的市场份额，每年出口量达50万台。从红外到激光，已经实现了全系列产品的生产。 　　服务为先 做大做强 　　随着测绘仪器市场的不断扩大，自主品牌之间、自主品牌与进口品牌之间的竞争加剧，也使产品价格有了大幅下降。 　　竞争在所难免，如何赢得更大的市场?“国内自主品牌的同一水平产品，其性能相差不多，因此，要赢得市场青睐，除增强产品自身品质外，还要靠服务和产品细节优势占领市场。”中海达和华测公司的技术人员都这样对记者表示。 　　梁卫鸣则认为，“要做强，就要创新，实现从低端向高端迈进。而且，我国的测绘行业要做强的话，不是一家两家就可以完成的，必须多家一起上，共同发展，才能使整个产业都强大起来。” 　　如今，根据国家发展战略和测绘发展的新思路，我国测绘业正面临着难得的发展机遇和重大挑战。梁卫呜介绍说，目前，以高技术为特征的现代化测绘技术装备正在逐步取代传统测绘仪器，成为测绘仪器发展的主流。因此，测绘仪器国产自主品牌要在竞争中发展、壮大，就要谋求产品的技术创新，走差异化之路。同时，实施走出去战略，积极拓展海外市场，最终实现测绘仪器由大国到强国的跨越。 　　挑战与机遇并存 　　在经济全球化趋势下，我国测绘仪器企业已经不可避免地加入到国际竞争的行列。激烈的国际竞争，在给我国民族工业带来冲击的同时，也带来了巨大的发展机遇。 　　我们看到，世界著名测绘仪器制造厂商已把我国作为一个重要市场，纷纷来设厂。他们利用低廉的制造成本，以技术优势抢占市场。 　　在二十世纪，我国的测量仪器设备是以进口为主、国产为辅。特别是在电子技术和电脑芯片技术快速发展的推动下，迅速发展出以电子全站仪为代表的新型测量仪器。而我国在最初的15年，由于电子技术和芯片技术的发展滞后，只能以进口方式得到最新的测量技术。 　　我们也应看到，国际测绘技术从传统技术向信息化技术转变的速度越来越快，特别是精度越来越高的激光雷达、三维扫描、多功能测量系统、航摄小飞机，以及功能越来越强、实用性越来越好的后处理软件开发和应用。这些先进测绘技术正在加速取代传统的测量方式，给依靠生产和销售传统测量仪器为主的企业带来危机感。 　　挑战面前有机遇。正当国外测绘仪器大行其道之时，国内自主品牌可以借势发力，在家门口近距离地接触、吸收和运用国际资本、先进技能等，使我国测绘仪器从研制到生产，从销售到服务都得到了成长壮大。事实也证明，我国自主开发的测绘仪器已打破了进口测绘仪器独占市场的局面，实现了中低端测绘仪器国产化。 　　国内测绘仪器市场已逐渐与国际市场接轨，形成了你中有我、我中有你的格局。因此说，竞争可以推动产业发展，推动测绘仪器的进步，抓住机遇，夯实功夫，积极作为，就能实现跨越。

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成立于1988年的国家光电测距仪检测中心(中测国检(北京)测绘仪器检测中心)是目前我国测绘行业惟一获得国家质量监督检验检疫总局专项计量授权的国家级测绘仪器检定机构和新仪器定型鉴定机构，是国家认证认可监督管理委员会直属监督管理的国家级测绘仪器检测中心。其主要业务方向和研究领域包括： 　　计量检定——以计量法、测绘法为依据，在全国范围内依法开展测距仪、全站仪、经纬仪、GPS接收机、水准仪等测绘仪器的计量检定 受国家质量监督检验检疫总局委托，依法开展国内外测绘仪器新产品的定型鉴定，依法严把进口和国产测绘仪器新产品的质量关 　　科学研究——以科技创新为主导，建立具有国际先进水平的计量标准装置 利用技术优势，致力于国家测绘计量标准体系建设和完善，引领行业发展和技术进步 　　技术服务——为国内计量行业提供计量标准建设、软硬件研制等技术支持 为国家重大工程的仪器选型和质量控制提供技术方案和支持。 　　为保证国家量值统一和测绘成果的准确可靠，检测中心依法面向行业和社会开展测绘仪器计量检定，进行量值传递工作，并为广大客户提供测绘仪器检校、维修、测试及技术咨询等服务。从成立之初至今，累计完成各种种类、型号测绘仪器检测量达5万余台，为保证测绘仪器(尤其是大地测量仪器)质量及国家测绘成果的量值统一作出了重要贡献。 　　作为国家质量监督检疫检验总局授权的技术机构，检测中心承担着国外进口和国内测绘仪器新产品的定型鉴定工作，自2002年以来共完成国内外各种测绘仪器新产品定型鉴定100多个系列和型号。这项代表技术水平与综合实力最高水准的工作，得到政府部门的大力支持和信任，为国内外测绘仪器新产品的市场准入起到了决定性作用。 　　经过20多年的不懈努力，检测中心不仅注重硬件设施的投入与建设，而且培养了一支专业技术能力强、综合素质高的检测队伍和具有创新意识的科研队伍，在为社会提供优质计量检定服务的同时，在测绘计量技术研究、计量标准建设和计量标准器具研制及应用等方面一直处于国内领先，部分项目达到国际先进水平，为保证国家测绘成果质量和全国测绘量值统一作出了贡献。

11月14日,为保证测绘产品质量，提高测绘服务效率。近日，乐陵市国土资源局积极组织市内测绘资质持证单位开展2016年度测绘仪器检定工作，确保测绘业务高效顺利开展。　　本次仪器检定的范围是市区内所有测绘资质持证单位使用的测绘仪器，包括各种品牌的全站仪、GPS、RTK、水准仪等。乐陵市国土资源局高度重视测绘仪器检定工作，积极组织，加强测绘仪器检定的监督和管理，要求各测绘单位要增强测绘仪器检定的自觉性，依法进行测绘仪器检定，杜绝使用未经检定或已超检定周期的仪器。　　在此次仪器检定工作，乐陵辖区内测绘单位仪器全部符合检定标准，将会更好地为本地区经济社会发展提供准确、可靠的测绘地理信息保障。

在中国测绘仪器发展史上，即使在最困难的时候，也从来没有闭门造车。一位测绘界老专家曾这样说。中国测绘行业在改革开放中走出国门，国产测绘仪器厂商在面对陌生的海外市场时，怎样实现突围？ 两系闯世界 光学仪器率先走出国门，为中国测绘仪器出口立下了汗马功劳。 首先建立功勋的是天津系，以赛特和欧波为代表的企业出口光学水准仪；另一只劲旅是江浙系，以苏一光为代表的企业，出口附件和棱镜为主。两系都有着悠久的产业基础，足迹遍及全世界。据知情人透露，当时仅水准仪的年出口量就达好几万台。优质的性能和良好的性价比，让外国人眼前一亮，全世界都看到了中国光学测绘仪器的品质。上世纪90年代初，天津系和江浙系相继打破零星出口的局面，成为走向世界规模化出口的先锋。 十年淘金 南方测绘前身是做外贸起家的。凭借外贸积累起的第一桶金，公司开始研发出口国产测绘仪器，从水准仪到全站仪、RTK出口，南方测绘追求国际化梦想的步履千回百转、历尽挫折。 2003年9月，总经理马超带着3台全站仪、1台经纬仪、2台水准仪赴德参展，这是南方测绘第一次参加世界性展会，也是中国测绘仪器厂商第一次在世界舞台露面。第一次参展很折腾，摸不着门道，租了一个标准展位，马超带头发彩页。 第二年春天，马超又带队参加了在美国和日本举办的专业展会，在《GIM》和《POB》两大专业杂志上发布广告。就在这年，南方测绘率先推出的中文内存全站仪在日本参展引起了轰动。 凭借三场展会和两本杂志，南方测绘联系了100多个经销商。当时，很少中国人和中国企业参展。11年后，马超回忆：这批经销商奠定了南方测绘开拓海外市场的基础，直到现在他们仍然是我们最坚定的合作伙伴。 要开拓海外市场，须建立稳固的根据地，马超决定在测绘仪器最发达的法兰克福、纽约等地设立办事处。但是，在同德美日三国经销商接触之后发现，收效甚微。要在完全陌生的国外市场上淘金，不仅需要勇气，更需要谋略。在经历了短暂的失利之后，马超迅速调整方向，将主要目标放在东南亚和中南美洲等发展中国家。在越南、印度设立多家分公司，市场开拓向深度挖掘，销售量迅速提升。 万变不离其宗 伴随着中国经济实力的增强、制造业水平的提升，国产测绘仪器整体品质得到了很大提升。这种提升，从根本上推动了国产测绘仪器出口的大规模增长。特别在2010年之后，以全站仪为例，我国出口的全站仪有十几种语言，出口结构从棱镜附件到全站仪、再到GNSS，外贸出口呈现出逐步、均衡发展的态势。 2008年是一个转折，国产全站仪取得了跨越性发展。南方测绘率先将测距部分从原来的三块板集成为一块板，从红外转为激光测距，光栅升级成了绝对编码。升级后的全站仪成熟度高，为出口提供了精良武器，加之高性价比，国产全站仪成为中低端测绘仪器出口的主力。 经过3年攻关，南方测绘突破国外测绘仪器厂商的技术壁垒。2009年以后，RTK性能逐渐稳定，定位精度突破厘米级。2010年，南方测绘仪器出口突破亿元大关，成功实现了技术和产品重心的转移。一个全方位、全区域，多品牌、多层次的国产测绘仪器走出去的格局形成。 在下西洋的征途上，马超总结：出口需要一步步积累，是一件急不得的事。如果我们当初在策略上没有一步一步地走稳，舍不得投入、不下决心壮大规模，就走不到今天。南方测绘在出口之路上展现出来的开放、自信、包容性和应变力，是国产测绘仪器出口先行者、探索者的缩影。 今天，以南方测绘、华测为代表的诸多中国测绘仪器厂商正积极响应国家测绘地理信息局的号召，抓住机遇，以自主创新、自强不息的姿态走出去，迎接全球一体化的挑战。

记者从中国计量科学研究院（以下简称中国计量院）获悉，中国计量院日前赴漠河，在-30℃以下的低温下，利用国家野外大长度极低温综合检测装置为相关产品进行性能试验。此次试验的对象包括多家国产知名仪器厂商的全站仪、GNSS接收机、智慧工地全景成像测量设备及中国计量院自研的野外便携式环境参数测量设备等。　　极低温环境对电子仪器性能有重要影响。科研人员通过极低温环境在线功能与性能试验，排查仪器是否受冷缩、冻结凝霜等因素影响，发现其潜在缺陷是考察被测仪器在极低温条件下各项功能与性能是否安全可靠的关键环节。试验结果是仪器被大众用户认可与否的重要依据。　　据悉，自2013年以来，中国计量院与黑龙江省计量科学研究院利用漠河极低温（最低温度在-52.3℃以下，全年低于-40℃的天数大于60天）、高纬度和优良的天文观测条件，联合研制了集长度、天文方位、坐标等参数于一体的国家野外大长度极低温综合检测场，包括5040m大长度野外标准基线、天文方位测量装置、北极跟踪基准站等。　　此项工作提升了我国大长度仪器（测距仪、全站仪、陀螺经纬仪、GNSS接收机等）的极低温性能的检测能力，为企业、研究院所提供了进行野外极低温试验与大尺寸参数在线验证的共享平台。

日前，中国计量科学研究院(以下简称"中国计量院")赴漠河，在-30℃以下的低温下，利用国家野外大长度极低温综合检测装置为相关产品进行性能试验。此次试验的对象包括多家国产知名仪器厂商的全站仪、GNSS接收机、智慧工地全景成像测量设备及中国计量院自研的野外便携式环境参数测量设备等。极低温环境对电子仪器性能有重要影响。科研人员通过极低温环境在线功能与性能试验，排查仪器是否受冷缩、冻结凝霜等因素影响，发现其潜在缺陷是考察被测仪器在极低温条件下各项功能与性能是否安全可靠的关键环节。试验结果是仪器被大众用户认可与否的重要依据。据悉，自2013年以来，中国计量院与黑龙江省计量科学研究院利用漠河极低温（最低温度在-52.3℃以下，全年低于-40℃的天数大于60天）、高纬度和优良的天文观测条件，联合研制了集长度、天文方位、坐标等参数于一体的国家野外大长度极低温综合检测场，包括5040m大长度野外标准基线、天文方位测量装置、北极跟踪基准站等。此项工作提升了我国大长度仪器（测距仪、全站仪、陀螺经纬仪、GNSS接收机等）的极低温性能的检测能力，为企业、研究院所提供了进行野外极低温试验与大尺寸参数在线验证的共享平台。

3月13日，国务院印发《推动大规模设备更新和消费品以旧换新行动方案》，明确到2027年，工业、农业、教育、医疗等领域设备投资规模较2023年增长25%以上。《方案》明确了5方面20项重点任务，其中在实施设备更新行动方面，提到要提升教育文旅医疗设备水平，明确指出将“推动符合条件的高校、职业院校（含技工院校）更新置换先进教学及科研技术设备，提升教学科研水平；严格落实学科教学装备配置标准，保质保量配置并及时更新教学仪器设备……”以下为仪器信息网整理的高等职业学校水利工程技术专业仪器设备装备规范，以飨读者。表1 专业基础技能实训室仪器设备装备要求实训教学场所实训教学目标仪 器 设 备序 号名 称规格、主要参数或主要要求单 位数量执行标准号备 注合 格示 范制 图 实 训 室1.掌握 投 影 知 识 与 绘 图 技能2. 掌 握 使 用 软 件 绘 制 水 利 工 程 图 的 技 能1绘图工具1.图板：1 号图板、2 号图板 2.丁字尺：600 mm套41412制图教具模型画法几何教具、水工建筑物模型套113计算机1.台式2.应不低于以下配置：屏幕尺寸：533.4 mm（21 in） 内存容量：8 GB DDR3硬盘容量：1 TB台4141GB/T 9813.14CAD 绘图软件Auto CAD 软件；节点数： ≥41套11网 络 版5交换机1. 48 端口千兆2.背板带宽 48 GB/S 以上，支持 背板升级3.转发速率 10 MB/S 以上台116图纸输出设备1.最大打印宽度：914 mm2.最大分辨率：2400 dpi×1200 dpi3.内存：1 GB台-17激光打印机打印 A3 图幅图纸台44GB/T 17540测 量 实 训 室1. 掌 握 水 准 测 量、方 位 测 量 及 距 离 测 量 的 基 本 方 法1光学经纬仪1.一测回水平方向标准偏差：室外：≤6.0 ″，室内：≤4.0 ″ 2.一测回竖起角标准偏差： ≤ 10 ″3.望远镜：放大率：25×最短视距：2.0 m4.水准泡角值：照准部：30 ″/2 mm竖直度盘指标：30 ″/2 mm 圆形：8 ′/2 mm5.竖直度盘指标自动归零补偿 器：补偿范围： ±2 ′水平读数最小分格值：60 ″套1010GB/T 3161表1 专业基础技能实训室仪器设备装备要求（续）实训教学场所实训教学目标仪 器 设 备序 号名 称规格、主要参数或主要要求单 位数量执行标准号备 注合 格示 范测 量 实 训 室2.悉用量器作法熟 常 测 仪 操 方2水准仪规格11. 1 km 往返水准测量标准偏差：≤4.0 mm2.望远镜：放大率：20×~32×最短视距不大于：2.0 m3.水准泡角值：符合式管状：20 ″/2 mm 圆形：8 ′/2 mm套1010GB/T 101563规格21. 1 km 往返水准测量标准偏差：≤ 4.0 mm；2.望远镜：放大率：20×~32×最短视距不大于：2.0 m 3.水准泡角值：符合式管状：20 ″/2 mm 圆形：8 ′/2 mm4.自动安平补偿性能：补偿范围： ±8 ′安平时间：2 s套510GB/T 101564规格31. 1 km 往返水准测量标准偏差：≤1.0 mm2.望远镜：放大率：32×~38×最短视距不大于：2.0 m 3.水准泡角值：符合式管状：10 ″/2 mm 圆形：8 ′/2 mm4.自动安平补偿性能：补偿范围： ±8 ′安平时间：2 s5.测微器：测微范围：10 mm、5 mm 分格值：0.1 mm、0.05 mm套-5GB/T 10156表 1 专业基础技能实训室仪器设备装备要求（续）实 训 教 学 场 所实训教 学目标仪 器 设 备序 号名 称规格、主要参数或主要要求单 位数量执行标准号备 注合 格示 范测 量 实 训 室3.掌握 水利工 程施工 放样基 本技能5全站仪1.仪器等级： Ⅱ级2.角度测量标准偏差 mβ :1.0 ″ ＜mβ ≤2.0 ″3.电子测角部分：一测回水平方向标准偏差：≤1.6 ″ 一测回竖直角标准偏差：≤2 ″4.电子测距部分：测距标准偏差：±（3+2×10-6 ×Da） mm5.工作温度：-20℃~﹢50℃台1020GB/T 27663激光产品安全执行GB 7247.16GPS 测量 仪1.接收机：一体化 GNSS（全球导航 卫星系统）接收机，级别不低于 C 级，双频，观测量至少有 L1、L2 载 波相位，同步观测接收机数不低于 3 部2.设备误差：固定误差：≤10 mm 比例误差系数：≤53.测量精度：（1）静态测量精度：平面精度：（5+1×10-6 ×Da）mm 高程精度：（10+2×10-6 ×Da）mm（2）RTK（实时动态测量）测量 精度：平面精度：（10+2×10-6 ×Da ）mm 高程精度：（20+2×10-6 ×Da ）mm台510GB/T 18314 CH/T 2009激光产品安全执行GB 7247.17激光测距仪1.测量范围：0.05 m ～ 200 m 2.测量精度： ±1.0 mm3.瞄准器：数码变焦不低于 4 倍4.彩色显示屏不小于61 mm（2.4 in）台2040GB/T 29299激光产品安全执行GB 7247.1Da——测距边长度，单位：km表1 专业基础技能实训室仪器设备装备要求（续）实 训 教 学 场 所实训教学 目标仪 器 设 备序 号名 称规格、主要参数或主要要求单 位数量执行标准号备 注合 格示 范测 量 实 训 室同上8钢卷尺每套包括 10 m、20 m、30 m、 50 m 四种规格套2020QB/T 24439激光扫平垂 直仪1.工作范围： ≥250 m2.水平精度： ±10 ″3.垂直精度： ±15 ″4.定向扫描：0、10 °、45 °、 90 ° 、180 °5.坡度设置范围： ±5 ° 6.激光下对点器：精度： ±1 mm/1.5 m工 作 温 度 ： -20 ℃ ~ +50℃防护等级：不低于 IP 54台(5)(10)激光产品安全执行GB 7247.110激光三维定 向仪1.工作范围： ≥10 m2.精度： ±3 mm（10 m 长度） 自动水平范围： ±5 °（水平 及垂直）3.自动找平时间：3 s4.防护等级：不低于 IP 54台-(10)激光产品安全 执行 GB 7247.111激光准直仪1. 工作范围：0 m～50 m 2.标准偏差： ±0.2 mm3.激光光轴漂移量： ≤0.01 mm/h4.光轴与光靶中心高差：≤ 0.1 mm台(10)激光产品安全 执行 GB 7247.112数字化测图 软件与全站仪、GPS 相配套，软件 节点数： ≥41套11网络版表1 专业基础技能实训室仪器设备装备要求（续）实 训 教 学 场 所实训教 学目标仪 器 设 备序 号名 称规格、主要参数或主要要求单 位数量执行标准号备 注合 格示 范土 工 实 训 室1. 掌 握 土工材 料物理 及力学 性能指 标试验 检测方 法1电子天平规格 1：称量范围：0 g～3000 g分度值：0.01g台510GB/T 264972规格 2：称量范围：0 g～200 g分度值：0.001g台510GB/T 264973电热鼓风干燥 箱1.电压：220 V2.功率： ≥1000 W3.工作温度：10 ℃~300 ℃ 4.控温灵敏度： ±1 ℃台24GB/T 304354玻璃干燥器直径≥240 mm个24GB/T 157235环刀1.外型尺寸：直径 61.8 mm×高 20 mm 2.材质：不锈钢3.配切土刀个120120GB/T 15406 SL 3706标 准 筛细筛筛孔尺寸（mm）：5.000、2.000、 1.000、0.500、0.100、0.0752.筛框内径 200 mm，高度 50 mm套510GB/T 15406 GB/T 6003.1 GB/T 6003.27粗筛1.筛孔尺寸：100 mm、80 mm、 60 mm、40 mm、20 mm、10 mm、 5 mm、2 mm2.筛框内径 200 mm，高度 50 mm套58液塑限联合测 定仪1.圆锥角度：30 ° ±0.2 °2.锥体质量：76 g±0.2 g 和 100 g ±0.2 g（各选 1）3.入土深度：0 mm～22 mm 4.测读精度：0.1 mm台1010GB/T 15406 GB/T 21997.2表1 专业基础技能实训室仪器设备装备要求（续）实 训 教 学 场 所实训教 学目标备 注合 格示 范土 工 实 训 室2. 了 解 水利工 程对土 工材料 的技术 要求9击实仪轻 型击锤2.5 kg，锤底直径 51 mm台1010GB/T 15406 GB/T 22541轻 、 重 型 任 选击锤落高305 mm

全球顶级的光学巨头有蔡司、莱卡、尼康、奥林巴斯，这四家是显微镜4大厂商，提供最顶级显微镜产品，同时也不局限于显微镜，它们还生产或曾经生产照相机、望远镜等光学产品。一、卡尔蔡司（德国）卡尔蔡司从1846年创立，至今已有170多年历史，在全球形成了半导体制造技术、工业质量与研究、医疗技术和光学消费品市场四大业务部门，卡尔蔡司是世界领先的光学与光电行业科技集团。蔡司已成为全球领先的光刻光学元件的代名词，尤其在芯片领域，其元件被用于制造半导体组件。在镜片及相机镜头和双筒望远镜等领域，一直引领世界潮流。200年前，一个名为卡尔蔡司的德国人创办了一家精密机械及光学仪器车间，后来公司在先进的光学系统设计和制造领域获得全球认可，迅速成长为全球光学领域的引领者。事实上，卡尔蔡司一百多年的发展历程中经历了很多挫折。值得一提的是，二战后公司被迫一分为二，一半在西德，一半在东德。虽然如此，卡尔蔡司在五十年代仍然恢复了传统产品的生产，同时大力研发新产品，快速恢复了基础。有趣的是，这两家公司不仅成为各自地域的光学带头人，而且成为在全球光学市场上的竞争对手。因为它们都致力于研究光学、精密机械和电子学原理的结合，给全球带来了全新性能的高科技产品。到了九十年代，两家公司再次合并，而合并后卡尔蔡司比以往任何时期都要强大。德国蔡司镜头是镜头领域公认的“贵族”。摄影爱好者的都知道，莱卡相机和蔡司镜头是真正的“烧钱”玩具。比如闻名遐迩的哈勃望远镜中直径2.4米的镜头、韦伯望远镜直径2.6米的镜头都是由德国蔡司制作的。甚至于地球上所谓“最强大脑”——大物理学家爱因斯坦的眼镜也都是蔡司的产品。爱因斯坦曾经不止一次夸赞蔡司质量。再比如二战德军潜艇2的潜望镜、俾斯麦战列舰的炮镜等都是德国蔡司的东西。可以说，蔡司是现代光学的祖师爷。德国光学领先世界。德国光学镜头在全球各种领域发挥十分重要作用，比如著名的光刻机镜头领域，德国蔡司独占鳌头。即使在民用相机领域，日本相机的机身与德国光学的结合十分普遍，比如日本美能达与徕卡、日本雅西卡京瓷与蔡司、日本索尼与蔡司、日本松下与徕卡。日本人对于德国镜头的崇拜情怀由来已久。甚至连COSINA公司都收购了德国老牌的福伦达品牌。在德国，除了蔡司，徕卡，德国的施耐德，罗敦司得也是享誉世界的著名光学厂家。尤其是其为中大画幅系统提供的镜头十分著名。德国著名的施耐德能够制造大画幅非球面镜头，水平及实力世界一流水平。德国镜头创造了传奇，德国镜头在世界上是出类拔萃的存在。尽管德国镜头出类拔萃，但并非意味着价格就很贵，比如曾经的东德镜头物美价廉，即使是东德的蔡司依然是白菜价。大部分德国镜头的价格几乎都是良心价，仅有少部分精工细作的产品比较昂贵，但是相比于同等级别的日本镜头，德国镜头的性价比显然要更高很多。尽管如此，在民用的相机镜头领域，日本光学技术已经迎头赶上。20世纪上半叶，德国相机光学就已经确立了世界霸主地位，尽管同时代还有英国，法国，美国等光学厂家，但德国人在设计上的不断改进，材料的不断升级，使得德国在全球逐渐垄断及掌控了光学设计的话语权。值得一提的是，德国在大画幅、120和135的领域，德国光学几乎是力霸全球，而当时，全球只有德国能制造出复杂的，功能多样的高性能镜头。虽然法国，英国，美国在这段时间里能够制造一些高水平镜头，但整体上世界镜头市场几乎是德国的天下。这种情况一直持续到战后。值得一提的是，20世纪上半叶，日本人投身到相机制造产业及光学产业，但当时日本人主要以模仿德国产品为主，无论是机械还是光学都采用模仿手段。日积月累，日本在机械上开始有了突破和创新，特别是在电子技术领域成就十分突出，但日本在光学领域长期以来依然是以模仿德国设计，并且大量采用德国材料及其替代品。德国镜头在全球仍然保持着相当高的设计水准，德国蔡司的OTUS镜头、徕卡的微单镜头、M口上的50 2.0AA，仍然代表着民用光学的世界最高水平。值得一提的是，德国拥有全欧洲最大的光子学产业，曾占欧洲大陆产值的41%以上。在许多光子学应用领域中，德国是公认的全球第一。德国的光子学已经发展成为德国最重要的未来产业之一，并成为创新和增长的发动机。自2005年以来，德国光电子产业的增长速度曾经是其国内和全球GDP的两倍(每年6%到7%)，尤其在全球光子学市场上占有约6%的份额。 据VDMA(欧洲最大的工业协会——德国机械设备制造业联合会)预测，到2020年这一数字将上升到390亿欧元左右。德国公司在包括激光技术、照明、显微镜和成像在内的许多光子学领域始终处于世界领先地位。比如重要的图像处理和测量技术(占22%的全球该行业的市场份额)、医疗技术和生命科学(19%)、光学元件和系统(18%)、生产技术(15%)代表了德国主要的光电子产业。从德国的出口率来看，70%左右的出口配额证明了德国自主创新的光电产品的国际竞争力。生产技术部门的出口率特别高，达到80%，医疗技术和生命科学部门的出口率也在70%以上。德国光子学公司的出口配额远远高于传统制造业公司(在2015年达到48%)。值得一提的是，德国公司在研发上的平均支出占总收入的9%，促使光子学成为德国研究最密集的领域之一。全世界大约有28%的产品是在欧洲生产的。对内窥镜、显微镜、成像系统和激光治疗系统的巨大需求，大大加强了德国在该领域的突出表现。据VDMA统计，德国的年平均增长率为6.6%，人口老龄化和对微创手术、现场诊断以及眼科激光治疗的需求增加是重要驱动因素。由于德国在显微镜、内窥镜和医学成像系统技术方面的实力，德国曾占欧洲总产值份额的50%以上。二、徕卡（德国）徕卡(Leica)，是由一家同名的德国公司生产的照相机的品牌，由徕茨(Leitz)和照相机(camera)的前音节组成。公司的原名为恩斯特徕茨公司。目前拆分为三家公司:徕卡相机股份公司、徕卡地理系统股份公司和徕卡微系统有限公司，分别生产照相机、地质勘测设备和显微镜。"徕卡"品牌由徕卡微系统股份公司持有，并授权另两家公司使用。徕卡相机最初问世于1913年，是世界上最早35mm的照相机。值得一提的是，昂贵的价格是徕卡的品牌标志，并且代表一种精湛的制作，一种深厚底蕴的文化。享誉世界的徕卡相机是由德国徕茨公司生产的。它以结构合理，加工精良，质量可靠而闻名全球。值得一提的是，在20-50年代，德国一直雄踞世界照相机王国的宝座。徕卡相机成为当时世界各国竞相仿制生产的名牌相机，在世界上享有极高的声誉。在二十世纪五十年代到六十年代期间，徕卡相机已相继研制出了2型、3型相机。其中2G相机仅出了15台，而这15台相机还没有在市场上销售过，同时也没有独立编号。因此徕卡2G相机成了收藏爱好者追捧的精品。1954年M系列开始生产，它是G系列的改良品，到目前为止，徕卡M系列仍在出新产品。徕卡相机的突出特点：坚固、耐用、性能好，因此它成了军用相机的不二首选。特别是在第二次世界大战中，徕卡相机成了当时随军记者的重要工具。与民用徕卡相机不同的是，军用徕卡相机一般在编号的后边再带一个K字母。徕卡军用相机一般是白色、黑色、深灰色和草绿色。直到今天徕卡相机仍然是相机收藏中的佼佼者。徕卡市场突出定位：精密，坚固，品质卓越是徕卡的重要利器，尤其在其所擅长的领域里，可以说所向披靡，无可比拟。徕卡M6曾经被不少徕卡迷认为是仅次于M3的经典机型。不仅是因为它是徕卡M系列中唯一一款全钛机身的的相机，同时还被誉为:"相机史上最强大的连动测距相机"，也是徕卡相机销售史上销量最高的一款机型。徕卡也是全球领先的测量产品供应商，徕卡测量系统拥有悠久的创新传统，并继续致力于打造未来的测量技术。其获得举世瞩目的成就：比如1921 T2，全球第一台光学经纬仪(Wild)1923 A1，全球第一台模拟摄影测量立体绘图仪(Wild)1925 C2，全球第一部航空摄影相机(Wild1969 DI10，全球第一台红外测距仪(Wild)1977 TC1，全球首款具有机载数据处理功能的全站仪(Wild)1984 ERDAS推出全球第一个基于PC的遥感软件WM101，全球第一台测量型GPS接收机(Wild-Magnavox)1986 DIOR3000，全球第一台无反射镜测距仪(Wild)1990 NA2000，全球第一台数字水准仪(Wild-Leitz)1991 SMART 310，全球第一台工业激光跟踪仪(徕卡)1991 System 200，全球第一台采用快速静态测量技术的GPS产品1993 DISTO™ 全球第一台手持激光测距仪1998 TPS300 / 1100系列产品，全球第一台具有同轴无反射棱镜测距功能的全站仪1999 Cyrax2500 全球首台可在1秒钟内采集1000个点的三维激光扫描仪2000 Cyclone 独特的三维激光扫描数据处理和可视化软件3D高精度TPS和GPS机械引导系统ADS40，全球第一台航空数字传感器2001 SurveyEngine可直接生成ESRI兼容的数据Spider GPS参考站软件2002 CloudWorx三维CAD插件，可在CAD系统中处理HDS三维点云数据2003 HDS™ ，实现高分辨率的快速测量和三维可视化GS20，亚米级专业GIS数据采集系统2004 T-probe和T-scan，All-In-One(全合一)工业测量解决方案DISTO™ -Plus，全球第一台使用蓝牙技术，并提供制图和电子数据处理两个免费软件包的手持激光测距仪System1200 全球第一个GPS/TPS全面兼容的测量系统GRX1200 GPS参考站接收机2005 SmartStation，全球第一台真正集成GPS的全站仪，取名超站仪SpiderNET GPS参考站网软件徕卡公司拥有6大业务系统：工程测量系统 是徕卡测量系统最大的业务部门。地学空间影像测量系统：为用户提供基于影像的测量解决方案，业务范围从遥感和航空测量到GIS(地理信息系统)。工业测量系统：能够帮助工业用户(如汽车和航空航天业)精确地测量大型部件，精度可达到微级(1um)精度，并能直接在CAD系统中处理数据。大众测量系统：发明了具有革命性的Leica DISTO，"徕卡迪士通"手持式激光测距仪。HDS高清晰测量系统： 使徕卡测量系统迅速进入新兴的三维数据市场。特种仪器系统：包括Polymeca AG。三、尼康（日本）尼康(Nikon)，是日本的一家著名相机制造商，成立于1917年，当时名为日本光学工业株式会社。1988年该公司依托其照相机品牌，更名为尼康株式会社。"尼康(Nikon)"的名称，从1946年开始使用，是"日本光学"日文读音(Nippon Kogaku)的罗马字母缩写，并且融合了德文中蔡司照相机ZeissIkon中kon的写法。尼康最主要产品有：尼克尔(Nikkor)相机镜头、尼康水下照相机(Nikonos)、尼康F系列的135胶卷单反相机、还有尼康D系列的数码单反相机，消费性数码相机Coolpix系列。尼康也是世界一流的分步重复半导体生产设备(分档器)的制造商。公司同时还生产护目镜，眼科检查设备，双筒望远镜，显微镜，勘测器材。尼康是全球著名的光学产品设计和制造商，具有当今世界尖端的光学科技水平。其光学产品以优异的性能著称于世。尼康光学科技在影像、光纤、半导体、视光、科考等人类生产、生活的各个领域发挥着重要作用。尼康品牌具有高品质，高科技，高精密度的形象。尼康镜片具有先进光学技术、高清晰，高透光率，先进镀膜技术等特点。尼康在镜片的高折射率材料、非球面技术、个性化光学设计、光学镀膜等方面处于世界领先地位。尼康SEE系列镜片和镀膜是尼康尖端光学技术的代表。日本NIKON公司是世界专业运动光学产品生产者，拥有几十年专业镜片制造经验和世界领先的镀膜技术NIKON不断追求创新。将最新的现代科技应用于运动光学领域，结实的橡胶外壳，内部氮压系统，防雨，防雾镜片，防水压，精确涂施的镜片涂层技术。尼康是世界上仅有的三家能够制造商用光刻机的公司，在这个领域，许多人只知道尼康的相机做得好，却不知道尼康光刻机同样享誉全球。光刻机作为整个集成电路制造最关键的设备，其设备的性能直接影响到整个微电子产业的发展。全球目前最先进的沉浸式光刻机也只有ASML、尼康和佳能三家能够生产，并且单台价格高达几千万美元。尼康的G-line、I-line步进式光刻机(stepper)、投影式光刻机在全球晶圆厂大量使用。Arete Research LLC公司的分析师Jagadish Iyer曾经在一份报告中指出：Intel之前最终决定22nm光刻工艺设备的供应商，最终入围的是荷兰ASML Holding NV和日本尼康两家。其实在更早的45nm世代，ASML和尼康也曾双双成为Intel的光刻设备供应商，但在32nm节点上Intel首次应用了沉浸式光刻技术，只有尼康一家提供相关设备。尼康获得的主要荣誉：2009数码单镜反光相机D3荣获「亚洲最具影响力设计2009」铜奖 2009尼康D5000数码单镜反光相机荣获DIWA金奖 2009尼康D3X数码单镜反光相机荣获欧洲EISA大奖 2009 尼康D700荣获"CAMERA GRAND PRIX 2009读者评选大奖"。2010 尼康D3100及COOLPIX S1100pj荣获德国iF产品设计奖 2010 尼康COOLPIX S8000轻便数码相机荣获2010年「亚洲最具影响力设计」优异设计奖 2010 尼康AF-S尼克尔35mm f/1.4G镜头荣获photokina STAR 2010大奖 2010 尼康D3S数码单镜反光相机、AF-S尼克尔300mm f/2.8G ED VR II镜头荣获欧洲EISA大奖 2010 COOLPIX S1000pj及尼康D5000荣获"red dot award: product design 2010"大奖 2010 尼康D300S及尼康D5000获颁"5th Annual CNET Asia Readers' Choice 2009/10 Awards"。2011 五款尼康产品荣获"iF设计奖2012" 2011 尼康D7000数码单镜反光相机荣获EISA大奖 2011 尼康D7000荣获"CameraGP2011读者评选大奖" 2011 尼康获颁两项TIPA Awards 2011 (尼康D7000 & COOLPIX P300) 2011 尼康D7000, COOLPIX P7000, COOLPIX S1100pj, EDG 8x42荣获"red dot award: product design 2011"大奖 2011 尼康D5000、尼康D3100、COOLPIX S8100及COOLPIX L110获颁CNET Asia Readers' Choice 2010/11 Awards 2011 尼康D3100数码单镜反光相机继荣获德国iF产品设计奖后，再赢得iF创意设计奖2012 两款尼康数码单镜反光相机D4及D800荣获欧洲EISA大奖 2012 尼康数码单镜反光相机D800荣获"Camera GP2012 Camera of the Year及Readers Awards 2012 三款尼康产品荣获"TIPA Awards 2012"大奖 2012 四款尼康产品荣获"red dot award: product design 2012"大奖。四、奥林巴斯（日本）奥林巴斯(Olympus Corporation)，创立于1919 年。1920年在日本成功地将显微镜商品化，尤其在癌症防治领域发挥着极其重要作用的内窥镜，1950 年由奥林巴斯在世界上首次开发。奥林巴斯株式会社已成为日本乃至世界精密、光学技术的代表企业之一，其事业领域包括医疗、影像、生命科学产业三大业务领域。奥林巴斯是世界相机领域的巨头，特别是在2001年实现了μ系列相机全球销量超过2000万台的辉煌业绩。在中国，奥林巴斯曾经连续八年牢牢地站在"民用相机全国销量第一"的位置上。奥林巴斯集团在显微镜、医疗仪器、传统相机、数码相机、打印机等图像解决方案产品以及高科技生命工程学等领域同样取得了辉煌的成绩。比如内窥镜从开发初期的胃窥镜发展至纤维内镜、电子内镜，迄今不仅在检查、诊断方面、而且在诊断和治疗方面也已成为不可缺少的设备。奥林巴斯的内窥镜深得医学界的信赖，在全世界拥有百分之八十的市场份额。1950年，奥林巴斯在世界上首次实现胃镜实用化。之后，始终以"安心与安全"为宗旨，不断追求减轻患者负担的新产品，为实现最佳医疗做出贡献。在生命科学领域，奥林巴斯以生物科学研究为目标。以先进技术，支持中国生物科学事业发展。以优质服务，提供给用户贴心的全方位支持。奥林巴斯品牌创立始于1919年，1921年自主研发了日本第一台光学显微镜"旭"。九十年来，奥林巴斯凭借"光学-数字技术"的核心竞争力，始终走在行业的最前沿，向生命科学领域提供了精密、专业的显微镜产品，曾经连续30年雄居中国和日本显微镜市场销售额第一。奥林巴斯FSX100以"卓越的图像""超简单的操作"和"良好人机工程"为核心理念，化繁为简，使任何人都可以轻易得获得稳定精准的显微图像。比如全球首台全内置式激光扫描共聚焦显微镜FV 10i通过全内置一体化的设计获得了紧凑的结构和具有高度稳定性的系统，更使昔日激光共聚焦显微镜复杂的操作和维护成为了历史，体现了人性化的设计理念。比如拥有多光子激光扫描技术的FV1000-MPE能深入地观察到厚标本或者在体标本的内部核心，对神经科学和人造器官组织工程的研究产生了极其深远的影响，开启了显微镜深度观察的新时代。奥林巴斯显微镜产品始终代表着行业的先进水平，广泛地应用于生命科学以及工业领域的研究，深受广大用户和科研机构的好评。值得一提的是，2013年度R&D100大奖(R&D 100 Awards)的获奖名单中，奥林巴斯IX3系列倒置显微镜凭借其易操作性、更高的成像精度和灵活的功能拓展性，赢得了美国专家评审委员会的认可，成功跻身2013年度全球最具代表性的100项先进科技成果之林，获得成像类产品大奖。 2013年9月，奥林巴斯成功推出了新时代FVMPE-RS全新多光子扫描显微镜，高速高灵敏度双光子成像技术、空间精确红外光刺激和可见光光刺激及更深的成像深度，更长波长光校准及透过率系统，FVMPE-RS堪称迄今为止最先进的多色多光子显微镜系统，将会成为生命科学研究的有力支持。五、富士胶片（日本）富士胶片株式会社，1934年创建，已发展成为世界上规模最大的综合性影像、信息、文件处理类产品及服务的制造和供应商之一。 总部位于日本东京。富士集团包括富士胶片株式会社、224家子公司和40家从事研发、制造、软件开发、市场和采购及相关经营活动的关联公司, 分布于世界200多个国家和地区, 海外销售额已接近合并报表净销售总额的50%。富士胶片有三大事业领域:1.包含传统和数码两大产品群(胶片、照相机、相纸、化学药品、冲扩设备等)的影像事业领域 2. 包含印刷系统、医疗系统、液晶材料、记录媒体等系列产品的信息事业领域 3. 由富士胶片的子公司富士施乐公司生产和销售的文件处理设备(复印机、打印机、多功能数码文印中心、耗材等)构成的文件事业领域。世界胶卷市场的70%曾经被美国的柯达公司占领。但在日本国内，富士胶卷的市场占有率曾达到约70%，超过了柯达公司，占绝对优势。值得一提的是，1976年9月，该公司生产的高感光彩色胶卷F-Ⅱ400先于柯达公司在市场出售，轰动了世界。从技术水平来看，富士胶卷的一部分技术已超过了柯达公司。世界上的照相行业历来以保守技术秘密。尤其是日本的胶卷世界，在战后想引进外国技术，最终都没有获得成功。日本是完全依靠自己的力量来发展技术，并达到当今世界先进水平，十分值得引人注目。尤其是富士胶卷，在胶卷、照相纸印刷、办公用机械设备、ME等领域内，开发了世界水平的先进技术，称为"技术的富士胶卷"。世界上在冲洗彩色胶卷系统方面，柯达方式占绝对优势。但在技术不公开的情况下，富士胶卷能在国内维持70%的市场占有率，无疑这是十分惊人的。其秘密是该公司除了有较强的技术外，还有较强的市场推销能力。特别是在国际市场方面，逐步巩固其地位，加紧追赶柯达公司。富士胶卷的技术水平已有一部分超过了柯达公司。早在1976年9月，该公司发表了高感光度彩色胶卷F-Ⅱ400新产品，而柯达公司于1977年5月才发表同性能的产品，这比日本另一家小西六照相工业的产品还晚2个月。日本的照相工业，特别是富士胶卷的技术力量之强，快速闻名于全世界。该公司在生产技术方面，也超过了柯达公司，其质量高、信誉好，在照相业界受到高度评价。富士胶卷对研究开发技术十分重视，每年的研究开发费占销售额的比率为5~6%。在全球化学工业中是首屈一指的。富士胶卷从事开发研究的人员曾经达2500人左右。特别是在全体职工中，4个人就有1个人从事研究开发工作。富士胶卷公司的研究开发体制是总公司的机构，有专利部、技术情况室、设备技术部、开发部，实际工作部门有生产技术部、机器开发部、磁性记录研究所、富士言研究所，朝霞研究所、NS研究所、足柄研究所等。富士胶卷的技术，是以照相化学、照相光学、彩色画像评价技术等影像情报或彩色情报等的处理技术的基础上发展起来的。胶卷、洗相纸、"感压纸"、录像带(YTR)等是传达情报的媒体，而薄膜涂料技术发挥了重要的作用。六、佳能（日本）佳能(Canon )，是日本的一家全球领先的生产影像与信息产品的综合集团。佳能的产品系列共分布于三大领域:个人产品、办公设备和工业设备，主要产品包括照相机及镜头、数码相机、打印机、复印机、传真机、扫描仪、广播设备、医疗器材及半导体生产设备等。佳能总部位于日本东京，并在美洲、欧洲、亚洲及日本设有4大区域性销售总部，在世界各地拥有子公司200家，雇员超过10万人。2018年9月5日，佳能正式发布EOS R系统、EOS R全画幅专微和RF镜头 。1937年，凭借光学技术起家、并以制造世界一流相机作为目标的佳能公司成立。此后，佳能不断研发新技术，并在20世纪70年代初研制出日本第一台普通纸复印机。80年代，佳能首次开发成功气泡喷墨打印技术，并且将其产品推向全世界。对技术研发的重视和投入，使佳能能够数十年不断发展壮大，并且成为同行业的领导者。佳能在美国专利商标局公布的2012年在美国专利注册数量排名中名列第三。佳能公司的创始人是位日本医学博士，取此名的灵感出自他抬头眺望天空而来。佳能公司原来的名字叫"精机光学研究所"，是一个精密光学仪器研究所。其初衷只是为了研究高品质相机的发展。佳能原有一个十分英语化的名字KWANON，公司以此命名其第一架35毫米测距式相机。迄今为止，世界上只有唯一一架KWANON相机幸存。在1936年，公司用汉莎佳能(HANSA CANON)为品牌的相机正式上市了，其CANON一词含有"盛典、规范、标准"的意味。从此，佳能成为举世闻名的相机品牌和公司的象征。

目前我国精密仪器的销售模式一般是厂家—代理商(分公司直营)—用户这样固定的模式。在如今互联网电商大行其道的时代，一些厂家看到了电商的发展前景，希望通过电商来提高销量。然而精密仪器行业发展究竟应当靠拢电商还是继续依托实体销售，还是要听听客户的声音。 下面小编就以国产测绘仪器这样一种精密仪器为例，来调查下仪器客户们究竟是支持电商购买还是支持实体销售，或直接代理商发货呢？　　来听听用户们都怎么说?　　用户1：我买全站仪还是喜欢在实体店买，因为这样有安全感，只有亲耳听到店家的售后承诺，我才放心。　　用户2：电商上买测绘仪器?除非是我很信任的商家，我才有可能采取这种交易方式。不然仪器出了问题，网络商家不给我售后服务怎么办?国产测绘仪器本来质量不稳定，仪器有问题怎么和卖家扯?倒不如在店里按规则打交道，有问题就要对我负责，一切按规章制度办。　　用户3：肯定喜欢到实体店去买，可以真实的操作和触摸到仪器。　　用户4：我喜欢到淘宝找一些有实力的卖家，如果运气好，遇到牛逼的卖家(大家都懂)给的价格便宜不少。售后其实也有保障，就看你找对人没有。有些卖家本身就是有关系的人，仪器低价抛出来，比实体店便宜不少。毕竟对我们这种私人测量单位来说，能省一点是一点。我也不需要培训，仪器操作再复杂我捣腾几下就ok了。　　用户5：网上买仪器?不太现实吧。我一般买就买一套，全站仪+脚架棱镜，我不可能为了省点钱单买机身的，网上的能卖脚架和棱镜给我吗?　　用户6：还是实体交易好，可以和老板或业务员谈点东西。(你们都懂的)　　用户7：我喜欢去大公司的实体店买，专业，还可以看到漂亮的销售mm。我最讨厌去那种小的夫妻店，一问三不知，技术不精不说，价格也不是很优惠且水份大。　　用户8：我看京东上卖全站仪的那两家都没什么成交的，估计不靠谱。我也会去实体店买，感觉有保障些。　　用户9：网上买水准仪、手持测距仪可以，像全站仪、RTK还是到实体店买吧。不定因素太多，万一出了问题售后找谁?我总不能把有问题的仪器再寄回去吧，就近原则的保修就给不了，不方便。　　用户10：网络销售测绘仪器? 怕物流太慢，不如我去实体店即买即得，还能检查机子有没有问题。　　用户11：我最多只是查一下淘宝的价格，然后拿去给代理商杀价。我从来不会去淘宝买。　　综上分析，90%的用户对测绘仪器互联网销售都不看好，主要原因是担心售后跟不上，不能即时拿到货，对这个行业的产品和厂家、商家缺乏信任。可以说在如今互联网电商大潮的发展下，测绘仪器市场并没有受到多大的影响，实体店的生意依然无可取代。 究其原因主要有几点：第一，测绘仪器是精密仪器，有实体店销售可以让用户就近解决调试和售后问题。第二，国产测绘仪器相对不稳定因素多，维修售后等问题必须通过实体店来完成。第三，测绘仪器操作需要有一定的测量基础，需要对客户进行培训。以上因素决定了测绘仪器销售是一个不轻松的过程，不像手机数码产品可以轻松快捷地进行交易。 兼听则明，偏信则暗。在听完客户的心声之后我们再来听听仪器销售的另一方代表——经销商们怎么说?　　代理商1：网络销售怎么比得上实体店销售?至少客户在我这里看得见摸得着仪器。国产测绘仪器都是在店里面谈成生意，你敬我一尺我让你一丈，在网上怎么谈?现在用户有一个不好的习惯，总感觉再低的报价都要还一下价才舒服，我们早已适应了。　　代理商2：现在走互联网的费用不低，光天猫就不便宜，更不用说入驻京东。我们一般代理商玩不转，不如好好开垦着自己的一亩三分地。有开天猫的钱我不如多进几台货或结款几台仪器。　　代理商3：已经有在做淘宝了。串货?管他呢，对方能发现再说。有生意干嘛不做，如果他都不能发现他的区域被我做了，那只能怪他本身区域工作不过深，销售很一般。其实我不指望网上卖多少，主要是聚人气，或者设定价格而已。　　代理商4：我在网上开店可以，你们厂家就不能。你做了，客户资源都被你拿了，我怎么混?　　厂家直属分公司体系1：肯定要做，这是未来的趋势，以后慢慢通过网络把各个用户信息建立起来并进行跟踪维护。全国各地的维修点活动起来，就能保证售后问题了。　　代理商5：我做互联网的意义不大，我的地盘那么小，维护好现有客户就不错了。　　代理商6：销售的新思路?可以利用微信朋友圈进行销售，毕竟朋友圈是一个建立在互信基础上的圈子。这个可以用在销售测绘仪器方面，还挺管用的。　　代理商7：新思路没有太多。主要是产品同质化太严重，没有一款独特新颖的产品，不管有什么模式都是假的。互联网时代的用户不会那么傻，买东西都很理性，都会做大量调查。作为商家如果没有绝对的优势，还是老老实实做好传统销售。　　代理商8：这是大势所趋，迟早的事。现在可以好好准备，但是不要抱太大希望会有显著效果。　　代理商9：我有开淘宝，不过我是挂其他品牌的产品，我故意报低价，扰乱他的市场!　　代理商10: 淘宝我有做，有时候往外面串货扩大一下销量。怕被查?等有举报了再说吧。现在行情那么差，能卖一台算一台，谁查你?　　综上分析，90%的代理商还是在按部就班的经营实体店生意，并没涉及互联网。即使涉及的代理商估计也只是随便挂挂产品与价格，并不指望网上成交能有多少。同时他们也害怕互联网交易带来很多不必要的麻烦，比如售后成本。 然而随着技术和服务的不断发展，精密仪器的传统销售模式还能坚持多久，最终会改变吗?电商会在精密仪器行业有所作为吗? 这些问题的答案只能通过时间来证明了。

在现代工业生产中，瓶口边厚仪作为一种关键的质量控制设备，广泛应用于医药、化工、食品等多个领域，尤其在玻璃瓶、塑料瓶等包装容器的生产中发挥着至关重要的作用。本文将深入探讨瓶口边厚仪的工作原理、所采用的技术或原理。一、瓶口边厚仪的工作原理概述瓶口边厚仪是一种高精度测试设备，主要用于测量玻璃瓶或塑料瓶瓶口边缘的厚度。其工作原理基于机械接触式测量技术，通过精确的传感器和数据处理系统，实现对瓶口边缘厚度的准确测量。该设备不仅具有高度的测试准确性和重复性，还能在不对被测物体造成损伤的情况下完成测量，确保测试结果的可靠性。二、机械接触式测量技术详解1. 探头组件与传感器的作用瓶口边厚仪的核心部件包括探头组件和传感器。探头组件通常采用碳纤维等轻质高强度材料制成，确保在测量过程中既能稳定接触瓶口边缘，又不会对瓶子造成损伤。传感器则负责将探头接触到的物理信号（如位移、压力等）转换为电信号，供后续数据处理系统分析。2. 信号处理与显示转换后的电信号经过信号放大器放大后，进入数据处理系统。该系统利用先进的数字信号处理技术，对信号进行滤波、去噪、线性化等处理，最终得出瓶口边缘的厚度值。测量结果通过数字显示屏实时显示，便于操作人员读取和记录。三、高精度测量的实现1. 精密的机械结构设计为了实现高精度的测量，瓶口边厚仪的机械结构设计十分精密。探头组件与瓶口边缘的接触点需保持恒定且均匀的压力，以确保测量结果的准确性。同时，设备的整体结构需具备较高的刚性和稳定性，以抵抗外界干扰和振动对测量结果的影响。2. 先进的测量算法除了精密的机械结构外，瓶口边厚仪还采用先进的测量算法对信号进行处理。这些算法能够自动校正测量过程中的系统误差和随机误差，提高测量结果的精度和稳定性。同时，算法还能实现数据的实时处理和统计分析，为质量控制提供有力支持。四、非接触式测量技术的探索虽然机械接触式测量技术在瓶口边厚测量中占据主导地位，但非接触式测量技术也在不断发展和探索中。例如，基于激光或超声波的非接触式测量技术具有不损伤被测物体、测量速度快等优点，但其在瓶口边厚测量中的应用还需进一步研究和验证。五、应用实例与市场需求1. 医药行业的应用在医药行业中，瓶口边厚仪被广泛应用于药品包装容器的质量检测中。通过测量瓶口边缘的厚度，可以评估包装容器的密封性、耐压性等关键性能指标，确保药品在储存和运输过程中的安全性和有效性。2. 化工行业的需求化工行业对包装容器的要求同样严格。瓶口边厚仪在化工瓶罐的生产过程中发挥着重要作用，通过测量瓶口边缘的厚度，可以及时发现并纠正生产过程中的偏差和缺陷，提高产品的整体质量和市场竞争力。3. 市场需求与未来展望随着工业生产的不断发展和消费者对产品质量要求的不断提高，瓶口边厚仪的市场需求将持续增长。未来，随着技术的不断进步和创新，瓶口边厚仪将更加智能化、自动化和便携化，为各行各业提供更加高效、准确的质量控制手段。六、结语瓶口边厚仪作为现代工业生产中的重要质量控制设备，其工作原理和技术特点决定了其在多个领域中的广泛应用和重要地位。通过不断的技术创新和产品优化，瓶口边厚仪将不断提高测量精度和稳定性，为企业的质量控制和市场竞争提供有力支持。同时，我们也期待非接触式测量技术在瓶口边厚测量中的进一步发展和应用，为工业生产的智能化和自动化注入新的活力。

激光跟踪仪技术及应用周维虎1，周培松2，石俊凯11. 中国科学院微电子研究所2. 海宁集成电路与先进制造研究院一、引言激光跟踪仪是一种大尺寸空间几何量精密测量仪器，具有测量功能多（三维坐标、尺寸、形状、位置、姿态、动态运动参数等）、测量精度高、测量速度快、量程大、可现场测量等特点，是大型高端装备制造的核心检测仪器。目前，国际上主要有瑞士Leica、美国API和美国FARO三家公司生产销售激光跟踪仪。其中Leica公司凭借自身百年光学仪器制造优势，全球市场占有率最高，目前该公司主推产品型号为AT960，该仪器最大测量距离为80m，空间坐标测量精度为15μm+6μm/m，数据输出速率为1000点/秒；API公司激光跟踪仪小型灵巧，安装和校准快捷，移动方便，便于携带，目前主推产品为Radian系列，其中Radian Pro最大测量距离可达80m，三维坐标测量精度为为10μm+5μm/m；FARO公司财力雄厚，研发投入高，销售网络强大，目前主推产品为Vantage系列，其中VantageS6最大工作范围为80m，角度测量精度为为20μm+5μm/m，数据输出速率为1000点/秒。自1997年开始，国内天津大学、清华大学、中国科学院光电研究院等科研院所先后对激光跟踪测量技术及设备进行了相关研究，其中天津大学最先对单站式结构跟踪仪坐标测量系统进行了研究，并开展了测量功能实验，为激光跟踪仪的后续开发奠定了基础；清华大学对组合式多自由度跟踪测量系统进行了研究，基于三组跟踪测量系统构建空间位置姿态测量系统；中国科学院光电研究院团队（该团队于2018年划转至中科院微电子研究所）自2009年开始研究激光跟踪仪，在中科院装备项目、国家重大仪器设备开发专项、国家重点研发计划、装备发展部、国防科工局等项目的支持下，经过10余年研发和技术积累，实现了激光跟踪仪的自主研制，打破了国外技术封锁和垄断。当前，激光跟踪仪技术正向高精度、小型化、多功能、智能化等方向发展。激光跟踪仪是机器人校准的理想仪器，可以配合机器人实现高精度智能制造。高端激光跟踪仪含有大范围超清摄像头，用于测量过程断光后靶标的自动寻找和测量续接。除此之外，激光跟踪仪结合不同的测量靶标还可以实现隐藏点测量、工件局部形貌高密度扫描测量以及六自由度测量。随着激光跟踪仪在航空航天、舰船、核工业等大型装备制造中的重要性日益凸显，国内用户对仪器国产化的要求越来越高，随着中美贸易战的加剧和发达国家对我国高技术产品的打压，激光跟踪仪国产化替代势在必行。二、激光跟踪仪测量原理激光跟踪仪基于球坐标测量系进行测量，主要用于大尺寸坐标测量以及大型构件尺寸及形位误差测量，亦可对运动部件进行动态跟踪测量。2.1三自由度激光跟踪仪如图2.1所示，当激光跟踪仪工作时，激光测距系统获得靶球到仪器的精确距离r，方位编码器和俯仰编码器测角系统分别测出目标方位角A和俯仰角E，利用这三个原始测量值，就可以通过球坐标与直角坐标之间的转换关系获取空间三维直角坐标（X，Y，Z）。图2.1 三自由度激光跟踪仪原理图合作靶球在空间移动时，从合作靶球返回的一部分光会进入激光跟踪仪内部的位置检测器（PSD，Position Sensitive Detector），随着合作靶球的移动PSD将探测偏移值，跟踪控制系统根据这个偏移值控制方位和俯仰电机转动直到偏移值为零，从而达到跟踪的目的。测量组合参数(A，E，r) 经过坐标转换得到空间三维直角坐标（X，Y，Z）后，经过数据分析软件可以得到被测对象各种几何量参数。激光跟踪仪数据采集系统将测量数据发送至上位机以后，经上位机解析可以确定目标的三维尺寸、几何形貌等信息，并通过计算机实时显示并打印测量结果。2.2 六自由度激光跟踪仪图2.2 六自由度激光跟踪仪原理图六自由度激光跟踪仪为三自由激光跟踪仪的升级产品，在空间位置信息测量的基础上加入了视觉测量、光电测量和惯性测量等模块，用以获取目标空间姿态信息。首先需要建立激光跟踪仪坐标系与上述测量模块之间的转换关系，并通过视觉测量中纵向投影比不变的约束实现横滚角测量；在上述基础上，基于光束向量唯一性约束和激光准直传感原理实现方位角和俯仰角的测量，最后实现三个空间姿态角的测量；除此之外，还融入了惯性测量单元IMU的测量信息，用于动态条件下的辅助测量。三、激光跟踪仪产业和市场分析随着我国制造业产业升级和科技领域的迅猛发展，高端制造、精密制造、智能化制造成为我国未来工业和科技领域的主流方向，激光跟踪仪等精密测量仪器具有巨大的应用前景。在大尺寸精密测量领域，激光跟踪仪具有测量范围大、精度高、功能多、可现场测量等优点，取代了大型固定式三坐标测量机、经纬仪、全站仪等许多传统测量设备，在设备校准、部件检测、工装制造与调试、集成装配和逆向工程等应用领域显示出极高的测量精度和效率，激光跟踪仪已成为大尺寸精密测量的主要手段，激光跟踪仪应用领域主要包括航空航天、汽车制造、重型机械制造、重工与船舶、能源、科研、医疗等领域。根据国外市场研究机构，2017年全球激光跟踪仪市场规模为2.595亿美元，2020年全球激光跟踪仪市场规模为3.438亿美元，预计2023年有望达到5.216亿美元，2028年有望达到8.364亿美元，市场主要驱动力来自质量控制和检验、对准、逆向工程和跨行业校准的需求。按应用细分，质量控制和检验占据最大的市场份额。这是因为激光跟踪仪被越来越多地用于监控和测量跨行业的质量，如汽车、航空航天和国防。为确保客户的要求和规格，质量控制和检验是汽车、航空航天和国防工业的重要参数。为了做到这一点，这些行业主要依靠激光跟踪仪来检查和监测元器件、组装件和成品质量。激光跟踪仪在建筑产品测量、过程优化和通过快速精确测量提供解决方案方面具有精确度高和易便携等不可替代的优势。按行业细分，汽车、航空航天和国防有望引领整个激光跟踪仪市场。在航空航天和国防行业中，激光跟踪仪用于三维测量、逆向工程、武器系统、轴与导轨对准、雷达罩剖面图、飞行器传动装置，以及许多其他测量产品和服务。在航空航天行业中，激光跟踪仪最常应用于夹具部件检查和机翼部件装配。在汽车行业中，激光跟踪仪被用于自动化生产线校准、铰接线和车身部件对准、大型面板和装配主体面板测量、逆向工程、部件验证表面测量、工业机器人调整、变形和动态测量、质量控制和检验等。按地区细分，欧洲占据激光跟踪仪市场的最大份额。为了满足生产过程中的质量和安全要求，欧洲的原始设备制造商（OEMs）早已经开始使用激光跟踪仪。在汽车行业中，激光跟踪仪也得到了多种应用，例如质量检查、对准和校准。因此，日益增长的汽车行业对激光跟踪仪需求也在逐渐增加。德国、英国和法国有望成为欧洲激光跟踪仪市场的三大贡献国。亚太地区市场预计将获得最高的复合年增长率，该地区市场增长的关键驱动因素是市场参与者对新技术的日益关注和采用，这一地区已成为全球投资的焦点和业务拓展的机会。四、国产激光跟踪仪新成果及应用国内开展激光跟踪仪研发主要有中国科学院微电子研究所周维虎团队、深圳中图仪器公司、海宁集成电路与先进制造研究院等，近年来在国家和地方相关部门的支持下仪器研发取得了快速发展，主要体现在以下方面：1）与绝对测距技术相融合，提高仪器的测量精度和测量方便性。激光跟踪仪都是基于球坐标的测量系统，在没有绝对测距之前，没有测量信息冗余，测量过程中任意一个参数丢失，都直接影响测量数据的准确性。新一代激光跟踪仪都增加了激光绝对测距功能，这使得激光跟踪仪的测量信息有了冗余，保证了测量的精确性，在测量过程中丢失部分信息依然可以完成测量工作；同时，由于被挡光时不需要重回基准点复位，这也提高了使用方便性和测量效率。2）与视觉测量系统相结合，实现六自由度测量功能。激光跟踪仪与视觉测量系统相结合不仅能精确定位目标的三维位置，而且还能通过配合特定的靶镜对目标的空间三维姿态进行检测。不仅如此，视觉测量系统还可以识别目标靶镜，保证光路中断后可以通过视觉方式重建测量光路，且无需用户介入。3）测量靶镜多样化。针对三自由度、六自由度等测量需求需要提供不同的测量靶标，另外，仪器还配有隐藏点靶标、扫描测头等附件，使仪器具有隐藏点测量功能和局部区域扫描功能，不仅使仪器测量复杂结构的能力大大提高，还拓展了系统的通用性。4）自我诊断功能。精密测量要求仪器在各种测量环境下保证稳定的工作状态，所以仪器在测量中对自身状态的检测和诊断显得特别重要，自我诊断能在系统工作时实时显示系统的状态，排除微振、升温、光强不足等因素带来的影响。5）飞秒激光频率梳测距技术。飞秒激光频率梳绝对测距技术能够实现大量程、高精度和快速测量三者的完美统一，是激光测距领域的重大突破，有望为大型零部件外形测量、大型设备装配对接，尤其是未来空间任务提供新的技术支撑，在激光跟踪测距、高精度激光雷达测距、卫星编队位置测量、导航星间链路测距、深空探测、引力波测距等领域具有广阔的应用前景。6）组网协同测量技术。针对大型复杂设备装配测量中被测目标尺寸较大或者存在遮挡，单测站难以完成测量任务的难题，通过激光跟踪仪多次设站或者利用多台跟踪仪组网可实现对于大型复杂装备的测量。组网测量技术基于空间多公共点约束，建立激光跟踪仪多测站平差模型，利用平差的权重、约束条件等进行多测站空间位置和姿态的解算，同时求解出所有被测点的三维坐标，得到空间被测物体关键尺寸和特征信息的最优解。7）功能强大的测量软件。激光跟踪仪软件是测量系统的重要组成部分之一，系统软件通过TCP/IP通讯与硬件进行实时数据交互，对硬件上传的数据进行处理和分析，并控制硬件系统执行相应的测量等控制指令。软件系统为用户操作提供人机交互接口，通过数据库管理可实现用户对测量数据的编辑和输入输出等操作，在此基础上通过三维显示操作可面向用户实现测量数据和拟合数据的直观显示和交互操作。为了进一步提升系统测量精度，激光跟踪仪软件系统利用误差补偿算法对激光跟踪仪测距、测角和几何误差进行实时修正，结合激光跟踪仪硬件系统实现大型复杂工件或设备的高精度测量。近年来由中国科学院微电子研究所和海宁集成电路与先进制造研究院共同组建的研发团队（以下简称该团队）致力于实现激光跟踪仪国产化。该团队在激光跟踪仪领域取得了一系列具有自主知识产权的研究成果，共申报发明专利45项（已授权32项），软件著作权5项，发表研究论文130余篇。 2020年激光跟踪仪成果通过了中国仪器仪表行业协会组织的成果鉴定，鉴定委员会认为：“本研究成果技术难度很大，创新性很强，取得了多项自主知识产权。整体达到国际先进水平，研制的激光跟踪仪填补国内空白，飞秒激光跟踪仪属国际首创，其中绝对测距精度、断光续接精度达到国际领先水平。”该成果于2020年分别荣获中国机械工业技术发明特等奖、中国计量测试学会科技进步一等奖。该团队目前主推三自由度激光跟踪仪ICAM-LT-3DOF、六自由度激光跟踪仪ICAM-LT-6DOF如图4.1所示。图4.1(a) ICAM-LT-3DOF型激光跟踪仪图4.1(b) ICAM-LT-6DOF型激光跟踪仪ICAM-LT-3DOF型激光跟踪仪与ICAM-LT-6DOF型激光跟踪仪的主要技术指标如表4.1和表4.2所示。表4.1 ICAM-LT-3DOF型激光跟踪仪主要技术指标指标参数最大测量范围（半径）80m空间坐标测量精度15μm+6μm/m水平角测量范围±320°垂直角测量范围-45°~+60°数据采集速度1000 点/秒跟踪速度＞4m/s表4.2 ICAM-LT-6DOF型激光跟踪仪主要技术指标指标参数空间坐标测量范围（半径）80m空间坐标测量精度15μm+6μm/m姿态测量范围（半径）25m姿态测量精度≤0.05°水平角测量范围±320°垂直角测量范围±145°角度测量误差≤1’’数据采集速度1000 点/秒跟踪速度＞4m/s截至目前，该团队研制的国产激光跟踪仪已在航天五院514所、航空304所、武船公司、中科院高能所、中科院国家空间科学中心、航天科工集团三院三十一所等多个科研院所和企业进行了应用。1）航天领域应用图4.2 激光跟踪仪在航天五院514所应用激光跟踪仪在航天五院514所进行了如下应用：① 紧缩场结构测试：完成紧缩场实验室结构测量，测得最大反射面尺寸10m×15m，最大测量距离35m，最高公差1mm；② 卫星壳体焊接工装结构测量：完成典型零件测量，测得工件尺寸1.5m-3m，测量距离：10m，最高公差0.2mm。在上述测量工作中，使用激光跟踪仪突破了传统测距在测程、精度和测量速度方面难以协调的瓶颈，提高了卫星和空间有效载荷的制造及组装精度。2）航空领域应用图4.3 激光跟踪仪在航空304所应用激光跟踪仪在航空304所进行了如下应用：① 航空工装测试：坐标不确定度达0.05mm，满足航空制造对精度溯源要求；② 飞机水平飞控部件姿态测量：位置传感器测量精度在线校准精度达0.018mm。在上述测量工作中，使用激光跟踪仪主要解决了两个问题：① 解决了大尺寸航空工装测量问题，提供了可供溯源的依据和测量基准，为数字化制造提供了可靠的计量保证；② 解决了飞机水平飞控部件姿态测量问题，实现了飞机部件姿态高精度高效率数字化测量，为航空制造安全提供了保障。3）船舶领域应用图4.4 激光跟踪仪在武船公司应用在船舶领域中，激光跟踪仪在武船公司进行了如下应用：① 与API激光跟踪仪测试数据进行比对，验证本激光跟踪仪的准确性、可靠性、稳定性、可操作性等综合性能；② 对船台建造过程中的分段结构外形尺寸、装配尺寸、位置偏差等进行了测量，突破了大尺寸测量仪器三维坐标测量方法关键技术。根据应用结果，在船舶领域应用激光跟踪仪，建立了相应的应用方法/规程，可逐步推广到船舶建造其他阶段，为船舶建造精度控制提供新的方向。4）大科学装置应用在大科学装置方面，激光跟踪仪在中科院高能所进行了如下应用：① 对北京正负电子对撞机储存环部分设备进行了准直调整，调整精度达0.1mm；② 在中国散裂中子源建设过程中，对隧道控制网进行测量，相对点位测量精度0.08mm，绝对点位测量精度0.05mm。图4.5 激光跟踪仪在中科院高能所应用在上述测量测试工作中，使用激光跟踪仪主要解决了两个问题：① 利用标准杆进行空间测量，大跨度搭接测量控制网，提高了控制网测量精度和效率；② 采用边长法进行高精度设备标定，彻底消除了测角误差的影响，提升了大科学装置安装精度。此外，该团队研发的激光跟踪仪还广泛应用于机器人磨削、航天钻孔及铣削、机器人校准等场景中，如图4.6所示。图4.6 激光跟踪仪在机器人场景的应用机器人磨削（左），航天钻孔及铣削（中），机器人校准（右）随着现代工业技术的迅猛发展，高端制造业对设备尺寸及空间位置精度要求越来越严苛，激光跟踪仪作为最先进的三坐标精密测量仪器之一，将为工程技术及科学研究大尺寸精密测量提供有效的解决方案。（点击图片查看专题）

2024年，科学仪器行业迎来大规模设备更新的“泼天富贵”。　　3月13日，国务院印发《推动大规模设备更新和消费品以旧换新行动方案》，明确到2027年，工业、农业、教育、医疗等领域设备投资规模较2023年增长25%以上。　　5月25日，国家发改委、教育部联合印发《教育领域重大设备更新实施方案》。支持职业院校(含技工院校)更新符合专业教学要求及行业标准，或职业院校专业实训教学条件建设标准(职业学校专业仪器设备装备规范)的专业实训教学设备。　　以下为仪器信息网整理中等职业学校农业与农村用水专业仪器设备装备规范：表 2 专业基础技能实训仪器设备装备要求（续）实训教学场所实训教 学目标仪 器 设 备序号名 称规格、主要参数或主要要求单位数量执行 标准号备注合格示范制图综合实训室7水利工 程识图 实训软 件1.采用实际工程图纸，包括闸、坝等常见 水利工程代表性的图样2.依据实际图纸建立矢量 BIM 三维模型， 能任意旋转、缩放、平移观察，能观察整 个施工图的三维结构和每根钢筋排布的细 节3.不同的构件配筋以不同颜色分别标注， 配筋颜色与平法标注信息颜色一一对应套11GB/T 25000.10网 络 版,41 节 点8图纸输 出设备1.最大打印宽度：914 mm2.最大分辨率：2400 dpi × 1200 dpi 3.内存： ≥1 GB台119激光打 印机打印 A3 图幅图纸台12GB/T 17540测 量 实 训 室1. 掌 握 水 准 测 量、距离 测量、坐 标 测 量 的 基 本 方法2. 掌 握 施 工 放 样 的 基 本方法3. 熟 悉 常 用 测 量 仪 器 的 操 作 方法1水准仪规 格 11. 1 km 往返水准测量标准偏差：≤4.0 mm2.望远镜：放大率：20×~32×最短视距不大于：2.0 m 3.水准泡角值：符合式管状：20 ″/2 mm 圆形：8 ′/2 mm4.自动安平补偿性能： 补偿范围： ±8 ′ 安平时间：2 s套1020GB/T 101562规 格 21. 1 km 往返水准测量标准偏差：≤1.0 mm2.望远镜：放大率：32×~38×最短视距不大于：2.0 m 3.水准泡角值：符合式管状：10 ″/2 mm；圆 形：8 ′/2 mm4.自动安平补偿性能： 补偿范围： ±8 ′安平时间：2 s 5.测微器：测微范围：10 mm、5 mm分格值：0.1 mm、0.05 mm套5GB/T 101563光学经 纬仪1.一测回水平方向标准偏差：室外：≤6.0 ″ ，室内：≤4.0 ″ 2.一测回竖起角标准偏差：≤10 ″ 3.望远镜：放大率：25×最短视距：2.0 m 4.水准泡角值：照 准 部：30 ″/2 mm 竖直度盘指标：30 ″/2 mm圆 形：8 ′/2 mm5.竖直度盘指标自动归零补偿器： 补偿范围： ±2 ′水平读数最小分格值：60 ″套1020GB/T 3161表 2 专业基础技能实训仪器设备装备要求（续）实训教学场所实训教 学目标仪 器 设 备序号名 称规格、主要参数或主要要求单位数量执行 标准号备注合格示范测 量 实 训 室1. 掌握 水准测 量 、 距 离 测 量 、 坐 标测量 的基本 方法2. 掌握 施工放 样的基 本方法3. 熟 悉 常用测 量仪器 的操作 方法4全站仪1.仪器等级： Ⅱ级2.角度测量标准偏差 mβ :1.0 ″ ＜mβ ≤2.0 ″ 3.电子测角部分：一测回水平方向标准偏差：≤1.6 ″一测回竖直角标准偏差：≤2 ″ 4.电子测距部分：测距标准偏差： ±（3+2×10-6 ×Da） mm5.工作温度：-20 ℃~ ﹢50 ℃套1020GB/T 27663激光部件安全执行GB 7247.15钢卷尺每套包括 10 m、20 m、30 m、50 m 四 种规格，数量各 1 个套2020QB/T 24436GPS测量仪1.接收机：一体化 GNSS（全球导航卫 星系统）接收机，级别不低于 C 级， 双频，观测量至少有 L1、L2 载波相位，同步观测接收机数不低于 3 部 2.设备误差：固定误差：≤10 mm比例误差系数：≤53.测量精度：（1）静态测量精度：平面精度：（5+1×10-6 ×Da ）mm高程精度：（10+2×10-6 ×Da ）mm（2）RTK（实时动态测量）测量精度：平面精度：（10+2×10-6 ×Da ）mm高程精度：（20+2×10-6 ×Da ）mm套14GB/T 18314CH/T 2009激光产品安全执 行GB 7247.19激光扫平垂直仪11有机玻璃执行GB/T 7134

近日，市场监管总局办公厅发布《关于做好注册计量师注册有关工作的通知》，最新的国家计量专业项目分类表在附件中一同发布。为方便量友查询使用，特转发国家计量专业项目分类表供量友参考。 国家计量专业项目分类表 长度-计量专业项目分类表编号项目子项目规程/规范名称规程/规范号010100激光波长——633nm稳频激光器检定规程JJG 353010200量块——量块检定规程 JJG 146 010301线纹标准线纹尺三等标准金属线纹尺检定规程JJG 71高等别线纹尺检定规程JJG 7324m因瓦基线尺检定规程JJG 306标准钢卷尺检定规程JJG 741分辨力板检定规程 JJG 827容栅数显标尺校准规范JJF 1280显微标尺校准规范JJF 1917010302工作线纹尺钢直尺检定规程JJG 1木直（折）尺检定规程JJG 2钢卷尺检定规程JJG 4纤维卷尺、测绳检定规程JJG 5套管尺检定规程JJG 473线缆计米器检定规程JJG 987π尺校准规范JJF 1423010401角度角度标准器角度块检定规程JJG 70正多面棱体检定规程 JJG 283多齿分度台检定规程JJG 472光学角规检定规程JJG 850010402角度角度常规测量仪器光学数显分度头检定规程JJG 57测角仪检定规程JJG 97水平仪检定器检定规程JJG 191自准直仪检定规程JJG 202小角度检查仪检定规程JJG 300旋光标准石英管检定规程JJG 864刀具预调测量仪检定规程JJG 938激光小角度测量仪检定规程JJG 998测微准直望远镜校准规范JJF 1077光学测角比较仪校准规范JJF 1078光学倾斜仪校准规范JJF 1083光学、数显分度台校准规范JJF 1114光电轴角编码器校准规范JJF 1115直角尺检查仪校准规范JJF 1140三轴转台校准规范JJF 1669倾角仪校准规范JJF 1915010403角度专用 测量仪四轮定位仪校准装置校准规范JJF 1489微机电（MEMS）陀螺仪校准规范JJF 1535捷联式惯性航姿仪校准规范JJF 1536陀螺仪动态特性校准规范JJF 1537钻孔测斜仪校准规范JJF 1550010501直线度和平面度直线度刀口形直尺检定规程JJG 63平尺校准规范JJF 1097010502直线度和平面度平面度平晶检定规程JJG 28平板检定规程JJG 117平面等倾干涉仪检定规程JJG 661研磨面平尺检定规程JJG 740平面等厚干涉仪校准规范JJF 1100010600表面粗糙度——干涉显微镜检定规程JJG 77光切显微镜校准规范JJF 1092表面粗糙度比较样块校准规范JJF 1099触针式表面粗糙度测量仪校准规范JJF 1105010701万能量具游标类量具通用卡尺检定规程JJG 30高度卡尺检定规程JJG 31电机线圈游标卡尺检定规程JJG 566010702微分类量具千分尺检定规程JJG 21内径千分尺检定规程JJG 22深度千分尺检定规程JJG 24杠杆千分尺、杠杆卡规检定规程JJG 26奇数沟千分尺检定规程JJG 182带表千分尺检定规程 JJG 427大尺寸外径千分尺校准规范JJF 1088整体式内径千分尺（6000mm~10000mm）校准规范JJF 1215测量内尺寸千分尺校准规范 JJF 1411010703指示表类 量具指示表（指针式、数显式）检定规程JJG 34杠杆表检定规程JJG 35010703万能量具指示表类 量具机械式比较仪检定规程 JJG 39百分表式卡规检定规程JJG 109扭簧比较仪检定规程JJG 118大量程百分表检定规程JJG 379深度指示表检定规程JJG 830内径表校准规范JJF 1102带表卡规校准规范JJF 1253010704角度量具直角尺检定规程JJG 7正弦规检定规程 JJG 37电子水平仪和合像水平仪检定规程JJG 103方箱检定规程JJG 194多刃刀具角度规检定规程JJG 275方形角尺检定规程JJG 1046框式水平仪和条式水平仪校准规范JJF 1084水平尺校准规范JJF 1085电子水平尺校准规范JJF 1119组合式角度尺校准规范JJF 1132通用角度尺校准规范JJF 1959010705量规类量具半径样板检定规程JJG 58塞尺检定规程JJG 62圆锥量规检定规程JJG 177光滑极限量规检定规程JJG 343标准环规检定规程JJG 894010705万能量具量规类量具针规、三针校准规范JJF 1207电子塞规校准规范JJF 1310楔形塞尺校准规范JJF 1548010801长度通用测量仪器长度常规测量仪器光学计检定规程 JJG 45工具显微镜检定规程JJG 56线纹比较仪检定规程JJG 72接触式干涉仪检定规程 JJG 101指示类量具检定仪检定规程JJG 201光栅线位移测量装置检定规程JJG 341量块光波干涉仪检定规程JJG 371读数、测量显微镜检定规程JJG 571激光干涉仪检定规程JJG 739感应同步器检定规程JJG 836测长机校准规范 JJF 1066投影仪校准规范 JJF 1093测长仪校准规范JJF 1189激光测径仪校准规范JJF 1250激光千分尺平行度检查仪校准规范JJF 1252数显测高仪校准规范JJF 1254量块比较仪校准规范JJF 1304线位移传感器校准规范JJF 1305扫描探针显微镜校准规范JJF 1351角位移传感器校准规范JJF 1352010801长度通用测量仪器长度常规测量仪器生物显微镜校准规范JJF 1402地面激光扫描仪校准规范JJF 1406数字式激光球面干涉仪校准规范JJF 1739凸轮轴测量仪校准规范JJF 1795微小孔径测量仪校准规范JJF 1806球径仪校准规范JJF 1831直线度测量仪校准规范JJF 1890激光干涉比长仪校准规范JJF 1913金相显微镜校准规范JJF 1914光学轴类测量仪校准规范JJF 1933010802坐标测量 仪器皮革面积测量机检定规程JJG 413图形面积量算仪检定规程JJG 660标准玻璃网格板检定规程JJG 832坐标测量机校准规范JJF 1064激光跟踪三维坐标测量系统校准规范JJF 1242坐标定位测量系统校准规范JJF 1251步距规校准规范JJF 1258影像测量仪校准规范JJF 1318关节臂式坐标测量机校准规范JJF 1408坐标测量球校准规范JJF 1422标准球棒校准规范JJF 1859基于结构光扫描的光学三维测量系统 校准规范JJF 1951010803测微仪气动测量仪检定规程JJG 356010803长度通用测量仪器测微仪斜块式测微仪检定器检定规程 JJG 525引伸计标定器校准规范JJF 1096电感测微仪校准规范JJF 1331激光测微仪校准规范JJF 1663光栅式测微仪校准规范JJF 1682电容式测微仪校准规范JJF 1944010804形状测量仪圆度、圆柱度测量仪检定规程JJG 429表面轮廓表校准规范 JJF 1476圆度定标块校准规范 JJF 1485010805测厚仪X射线测厚仪检定规程JJG 480磁性、电涡流式覆层厚度测量仪检定 规程JJG 818超声波测厚仪校准规范JJF 1126厚度表校准规范JJF 1255X射线荧光镀层测厚仪校准规范JJF 1306湿膜厚度测量规校准规范 JJF 1484橡胶、塑料薄膜测厚仪校准规范 JJF 1488掠入射X射线反射膜厚测量仪器校准 规范JJF 1613电解式（库仑）测厚仪校准规范JJF 1707010901齿轮测量齿轮标准器齿轮渐开线样板检定规程JJG 332齿轮螺旋线样板检定规程JJG 408标准齿轮检定规程JJG 1008010902齿轮测量 仪器跳动检查仪校准规范JJF 1109手持式齿距比较仪校准规范JJF 1121010902齿轮测量齿轮测量 仪器齿轮螺旋线测量仪器校准规范JJF 1122基圆齿距比较仪校准规范JJF 1123齿轮渐开线测量仪器校准规范JJF 1124滚刀检查仪校准规范JJF 1125铣刀磨后检查仪校准规范JJF 1138齿轮齿距测量仪校准规范JJF 1209齿轮双面啮合测量仪校准规范JJF 1233齿轮测量中心校准规范JJF 1561010903齿轮测量 量具公法线千分尺检定规程JJG 82齿厚卡尺校准规范JJF 1072圆柱直齿渐开线花键量规校准规范JJF 1557011001螺纹测量螺纹测量仪器石油螺纹单项参数检查仪校准规范JJF 1063丝杠动态行程测量仪校准规范JJF 1410螺纹量规扫描测量仪校准规范JJF 1950011002螺纹测量量具螺纹千分尺检定规程JJG 25螺纹样板检定规程JJG 60石油螺纹工作量规校准规范JJF 1108圆柱螺纹量规校准规范JJF 1345011100轴承测量——轴承内外径检查仪检定规程JJG 471球轴承轴向游隙测量仪检定规程JJG 626深沟球轴承跳动测量仪检定规程JJG 784深沟球轴承套圈滚道直径、位置测量仪检定规程JJG 785轴承套圈厚度变动量检查仪检定规程JJG 819011100轴承测量——滚动轴承宽度测量仪检定规程JJG 885滚动轴承径向游隙测量仪校准规范JJF 1089轴承套圈角度标准件测量仪校准规范JJF 1113圆锥滚子轴承套圈滚道直径、角度测量仪校准规范JJF 1545轴承圆锥滚子直径、角度和直线度比较测量仪校准规范JJF 1684011201测绘仪器及检定装置测绘仪器检定装置 经纬仪检定装置检定规程JJG 949水准仪检定装置检定规程JJG 960长度基线场校准规范JJF 1214011202测绘仪器水准标尺检定规程JJG 8全站型电子速测仪检定规程JJG 100光学经纬仪检定规程JJG 414水准仪检定规程JJG 425光电测距仪检定规程JJG 703超声波测距仪检定规程JJG 928手持式激光测距仪检定规程JJG 966工业测量型全站仪检定规程JJG 1152垂准仪校准规范JJF 1081平板仪校准规范JJF 1082全球定位系统（GPS）接收机（测地型和导航型）校准规范JJF 1118激光扫平仪校准规范JJF 1166脉冲激光测距仪校准规范JJF 1324工具经纬仪校准规范JJF 1349陀螺经纬仪校准规范JJF 1350011202测绘仪器及检定装置测绘仪器非接触式测距测速仪校准规范JJF 1612望远镜式测距仪校准规范JJF 1704011301长度其它测量仪器长度工程专用仪器焊接检验尺检定规程JJG 704刮板细度计检定规程项目子项目规程/规范名称规程/规范号020101质量天平

近日，国家市场监管总局发布通报，向社会公布了29项国家计量比对结果。其中，广东省计量科学研究院（以下简称广东省计量院）参加的15个国家计量比对项目全部获得满意结果。据介绍，此次广东省计量院参加计量比对的15个比对项目分别是：“心电图机、心电监护仪检定仪检定装置、多参数生理模拟仪校准装置”“633nm激光波长”“力标准机中小力值”“检定校准用空气中异丁烷气体标准物质”“无创自动测量血压计检定装置”“二等标准铂电阻温度计”“标准焦度计顶焦度量值”“新冠病毒N蛋白同位素稀释质谱法测量能力”“全站仪测距精度校准能力”“可燃气体检测报警器检定装置”“电子计价秤检定装置”“中频振动加速度计校准能力”“超大力值叠加式力标准机”“螺纹塞规单一中径量值校准能力”“光滑极限量规检定装置直径量值”等计量比对。

采购项目名称：河北省国土资源厅地质勘查找矿装备建设项目 　　采购项目标书编号：0823-134001YGF051 　　采购人名称：河北省国土资源厅 　　采购人地址：石家庄市红旗大街80号 　　采购人联系方式：0311-66771385 　　采购代理机构全称：河北中机咨询有限公司 　　采购代理机构地址：石家庄市中山东路195号燕春花园酒店19楼 　　采购代理机构联系方式：0311-86063928 　　采购数量： 　　01包 监测站：1台 　　02包 全站仪：3套 免棱镜全站仪：4台 免棱镜全站仪：2套 全站仪式陀螺仪：2套 GPS:7台 瞬变电磁仪：1套 　　03包 全谱直读等离子体发射光谱仪：1台 电感耦合等离子体质谱仪：1套 电感耦合等离子体质谱仪：1套 电感耦合等离子体质谱仪：1套 综合差热分析仪：1台 微波消解仪：1套 　　04包 电子探针显微分析仪：1台 智能偏反光显微镜：1套 偏反两用显微镜：1套 　　项目实施地点：河北省 　　供货时间：按合同要求 　　合同履行期：01包：合同签订后半年 02包：合同签订后4个月内 03包：签订合同后6个月 04包：合同签订后6个月 　　招标公告日期：2013年8月16日 　　定标日期： 2013年9月6日 　　开标、评标地点：石家庄市中山东路195号燕春花园酒店19楼会议室 　　中标供应商名称： 　　01包：青岛国科海洋环境工程技术有限公司 　　02包：河北省地矿物资总公司 　　03包：河北省地矿物资总公司 　　04包：石家庄托普极星商贸有限公司 　　中标供应商地址： 　　01包：青岛市崂山区香港东路23号30号楼 　　02包：石家庄市中山西路891号 　　03包：石家庄市中山西路891号 　　04包：石家庄市红旗大街28号 　　中标金额： 　　01包： 149.8万元人民币 　　02包： 470万元人民币 　　03包：535万元人民币 　　04包：504.3万元人民币 　　评标委员会成员名单： 邓平、王俊霞、田凤琴、范玉龙、郑德志 　　项目联系人：郑德志 　　联系方式：0311-86219117 　　传真电话：0311-86219087 　　采购代理机构受理质疑电话：0311-86063928

导语：激光跟踪仪作为大尺寸空间几何量精密测量仪器，由于具有较高的技术门槛，国内企业又缺乏深厚的经验积累，导致该产品长期被国外垄断。历经十余年的研发与实践，中国科学院微电子研究所和海宁集成电路与先进制造研究院共同组建的研发团队终于在激光跟踪仪的技术领域有了与国际先进技术比肩的突破性进展。本文将带您了解这个研发团队的激光跟踪仪和它在精密制造中扮演的关键性角色。说起激光跟踪仪，高端装备制造企业对它大概并不陌生，它是一种大尺寸空间几何量精密测量仪器，是大型高端装备制造的核心检测仪器，具有测量功能多（三维坐标、尺寸、形状、位置、姿态、动态运动参数等）、测量精度高、测量速度快、量程大、可现场测量等特点。检测的装备体积越大越能显示出此类产品的优越性，所以它更多出现在航空航天、汽车制造、重型机械制造、重工与船舶、能源、科研、医疗等领域等先进制造领域。激光跟踪仪是激光干涉测距技术、激光绝对测距技术、精密测角技术、光电探测技术、精密机械技术、精密跟踪技术、现代数值计算理论等各种先进技术的集大成之作，需要突破百米的测量范围、毫秒级的测量时间、微米级的测量精度以及动态实时跟踪测量等各项技术难点，技术门槛非常高，需要长期的经验积累，几乎不存在弯道超车的可能性。目前，世界范围内主要有美国FARO、美国API、瑞士Leica三家公司生产销售激光跟踪仪，我国当前尚无成熟的激光跟踪仪产品销售。因此，攻克关键技术难点实现激光跟踪仪国产化迫在眉睫。组建团队 攻关激光跟踪仪技术壁垒由于激光跟踪仪的重要性、特殊性和不可替代性，国家层面高度重视激光跟踪仪的自主研发。中国科学院微电子研究所和海宁集成电路与先进制造研究院共同组建的研发团队（以下简称该团队）一直致力于实现激光跟踪仪的国产化。该团队激光跟踪仪的研发历史已有十余年，并阶段性取得骄人成绩：（1）2011年中科院微电子研究所 (原中科院光电研究院激光跟踪仪研发团队)在国内率先开展激光跟踪仪整机研制；（2）2013年推出国内首台原理样机，初步形成具有一定规模的、专业稳定的整机开发团队，引领国内激光跟踪仪的整机与系统关键技术发展，积极追赶国际前沿；（3）2017年推出国际首台三自由度飞秒激光跟踪仪样机，从技术层面上实现了跨越式发展；（4）2021年研制成功国内第一台六自由度激光跟踪仪样机，并通过技术指标测试；（5）2021年三自由度激光跟踪仪进入到产业化阶段，立足海宁集成电路与先进制造研究院，组建了数十人的激光跟踪仪产业化团队，建立激光跟踪仪小批量生产线。该团队在激光跟踪仪领域取得了一系列具有自主知识产权的研究成果，共申报发明专利32项（已授权21项），软件著作权6项，发表研究论文60余篇。2020年激光跟踪仪成果通过了中国仪器仪表行业协会组织的成果鉴定，鉴定委员会认为：“本研究成果技术难度很大，创新性很强，取得了多项自主知识产权。整体达到国际先进水平，研制的激光跟踪仪填补国内空白，飞秒激光跟踪仪属国际首创，其中绝对测距精度、断光续接精度达到国际领先水平。”该成果荣获中国机械工业技术发明特等奖和中国计量测试学会科技进步一等奖。该团队目前主推三自由度激光跟踪仪ICAM-LT-3DOF、六自由度激光跟踪仪ICAM-LT-6DOF如图1所示。除此以外，该团队还可以根据用户的要求定制解决方案，更加贴近客户的使用需求，解决用户的“非标”问题。图1 ICAM-LT-3DOF型激光跟踪仪图2 ICAM-LT-6DOF型激光跟踪仪干货满满 技术原理深度剖析当三自由度激光跟踪仪工作时，如图2所示，激光测距系统获得靶球到仪器的精确距离r，方位编码器和俯仰编码器测角系统分别测出目标方位角A和俯仰角E，利用这三个原始测量值，就可以通过球坐标与直角坐标之间的转换关系获取空间三维直角坐标（X，Y，Z）。图3 三自由度激光跟踪仪原理图合作靶球在空间移动时，从合作靶球返回的一部分光会进入激光跟踪仪内部的位置检测器（PSD，Position Sensitive Detector），随着合作靶球的移动PSD将探测偏移值，跟踪控制系统根据这个偏移值控制方位和俯仰电机转动直到偏移值为零，从而达到跟踪的目的。测量组合参数(A，E，r) 经过坐标转换得到空间三维直角坐标（X，Y，Z）后，经过数据分析软件可以得到被测对象各种几何量参数。激光跟踪仪数据采集系统将测量数据发送至上位机以后，经上位机解析可以确定目标的三维尺寸、几何形貌等信息，并通过计算机实时显示并打印测量结果。六自由度激光跟踪仪为三自由激光跟踪仪的升级产品，如图3所示，在空间位置信息测量的基础上加入了视觉测量、光电测量和惯性测量等模块，用以获取目标空间姿态信息。首先需要建立激光跟踪仪坐标系与上述测量模块之间的转换关系，并通过视觉测量中纵向投影比不变的约束实现横滚角测量；在上述基础上，基于光束向量唯一性约束和激光准直传感原理实现方位角和俯仰角的测量，最后实现三个空间姿态角的测量；除此之外，还融入了惯性测量单元IMU的测量信息，用于动态条件下的辅助测量。图4 六自由度激光跟踪仪原理图多项技术突破 跻身国际先进该团队历经10余年的垂直深耕，在激光跟踪仪领域相继突破了高速激光干涉测距、高精度绝对测距、精密跟踪转台设计、高精度测角、动态伺服跟踪、目标快速识别锁定、多源融合姿态测量、系统误差检测与补偿等多项关键技术，在80m范围内，跟踪测量速度大于4m/s，具有良好的目标快速识别锁定能力，测量精度达到15μm+6ppm，技术性能跻身国际先进行列。优势突出 大尺寸精密测量显身手在大尺寸精密测量领域，激光跟踪仪具有测量范围大、精度高、功能多、可现场测量等优点，取代了大型固定式三坐标测量机、经纬仪、全站仪等许多传统测量设备，在设备校准、部件检测、工装制造与调试、集成装配和逆向工程等应用领域显示出极高的测量精度和效率，激光跟踪仪已成为大尺寸精密测量的主要手段，在实践中可以为为航空航天、汽车制造、重型机械制造、重工与船舶、科学研究、能源、医疗等领域等行业提供可靠的技术保障。（1）航空航天领域在航空航天制造领域，飞行器具有外形尺寸大、外部结构特殊、部件之间相互位置关系要求严格等特点，飞行器的装配通常是在各部件分别安装后再进行总体装配，在部装的某些环节和总装的整个过程中都需要进行严格的几何检测。激光跟踪仪测量的现场性和实时性以及它的高精度可以满足飞机型架和工装的定位安装、飞机外形尺寸的检测、大型零部件的检测以及飞机维修等工程测量需求。例如，测量一架大型飞机的内外形尺寸，首先要确定整架飞机的空间坐标，保证所测量的外形尺寸空间点都在同一坐标系中，可以布置足够的激光跟踪仪测站，这些测站保证了飞机上、下、左、右、前、后等整个外形都在激光跟踪仪测量范围内。其次要保证飞机处于静止状态，测量过程中不能产生移动。激光跟踪仪在每个测站测量某一个区域的飞机外形坐标点，将各个测站下的飞机外形坐标连接起来就构成整架飞机的外形尺寸坐标，对这些点进行处理可形成飞机外形的数字模型。激光跟踪仪扫描范围大，采集数据速度快，数据采集量大，精度高，大大提高了飞机测量的工作效率。（2）汽车制造领域在汽车制造领域，激光跟踪仪用于车身检测、汽车外形测量、汽车工装检具的检测与调整。通过激光跟踪仪采集汽车不同部位的点云数据，再进行拼接得到完整的汽车曲面点云数据，利用三维造型软件得到汽车三维模型。另外，汽车生产线需要以最高级别的自动化程度和准确性进行定期检测，以进行重复性和适产性测试。激光跟踪仪这种移动坐标测量设备适合工业现场使用，在检测工程中使汽车生产的停工期大幅缩短。（3）重型机械制造领域在重型机械制造业中，大尺寸部件的检测和逆向工程常采用激光跟踪仪。在零部件生产中，该系统可以快速精确地检验每个成品零部件的尺寸是否与设计尺寸一致，同时将零部件物理模型迅速数字化，得到的数字化文件可以用各种方法处理从而得出测量结果。在工件模具生产中，激光跟踪仪对工件模型进行扫描测量后建立数据模型，由数据模型生成可被加工中心识别的加工程序，从而加工出模具。三维管片和模具测量系统也是激光跟踪仪的典型工程应用之一，通过跟踪测量成品管片各个表面上的空间点坐标，经过坐标系转换和纠正将表面数据点拟合成平面或曲面，检验管片的尺寸与设计尺寸的偏差，便可判断成品的质量是否合格。与传统的检测方法相比，激光跟踪仪测量速度快，能在短时间内采集大量空间数据点信息，同时可以直接处理数据，给出成果报表，不仅工作效率高，而且大大节省了人力物力。（4）重工与船舶领域在造船工业领域中，激光跟踪仪常用于舰船外形尺寸检测、重要部件安装检测与逆向工程等。例如，船舶制造公司对于甲板都有着极高的要求，每一个拼接块的连接点都必须恰好能够和另外一片拼接块严丝合缝对接，且甲板外侧的外观必须与船体形状严格吻合，如此才能体现船舶的质量和性能。激光跟踪仪能够实时地对长度以及横向曲率进行测量，代替笨重的模板进行现场装配与检测，可使生产时间节约60%-70%，大大提高了船舶的生产效率。（5）能源领域在能源领域，激光跟踪仪常用于大型零部件的高精度加工、尺寸检测和辅助维护。例如，水力发电站中，新的涡轮发电机投入工作之前，必须获得精确的涡轮机转子形状，以便后续的勘测；当进行水力发电站的检测时，需要对在役涡轮机转子开展数字化测量，从而确定涡轮转子的磨损情况。在风力发电站中，对大型风电轮毂叶片外形尺寸进行高精度测量是保证风电轮叶片正常工作的关键。激光跟踪仪能够完成定轴轴径、同轴度、轮毂连接孔位置度的高精度测量，并且仪器轻便灵活、精度高、测量范围大、能够现场测量，已成为风电行业的必然选择。（6）科研领域在科研领域中，激光跟踪仪在粒子加速器的定期检测与调整、重要核心部件安装检测以及机器人制造校准中发挥了重要作用。例如，机器人在工厂机械安装、马达驱动安装、夹具重组等整个生产周期过程中必须保持规定的精度，才能称为高性能工业机器人。机器人设计尺寸与实际生产尺寸的偏差往往较大，主要是由于机械公差和部件安装误差所引起的。在校准机器人的实际应用中，一般有两个工作测量组，一组负责装配机器人，一组则负责检测校准安装部件，激光跟踪仪安置在这两个测量组之间。操作人员通过计算机控制定位，激光跟踪仪可以监测两个工作小组的测量工作。在一组操作人员利用激光跟踪仪检测机器人配件的同时，另一组工作人员负责装配经过检测的工件，装配后再利用激光跟踪仪进行校准。这样，大幅提高了机器人生产安装的工作效率，也节省了人力物力。（7）医疗领域在医疗领域中，质子医疗机在治疗时最重要的是需要准确定位患者体内癌细胞位置，通过控制治疗床移动，将患者需要治疗的部位送到有效的治疗区域内，才能够进行准确有效的治疗。因此医疗机在安装调试时，要求系统能够控制机械臂，将末端工装精确地移动到理论位置。这对测量方案提出了更高标准的要求：能够准确调整病灶中心的位置，X、Y、Z方向偏差要求小于0.1 mm；能够调整连接法兰的姿态精度，RX、RY、RZ要求小于0.1°，同时检测、分析效率要尽可能高。在质子医疗机安装调试过程中，激光跟踪仪可以提供简单便捷的应用方案。首先通过测量固定在墙体上的定位点，建立离子源坐标系，在软件中将机器坐标系定位到离子源坐标系统；通过坐标转换得出病灶中心与工装上定位孔的坐标关系，解算出定位孔的坐标。其次，将反射球放置在定位孔上，通过监视窗口功能查看当前位置偏差，实时调整工装，使偏差逐渐缩小至公差要求。该团队研发的激光跟踪仪已在卫星天线变形与位姿测量技术、飞机大型部件装配测量技术、船舶分段对接测量技术、高能加速器准直调节测量技术、工业机器人现场校准技术等领域开展了一系列应用研究，并取得了良好的社会效益。制造业中的智能装备、复杂结构制造、高精密制造和装配的兴起，对于测量系统提出了精度更高、智能化程度更高、适应性更强的要求。激光跟踪仪作为最先进的三坐标及姿态精密测量仪器之一，将为工程技术及科学研究大尺寸精密测量提供有效的解决方案。由于激光跟踪仪应用范围广、测量效率高、测量精度高，该仪器在高端制造领域扮演的角色越来越重要。激光跟踪仪的国产化，对于我国的制造业，尤其是高端制造领域，具有十分重大的意义。借势而起 稳扎稳打培育市场目前，国家政策一直在主张推进仪器的国产化，实现国产仪器与进口仪器的同台竞争。中国仪器仪表行业协会与中国和平利用军工技术协会在此方面做了大量的工作，这对国产激光跟踪仪的市场化推进是极大的政策性优势。在国防军工行业，激光跟踪仪的应用主要在导弹的测量、潜艇的测量、战斗机的装配、军舰的测量、天线的装配及外形检测，大型结构件测量检测等。由于进口的高端激光跟踪仪含有摄像头装置，这对我国国防军工行业造成了安全隐患。另外，由于进口激光跟踪仪不对我国展示源代码，不排除进口激光跟踪仪含有潜在的功能，这对我国部分商业秘密也带来了风险。如此种种安全隐患更是急需国产激光跟踪仪技术的开发与产品的应用。这是提供给国内企业的机会更是挑战。该团队也将借助他们国际领先的技术优势、可靠的数据链优势，以及强有力的价格优势和维修服务优势，不遗余力的为客户提供高质量的定制化产品和服务。结束语随着中国先进制造业和高端装备的飞速发展，以激光跟踪仪为代表的高精度、数字化、智能化的精密检测设备已经成为这些领域企业占领行业制高点的制胜法宝。一方面，激光跟踪仪在先进制造和高端装备领域的关键作用日益凸显，成为制造行业的核心仪器，国内对激光跟踪仪的需求量激增，国产化呼声高涨；另一方面，近年来西方对我国的技术限制和打压，使激光跟踪仪的采购和售后具有一定的不确定性，这将影响我国高端装备的发展，所以国家对激光跟踪仪等关键核心仪器的国产化大力支持。显而易见，未来激光跟踪仪的产业化具有极为光明的市场前景。

项目编号：HHZB-K2022-0081项目名称：资源昆虫研究所科研仪器设备购置项目-仪器设备采购预算金额：347.0000000 万元（人民币）采购需求：序号设备名称单位数量是否进口1全站仪套1是2土壤团聚体分析仪套1否3便携式土壤呼吸测量系统套1是4光化学反应系统套1否5粒度及Zeta电位分析仪套1是6灭菌锅台1是7单细胞测序平台套1是8超纯水系统套1否920L微生物不锈钢发酵罐套1否10微波萃取系统（无溶剂）套1是11高效液相色谱仪套1是12显微镜套1是13冰冻切片机台1是14多功能冷冻离心机台1是15生信服务器集群套1否16NAS存储服务器套1否注：具体参数等详见采购文件第五章采购需求及技术要求。合同履行期限：/本项目( 不接受 )联合体投标。

CIMT 2013 锁定展位海克斯康展位： W2-111 　　Leica绝对激光跟踪仪 Leica 工业测量系统公司计量分部凭借其覆盖面广的工业测量产品而著称，包括激光跟踪仪与全能测量系统、高精度工业级经纬仪和全站仪，能够与通用的CAD文件、建造与检测工具以及逆向工程软件相融合。采用先进的激光测量技术，Leica 工业计量产品能够更方便、更准确的完成质量控制、部件匹配、装配以及大小尺寸部件的制造等任务。 　　绝对激光跟踪仪是Leica 工业测量系统推出的一系列便携式测量系统：高性能Leica AT901 绝对激光跟踪仪，利用激光进行精确的测量和检测，其测量范围可以包容直径达160 米的球形测量空间。Leica AT901 通过三种方式测得物体的三维坐标：通过跟踪一个带镜面的小球，也就是大家所熟知的反射球 通过跟踪Leica T-Probe产品，一种手持式可移动的无线通讯接触式传感器 通过跟踪Leica T-Scan 产品，一种非接触式的高速激光扫描仪，从而为便携大尺寸测量应用提供了多种解决方案 Leica AT401 绝对激光跟踪仪以其优异的性能成为超大空间尺寸内(包容直径达320 米)的精密测量设备，凭借内部电池供电以及对恶劣环境的适应能力，它可以在各种工作条件下保持最高精度的测量。 　　Leica 绝对激光跟踪仪最新配备PowerLock 技术。采用主动式视觉技术，能够自动锁定任何移动的目标而不需要操作人员的干预。这样，Leica 绝对激光跟踪仪能够在其视场内自动锁定目标，从而帮助操作人员把主要精力集中在被测物体，而不用担心激光跟踪仪和断光。 　　海克斯康计量绝对关节臂测量技术：绝对便携测量 　　超过 20 年的便携式测量经验，海克斯康计量是关节臂测量机的发明者和市场领导者。轻巧便携的系统设计让测量变得快速、便捷和经济。 　　海克斯康计量绝对关节臂是海克斯康计量最新推出的现场计量产品，成为迄今为止最轻便、最高精度、最灵活、技术最新的关节臂测量系统。率先使用绝对编码器技术，为关节臂的每个位置指派绝对值。启动无需初始化，开机即可测量。 　　全新的海克斯康计量绝对关节臂测量机，具有无以伦比的可靠性和空间测量精度，测量范围从 2.0 m - 4.5 m，空间长度精度可达 0.023 mm，能够满足大多数工业检测要求。 　　为满足不同用户的需要，海克斯康计量绝对关节臂提供了三种配置： 　　n 满足通用测量需要、以触发测量为主的六轴绝对臂 　　n 集合触发与激光扫描功能为一体的激光内置型七轴绝对臂 　　n 可外接激光扫描测头的外接型七轴绝对臂 　　GLOBAL Silver:更高效的精密计量 　　GLOBAL Silver (亮箭系列)测量机是海克斯康计量推出的最新一代GLOBAL测量机。GLOBAL Silver采用海克斯康集团全球最新测量机技术，拥有更高的测量效率，测量应用能力更广泛，环境适应能力更宽，同时，测量操作更便利友好。 　　得益于优化的运动算法、改进的软件功能及最新的电子控制技术，GLOBAL Silver较之前的GLOBAL系列测量机，提高了35%的扫描速度，同时保证了一贯稳定的高精度级别。该系列测量机新添加了车间型精密测量机型——GLOBAL Silver SF,该机型采用更为先进的温度补偿技术，能够适应15℃-30℃的宽温带车间环境 针对现场粉尘油污等恶劣环境条件,Silver SF配有灵活轻巧、可重装的防尘罩、无中断激光安全保护带和自动上下料等系统，为高效率安全无人值守操作提供无限可能。 　　GLOBAL系列测量机自2001年上市，已经获得全球4万用户，并在中国达到5000余台销量，在三坐标测量机行业占据了绝对的市场地位。该次技术升级换代，GLOBAL Silver再次为测量行业树立了新的标杆，释放之初已受到广大新老客户的青睐。 　　GLOBAL Mini:小型高精密计量之选 　　GLOBAL Mini，海克斯康计量最新推出的小型数控活动桥式测量机，采用经过验证的机械结构、先进的运动控制系统和功能完善的软件技术，为小尺寸高精密计量提供了完美解决方案。 　　通过配备触发与扫描技术，GLOBAL Mini 可实现各种类型零部件的精密测量和复杂形状评价，该设备行程为300×400×300(mm)，最大精度可达1.0+3L/1000(μm),非常适用于精密加工制造业、电子与医疗器械、光学、制表业等行业小型零部件计量。 　　ROMER 71系列绝对臂：更易获取的便携式在线测量 　　为了满足制造业不同用户的需求，海克斯康计量扩充其ROMER关节臂产品线，推出了最新的ROMER 71系列绝对关节臂。该系列关节臂将作为ROMER关节臂入门级产品系列，以最佳的性价比，为制造业现场在线质量检测提供易获取的快速有效的计量工具。 　　ROMER 71延续ROMER绝对编码器技术，开机即可测量，能够让用户在最短的停机时间获取设备最大的应用工效 机身为碳纤维材料制造，整体重量仅有7.9 公斤，轻便小巧的机身确保了其良好的便携性能，同时，还具有优异的稳定性和可靠性。 　　目前，ROMER 71具有2.5 和3.5 米两种可选量程,点测重复性高达50 微米，能够兼容所有主流计量软件，适用于各类测量需求。投放市场伊始，ROMER 71系列关节臂已经引起包装设计、高校科研教学、车类行业(密闭空间检测)、家具家电、铸造锻造、塑料制造等各行业用户关注。 　　Optiv复合式影像测量系统：高效的多传感器测量技术 　　Optiv 复合式影像测量系统，通过在一台设备中整合影像、激光、白光和接触式测量技术，可根据工件的三维几何形状、材料、反光性能和精度要求选择最合适的传感器进行检测，从而为用户提供了足够的灵活性、精度以及与众不同的复合式传感器测量技术。 　　Optiv 影像测量仪可提供双 Z 轴设计，具有两个独立的垂直轴。将测量传感器分节在两个 Z 轴，简化了测量复杂的三维零部件时传感器的运动，能够缩短测量周期并提高系统的灵活性。 　　Optiv提供了四个系列，满足了不同类型的用户的需求： 　　n Optiv Classic：结构紧凑，经济实用，提供了最优化的性价比 　　n Optiv Performance：能完成多种测量任务，提供了完整的复合多传感器选择，是在计量室以及生产现场完成各种尺寸测量的第一选择 　　n Optiv Advantage：提供了最广泛的各种选项，集复合传感器技术和高精度为一身 　　n Optiv Reference：为精度和技术要求提供了优质保障，为具有极为严格公差要求的工件提供了高精度三维测量方案。 　　在机测量系统 ：加工过程中的工序测量 　　德国m&h在机测量系统，秉承以客户需求为导向的技术创新，自创立以来，已经成为全球在机测量和刀具在机检测市场的领先者。 　　m&h机床测头可以用于铣床、加工中心、车床、车铣复合机床、磨床、专用机床和机器人等设备的在机工件测量。对于各种规模的企业来说，加工过程不仅要在加工前对毛坯进行找正，还要在加工工程中实时监控加工件上的几何特征是否超差。因此，在机测头的应用很好的辅助了日常加工工作，有效减少了加工周期，降低了成本，并实现产能的提升。 　　m&h测头还能够直接在机床上检测所用刀具的长度和半径，检测结果能够自动传输到控制系统的刀具数据库里，可完成定期刀具检测并及时对刀具破损进行识别，从而提高了加工可靠性。 　　m&h在机测量系统还包括界面友好的三维测量软件，通过为用户提供特殊测量任务支持与系统安装的咨询，为用户提供了加工过程中的“精度之源”。 　　Cognitens白光测量系统 　　Cognitens白光测量系统，致力于为制造业尤其是汽车行业提供一流的非接触式三维光学测量解决方案。其独有的专利技术，能够在苛刻的工业环境中，利用二维光学成像重建工件的三维数学模型。这种革命性的测量系统，具有独特的高速数据获取能力，可完成工业设计、产品开发和质量评估、现场测量、过程检测、模具的设计与试制、现场根源分析和车辆试产支持等各种测量与检测任务。 　　Cognitens 最新推出的 WLS400 系列产品为三维光学测量带来新的标准，采用独特的蓝光技术，单次拍摄覆盖面积大，能够在车间环境下高精度、可靠运行，提供丰富而全面的三维信息。Cognitens WLS400 提供了两种机型：Cognitens WLS400M，手动版白光测量系统，用于三维测量，质量检验和数字化工程 Cognitens WLS400A，配合机器人，提供了自动、快速、柔性的现场快速测量方案。

日前，国内首台80米大长度标准装置在中国计量科学研究院建立，并通过专家验收。该装置测量范围达到80米，为测距仪、激光干涉仪等大长度仪器提供了有效检测范围的标准并保证其大长度量值的准确可靠，填补了测量范围大于50米的高精度测量仪器的国内检测空白，达到国际领先水平。 　　目前，我国约有10万台手持式激光测距仪、4万台高精度全站仪和光电测距仪，这些仪器被广泛用于控制测量、精密工程测量、地震形变测量、水电水坝安全监测、核电站和高铁建设中 近600台激光跟踪仪及数量不断增加的组合式经纬仪坐标系统、雷达扫描测量系统等仪器广泛应用于国防工业、航空航天、船舶和装备制造领域，且这类仪器的数量在不断增长。但受测量范围的限制，目前国内能够满足这些仪器检测需求的大长度检测装置还几乎处于空白状态。 　　为解决上述问题，中国计量科学研究院于2008年开展了此方面的研究。据项目负责人、中国计量科学研究院大长度室主任李建双介绍，该装置主要由80米精密导轨系统、大长度激光测量系统、环境温度测量系统和自动控制测量系统4部分组成，装置不确定度可达到0.1μm+2×10-7L(k=2)。 　　另据介绍，导轨长度和直线度等性能指标，是评价大长度标准装置可靠性的重要指标。目前国际上，包括中国在内，仅有德国、美国、芬兰等7个国家建立了大长度标准装置。中国计量院的这套装置，在导轨长度方面仅次于日本的100米导轨，在性能指标方面则处于国际领先地位。

p 　　12月14日，杭州巨星科技股份有限公司发布公告称，将以2268.6 万欧元收购Leica 公司持有的PT公司100%股权,同时增资630 万欧元。 /p p & nbsp & nbsp & nbsp PT 是世界领先的高端激光测量仪器研发制造企业,而巨星科技旗下已有华达科捷和欧镭激光两个激光仪器企业,收购完成后将拥有全部主流激光智能工具产品,而PT 拥有国际领先的研发团队、核心制造技术和一整套世界级标准的产品生产技术,利于提升公司产品的整体研发制造实力和国际竞争力。 /p p 　　收购有利于公司发展工业级客户,推进与Leica 公司进一步战略合作。巨星科技手工具产品原本仅定位于消费级市场,收购完成后可以进入建筑工程和测量测绘领域,利于公司发展工业级客户,获得全新的市场和客户资源。 /p p 　　Leica 是世界顶级精密测绘仪器和测绘软件企业,3D 激光雷达技术全球领先,后续双方将加强技术和渠道合作,推测未来有可能在3D 激光雷达和激光全站仪等领域展开全面战略合作。 /p p strong & nbsp & nbsp & nbsp 部分公告原文如下： /strong br/ /p p style=" text-align: center " strong 巨星科技：关于部分变更募集资金用途的公告 /strong /p p 　　公司拟使用 21,474 万元募集资金增资全资子公司香港巨星国际有限公司，其中 2268.6 万欧元用于购买 Leica Geosystems AG 持有的 PRIM’TOOLS LIMITED股权，630 万欧元用于对其增资。投资完成后，公司拥有 PRIM’TOOLS LIMITED 100%股权。(汇率以 12 月 8 日欧元兑人民币 7.4083 为基础) /p p 　　 strong 新项目投资的必要性分析 /strong /p p 　　随着世界全面进入信息化时代，精准高效的距离信息和测量技术成为物理世界和信息世界相互对应的重要手段。激光工具和仪器越来越成为替代传统光学工具和仪器的选择。 /p p 　　巨星科技从 2015 年进入激光产品领域，先后通过并购华达科捷，设立欧镭激光，不断扩大公司激光智能工具的版图。 /p p 　　PRIM’TOOLS LIMITED(以下简称“PT 公司”)是全球领先的高端激光测量仪器研发制造企业，其母公司 Leica Geosystems AG(以下简称“Leica 公司”)拥有全球最专业完整的测量测绘解决方案，是全球领先的激光测量产品研发制造企业。 /p p 　　PT 公司及其国内全资子公司东莞欧达电子有限公司,是一家以激光测量仪器及其核心零部件研发制造为基础，为国际测量技术巨头提供激光测量产品的生产制造企业。公司目前的主要产品为激光扫平仪，产品定位高端，面向欧洲市场销售。东莞欧达电子有限公司是国家高新技术产业，拥有独立自主的创新与生产制造能力。 /p p 　　PT 公司主要产品有：1、自动激光扫平仪，Leica 公司和 PT 公司合作开发设计，由 PT 公司独家生产的全球最高端、工艺设计最为复杂的扫平仪，具有距离远，分辨率高，防水安全等级高，坡度设置，稳定性好等优点，是全球同类产品的标杆 2、激光扫平仪，PT 公司自主研发设计生产的高端扫平仪，功能全面稳定，成本优势明显 3、激光探测器、遥控器，全球领先的激光产品配件。 /p p 　　本次通过收购 Leica 公司旗下的 PT 公司，将进一步加强公司在激光智能工具方面的实力，符合公司整体发展战略，有利于公司在激光智能工具、激光仪器和激光雷达等产品的整体布局。 /p p 　　 strong 项目的市场前景 /strong /p p 　　激光测距技术出现于 20 世纪 60 年代，最早在航空、航天工程中得到了成功的应用。随着激光技术和电子技术的发展，曾经价格高不可攀的激光测量技术依靠其优异的性能，全面进入了社会工业和生活的各个部门，逐步在测绘、工业测量、自动化控制中得到了广泛的应用。一直以来激光测量技术以其特有的毫米级精度和强大的抗干扰性，作为一种特殊的传感技术广泛运用在大地测绘、工业施工、交通勘察、精确定位等领域。 /p p 　　随着世界全面进入信息化时代，精准高效的距离信息和测量技术成为物理世界和信息世界相互对应的重要手段。激光工具越来越成为替代传统光学工具和仪器的选择。巨星科技在 2015 年开始全面进入激光产品领域，先后并购了华达科捷，设立了欧镭激光，正是看准了这一领域迎来了历史性的发展机遇。 /p p 　　 strong 项目竞争优势 /strong /p p 　　(1)整合激光智能工具产品链 /p p 　　现在主流的激光智能工具包括：激光测距仪、激光标线标点仪、激光扫平仪、激光水平尺、激光管道仪、全站型电子测距仪、3D 激光扫描仪、激光雷达等。巨星科技以及子公司华达科捷在激光标线标点仪、全站型电子测距仪、激光测距仪、激光水平尺等产品已处于世界领先水平，2016 年巨星科技成立了杭州欧镭激光技术有限公司，重点发展 3D 激光扫描仪和激光雷达等新型激光测量传感技术。PT 公司又是目前世界领先的高端激光测量仪器研发制造企业。本次收购完成后，Leica 公司将会继续加强和巨星科技的合作，包括激光管道仪、全站型电子测距仪、3D 激光扫描仪、激光雷达等全方位的激光产品。因此，本次收购完成后巨星科技将拥有全部主流激光智能工具产品，进一步完善公司激光智能工具的产品链，有利于公司智能装备板块的整体发展。 /p p 　　(2)加强公司激光智能工具研发制造实力 /p p 　　PT 公司是 Leica 公司的全资子公司，拥有一个国际领先的研发团队、核心制造技术和一整套世界级标准的产品生产技术。目前，PT 公司不仅拥有发明专利，还拥有精准的质量控制技术以及完整的光管测试设备，确保其所生产产品高精确度和高准确度。 /p p 　　本次收购有利于提升公司的激光智能工具产品的整体研发和制造实力，加大公司激光智能工具产品的国际竞争力。 /p p 　　(3)有利于公司发展工业级客户 /p p 　　巨星科技一直是全球消费级手工具产品的领跑者，但在工业级产品、建筑工程和测量测绘领域由于品牌和技术的限制，行业地位无法达到 DIY 工具市场的高度。 /p p 　　本次收购，公司可以成功进入建筑工程和测量测绘领域，有利于公司更好的发展工业级客户，获得全新的市场和客户资源，从而进一步拓展公司原有的手工具业务。 /p p 　　(4)推进与 Leica 公司进一步战略合作 /p p 　　Leica 公司是一家全球性公司，在测量解决方案的创新设计方面拥有近 200年的历史，其产品和服务深受全球专业人士信赖，能够帮助用户采集、分析和显示空间信息，满足航空航天、国防安全、工程制造等行业的测量需求。PT 公司拥有较高的产品制造能力和管理水平。 /p p 　　而 Leica 公司母公司 Hexagon 则是全球领先的信息技术提供商，广泛服务于各种关键行业。本次股权交易完成后，双方将继续加强技术和渠道合作，为推进激光测量产品(包括激光全站仪、激光雷达等)的全面战略合作打下坚实基础。 /p p 　　 strong 项目经济效益分析 /strong /p p 　　PT 公司 2015 年合并报表净利润 1279.25 万元，2016 年 1-9 月份净利润 978.65万元。公司完成并购后，将会给 PT 公司提供更多的运营资本和客户资源，为公司带来较好的经济效益。 /p p style=" text-align: right " 　　杭州巨星科技股份有限公司 /p p style=" text-align: right " 　　董 事 会 /p p style=" text-align: right " 　　二〇一六年十二月十四日 /p

电荷化理论能够描述中性玻色子系统的布洛赫能带，它预言二维量子化的四缘体具有带隙、拓扑的一维边缘模式。苏黎世邦理工大学的Sebastian Huber教授课题组巧妙地利用一种机械超材料结构来模拟二维的拓扑缘体，次在实验上观测到了声子四拓扑缘体。这一具有重要意义的结果时间被刊登在nature上。研究人员通过测试一种机械超材料的体、边缘和拐角的物理属性，发现了理论预言的带隙边缘和隙内拐角态。这为实验实现高维度的拓扑超材料奠定了重要基石。 图1：实验装置示意图（图片来源：doi:10.1038/nature25156） 值得指出的是，Sebastian Huber教授利用细金属丝将100片硅片组成一个10cmX10cm的平面，以此来模式二维拓扑缘体（如图1所示）。关键点是，当硅晶片被超声激励时，只有中心点有振动；其他角尽管连接在一起仍然保持静止。这种行为类似于二维拓扑缘体的带隙边缘和隙内拐角态的电子行为。而如何探测硅晶片的微小振动是整个实验成功的关键，Sebastian Huber教授利用德国attocube system AG公司的IDS3010皮米精度激光干涉仪（如图2所示）来测量硅晶片不同位置的微小振动变化，整个测量系统的不确定度达到5pm的精度，测量统计误差达到10pm，后在通过超声激励后测得硅晶片的中心位置的振动位移为11.2pm，通过傅里叶变换之后在73.6KHz（如图3所示）。通过attocube皮米精度激光干涉仪IDS3010成功实现声子四拓扑缘体的次观测。 图2：皮米精度位移测量激光干涉仪IDS3010 图3：测量系统示意图和经过傅里叶频率变换的测量结果（图片来源：doi:10.1038/nature25156）IDS3010皮米精度位移测量激光干涉仪体积小、测量精度高，分辨率高达1 pm，适合集成到工业应用与同步辐射应用中，包括闭环位移反馈系统搭建、振动测量、轴承误差测量等。同时也得到了国内外众多低温、超导、真空等领域科研用户的认可和肯定。