数字水准仪及水准尺的检定与精度分析VIP免费

·勘测技术·收稿日期：!""#"$!%作者简介：梁&旺（’($’—），男，助理工程师，!"")年毕业于武汉大学测绘工程专业，工学学士。数字水准仪及水准尺的检定与精度分析梁&旺（铁道第四勘察设计院线站处，武汉&*)""#)）摘!要：阐述数字水准仪的测量原理及其读数方法，着重介绍数字水准仪的一些检定项目的方法。实验所用的仪器主要是徕卡+,)""!、+,)"")、拓普康-.’"’/。针对数字水准仪进行一些精度分析的探讨。关键词：数字水准仪；误差；补偿技术；精度分析中图分类号：0!’!1!*2#&&文献标识码：,文章编号：’""*!(%*（!""#）增刊"!"*"*"!电子水准仪概述为了实现水准仪读数的数字化，人们进行了近)"年的尝试，从’(("年起，测量仪器已经完成了从精密光机仪器向光机电测一体化的高技术产品的过渡，攻克了水准仪数字化读数这一最后的难关。#!电子水准仪的原理及特点#$"!电子水准仪的特点与传统仪器相比电子水准仪具有以下特点。（’）读数客观。不存在误读、误记问题，没有人为读数误差。（!）精度高。视线高和视距读数都是采用大量条码分划图像经处理后取平均得出来的，因此，削弱了标尺分划误差的影响。（)）速度快。由于省去了报数、听记、现场计算以及人为出错的重测次数，测量时间与传统仪器相比可以节省’3)左右。（*）效率高。只需调焦和按键就可以自动读数，减轻了劳动强度。视距还能自动记录，检核，处理并能输入电子计算机进行后处理，可实现内外业一体化。#$#!电子水准仪的原理电子水准仪又称数字水准仪，它是在自动安平水准仪的基础上发展起来的。随着测绘仪器制造技术的飞速发展，数字水准仪的普及率越来越高。数字水准仪具有测量速度快，精度高，操作简单，易于实现内外业一体化等优点，代表了水准仪的发展方向。目前主要的仪器有徕卡（+,)""!3)"")），蔡司（-4+4’"3!"），拓普康（-.’"’/3’"!/）等。虽然仪器的结构不完全相同，但其基本测量原理相似：都采用条码标尺，仪器内装图像识别器和处理系统。目前照准标尺和调焦仍需人工目视进行。人工完成照准和调焦之后，标尺条码一方面被成像在条形码上，供目视观测，另一方面通过望远镜的分光镜，标尺条码又被成像在光电传感器（又称探测器）上，即线阵//-器件上，供电子读数。因此，如果使用传统水准尺，电子水准仪又可以像普通自动安平水准仪一样使用。不过这时的测量精度低于电子测量的精度。特别是精密电子水准仪，由于没有光学测微器，当成普通自动安平水准仪使用时，其精度更低。%!数字水准仪及水准尺的检定与精度分析电子水准仪的检验项目可以分为新项目和常规项目两大类。新项目包括温度性能、系统分辨率、遮挡影响、照明影响、标尺倾斜影响以及最大最小视距等等。常规项目包括安平精度、剩余补偿误差、迟滞影响、磁场影响、标尺检验及每公里往返高差中数的标准差等。此次研究是进行数字水准尺的检定与精度分析。%$"!测试水准仪的系统分辨率系统分辨率，又称系统精度，是指仪器与标尺配套使用时，在高度方向上实际能识别的最小高度变化量。它与仪器的最小显示值不同。水准仪的系统分辨率是反映水准仪及其所使用的标尺综合精度的一个重要指标，当标尺被升到一个精确的数值时，在仪器上也能真实地反映出这个数值的变化。反之，当仪器和标尺有缺陷时，该数值肯定有偏差，即不满足!（"#）5$"2$’"#的函数关系式。数字水准仪显示屏上的最小示值为"1"’66，这个数值的真实程度究竟有多大，也该根据检测来确定。这种测试的外界条件极高，不能有振动和气流的影响。一般只能在实验室中才可进行，以目前条件只能利用水准仪上固定标称的数据进行分析。%$#!检定水准尺的分划质量条码型水准尺是目前用于水准测量的新型测量标尺，与传统的水准尺的线纹分划形式相比，不但线纹分划是非等间距的，而且线纹本身是非等宽度的，因而对其线纹分划间隔、线纹宽度的测量法进行研究，这对于实现条码尺精确、快速的自动检测，是一项十分有意义的工作。!"#铁道标准设计!!"#$%"&’()"*+"!+’+,(#-*’.//0（增刊）梁!旺—数字水准仪及水准尺的检定与精度分析·勘测技术·目前，用于水准尺检测的系统主要是双频激光干涉仪和光电瞄准信号处理...