电子水准仪.docVIP

引言 随着科学技术的发展进步，大地测量观测技术获得了突破性的进展，取得进展的主要原因是光电技术的快速发展带来的测量仪器设计制造的技术革新。这些技术进步的显著特点体现在观测信息从模拟信号过渡到数字化信号，使测量结果不仅可以快速获得，提高测量工作效率，而且，测量精度和可靠性与传统方法相比都有提高。在水准测量方面，出现了电子水准仪。 电子水准仪是一种功能很强的测量仪器。操作简单，测量速度比光学水准仪提高50%到60%，易于实现内外业一体化。在实际测量工作中，电子水准仪与光学水准仪相比有很多优点。比如，电子水准仪视线高和视距读数都是采用条码分划图像经处理后取平均值得出来的，削弱了标尺分化误差的影响。所以，研究学习新型电子水准仪的性能，对于在实际工作的中有重要意义。本文以徕卡DNA03电子水准仪的性能检测为题目，目的是通过检测新型电子水准仪的性能，总结电子水准仪的精度水平和使用稳定性等性能。 1 徕卡DNA03电子水准仪的基本组成与测量原理 1.1电子水准仪的组成 数字水准仪采用了大体一致的结构，其基本构造由光学机械部分、自动安平补偿装置和电子设备组成，电子设备主要包括：调焦编码器、光电传感器、读取电子元件、单片微处理机、CSI接口（外部电源和外部存储记录）、显示器件、键盘和测量键以及影像、数据处理软件等，标尺采用条形码供电子测量使用[1]。 1.2电子水准仪的测量原理 采用编码标尺，标尺的条码作为参照信号存在仪器内。仪器内装置图像识别器和图像数据处理系统，标尺用不同宽度的条码组合来表征尺面的不同位置，人工完成照准和调焦之后，标尺条码一方面被成像在望远镜的分划板上，供目视观测，另一方面线译码器捕获仪器视场内的标尺影响作为测量信号，然后与仪器的参考信号进行比较，便可求得视线高度和水平距离。就像光学水准测量一样，测量时标尺要直立。由于传感器的敏感范围从最高频率的可见光到亚红光的频率，所以只要把标尺照亮本仪器还可以在夜间进行测量[4]。如下图（图1-1）： 图1-1 Fig.1-1 2徕卡DNA03电子水准仪的仪器特点 2.1电子水准仪的特点[1] 1）、大显示屏，数字字符键盘； 2）、双向水平微动； 3）、便携式摄像机电池； 4)、磁阻尼补偿器； 5)、机载程序； 6)、数据存贮到内存； 7)、将数据备份到 PCMCIA 卡或有适配器的CF卡。 2.2主要技术数据[1] 水准测量精度（每公里双次观测标准偏差）： 电子测量 铟钢条码尺——0.3 mm/km 距离测量精度： 标准偏差 5mm/10m 电子测距范围： 标尺长度3m 1.8m—110m 望远镜 最短标尺距离 0.6m 水准仪灵敏度 圆水准器 8′/2mm 补偿器: 用电子跟踪的磁阻尼摆补偿器 倾斜角（补偿范围） 10″ 补偿精度： 0.3″ 测量值改正: 倾斜误差改正 自动 地球曲率改正 开/关；水准仪检验改正值 记录: 内存 约6000个测量成果，或大约1650站观测成果（BF） RS232接口 根据“Measure Record”以GSI—8/GSI—16格式输出数据 数据备份 PCMCIA卡可达32MB 磁场灵敏度 在野外磁场强度为 0 μT～±400μT[4 高斯] ，范围不变的情况下对水平视线的影响 ≤1″ 温度范围: 存贮 -40℃ ~ +70℃ 操作 -20℃ ~ +50℃ 2.3仪器专用术语[1] S 测站 1 标尺1（后视标尺） 2 标尺2（前视标尺） C 标尺C（中间点：测量时的碎部点，放样时的放样点） B 后视标尺读数。对双观测法：B1，B2 F 前视读数，双观测法：F1，F2 int 碎部视线或放样视线的标尺读数 DB 后视距离 DF 前视距离 Dint 碎部视线的距离 / 放样视线的距离 HO 起始点高程，如海拔高 H 前视点/碎部点高程 dH 后视视线与前视视线、碎部视线或放样视线之间的高差 dh 两标尺（碎部视线/ 放样视线或前视）之间依次求得的高差 HCol 仪器的水平线（＝视线高度） 3徕卡DNA03电子水准仪的主要功能 随着测量程序的开始，开始窗口显示作业、线路及其测量程序相关的其他设置。如图3-1。 图3-1 Fig.3-1 3.1水准测量功能 进入水准测量界面（如图3