数字水准仪i角检校方法探讨

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测绘技术装备

季刊

第5卷

2 0 0 3年第 4期

数字水准仪 i角检校方法探讨罗官德任道胜陈如丽 (中国地震局第二地形变监测中心摘

7 1 0 0 5 4 )

要：数字水准仪在精密水准测量中应用愈来愈广，但在实际使用过程中由于外界条件的影响，仪器 i

角随之变化甚至超限，给用户带来较大的实际问题，至今国内还没有提出解决办法.本文对仪器结构原理

进行分析，从而提出数字水准仪 i角的调整办法，供有关使用和检修人员参考.关键词：数字水准仪 i角含义调整方法

1引言

条准绝对水平线的准确程度。 方法，以消除仪器 i角对观测数据的影响，但在实 2 . 3数字水准仪 i角 际测量中，由于地形和丈量等客观条件的限制，不数字水准仪具有与传统 t l动安平水准仪相同的可能完全遵守前后视距相等的原则。因此，对水准光学机械结构，自动安平系统仍采用典型的交叉吊 测量特别是精密水准测量，仪器 i角的大小和稳定带光学机械补偿摆，如图 1所示。在数字水准仪光性是保证水准测量精度的一个重要条件。 路中，具有标准刻度光敏电件的 C C D探测器 (参考随着科学技术特别是电子技术的迅速发展，数信号 )固定于望远镜焦平面上。这时标尺上的条码字水准仪在水准测量中被广泛应用。它融电子技术、 分划经过仪器物镜、调焦、补偿器、分光镜，并通图像处理技术、计算机于一体，以条码间隔影像信过分光镜的作用，条码影像的一束光线成像于分划息与参考信号进行图像数学处理的测量原理，自动板上，便于目镜肉眼观测，因此，数字水准仪又可采集测量数据、信息处理和获取自动记录每一个观以当作一般普通自动水准仪使用。而条码分划影像测值，从而实现水准测量仪器的发展方向。虽然数的另一束光线成像于 C C D探测器上。在 C C D探测器字水准仪具有将测定的 i角存入机内，并对所测数上得到标尺条码分划影像 (测量信号 )与 C C D探测据按该 i角进行自动修正功能，但仪器 i角受外界器内存的标准码 (参考信号 )按相关方法进行比对。 温度、湿度、振动的影响而瞬时变化仍然存在。《国 比对十字丝中央位置周围的测量信号，使之移动直家一、二等水准测量规范

》要求：用于一等水准测至两个信号最佳符合，通过电子 C P U运算处理后， 量 D S Z 0 5级水准仪，i角≤ 1 5”,超限的仪器禁止得到望远镜中丝在标尺上的视高数值，如图 2所示。 使用。因此，研究讨论数字水准仪 i角问题非常有比对上、下丝的测量信号及条码尺成像的比例，可必要。

众所周知，水准测量中采用前、后视距相等的

入射光线与这条水平光线经过补偿器后的准绝对水平视准线之间的夹角。它的大小和稳定性取决于这

得到仪器与条码尺之间的距离。

2水准仪 i角的含义

2 . 1常规符合气泡水准仪 i角水准仪的主要目的是如何得到一条比较接近水平的视准线，而这条水平视准线为物镜光心和分划板十字丝交点的连线。那么，又是如何得知这条视

准线接近水平呢？常规水准仪是借助符合水准气泡的水准轴得到仪器的视准线处于接近水平状态。因此，常规水准仪 i角指的是水准仪望远镜的视准线

图 1

和符合气泡水准管的水准轴在竖直平面上投影的夹角。它的大小和稳定性取决于符合水准管的水准轴的精度。 2 . 2自动安平水准仪 i角

自动安平水准仪采用的是光学自动安平补偿器，用它取代过去常规水准仪符合水准气泡。因此， 自动安平水准仪的 i角指的是经过物镜光心的水平图2

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2 0 0 3年第 4期( Yl a -YI b ) - ( Y 2 a -Y 2 b )i: a r c t g——

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由仪器结构原理得知，数字水准仪 i角具有两个含义：一个是光学系统 i角，由图 i所示，避开电子系统，将数字水准仪当作一般自动安平水准仪， 它的 i角如同上 1 . 2自动安平水准仪 i角。另一个是光电系统 i角，它是经过物镜光心的水平入射光线与这条水平光线经过补偿器到 C C D探测器参考点的水平视准线之间的夹角，这就是数字水准仪机内 所显示的 i角。显然，这两个系统 i角的含义是不样，相互之间也没有多大关联。一

( dl a -dI b ) - ( d 2 a -d 2 b ) ( Y 2 a -Y 2 b )一( Y l a -Y l b )≈

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3数字水准仪 i角的检定方法

图4

式中各符号与式 ( 1 )一致。 3 . 1光学系统 i角的平行光管法 3 . 2 . 3库式 ( K u k k a m a e k )法这与检验光学水准仪 i角完全一样，可以在室 R^ 矗尺内进行。预先调平平行光管作为基准水平线，将仪器置于可以升降工作台上，调平仪器上圆水准气泡， 通过仪器调焦，观察仪器十字丝横丝与平行光管内基准水平线是否重合，若两者有偏差，表明仪器 i 角存在，其 i角大小看它的偏离程度。3 . 2光电系统 i角的测试方法图5

8

将两条码尺 ( A、 B)置于相距 2 0 m处，首先在数字水准仪 i角检测程序中，提供以下不同在两条码尺 ( A、B)中点安置仪器站 ( 1 )进行读数， 检测方法的选择： 然后在两条码尺连线上距其中之一 2 0 m安置另一仪 3 . 2 . 1费式 ( F o r s t n e r )法器站 ( 2 )进行读数，如图 5所示。则仪器 …… 此处隐藏：2975字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……