[发明专利]准平行光远距离动态重合度的自准直测量方法及装置

权利要求书

1.一种准平行光远距离动态重合度的自准直测量方法，其特征在于：该方法包括如下步骤： 

（a）在测量点安装重合度测量装置（19），所述的重合度测量装置（19）为望远系统，在望远系统上装半导体激光器，其发出发散角0.5～2mrad的准平行光，即在100m距离时的光斑直径为50mm至200mm； 

（b）在目标点放置角锥棱镜（22），角锥棱镜（22）能保持反回光和入射光平行，即重合度测量装置（19）发出的准平行光照在角锥棱镜（22）通光口径内的光束原路反回，发散角不变；反回光经重合度测量装置（19）的物镜汇聚并成光点像于像距V处，重合度测量装置（19）中的光电转换元件接收反回光，即可测量出像点O处的位置值t； 

（c）当角锥棱镜（22）在光斑范围内运动时，其线位移ΔL使反回光束偏离主光轴，像点则从O₁移动至O₂，则重合度测量装置（19）中的光电转换元件可测量得到t₁与t₂，Δt=t₁-t₂为位置差值；重合偏差Δα由下式求得： 

Δα=K*Δt 

式中：K——转换系数，固定值，单位为″/μm； 

Δα——重合偏差，也称为“偏零量”或“脱靶量”，单位为″； 

Δt——重合度测量装置的光电转换元件测量出的位置差值，单位为μm。 

2.根据权利要求1所述的一种准平行光远距离动态重合度的自准直测量方法，其特征在于：所述的转换系数K通过如下方法定标获得； 

（I）以TM5100A电子经纬仪（17）作为角度标准，将重合度测量装置 （19）下方安装在调平底座（18）上，重合度测量装置（19）与TM5100A电子经纬仪（17）一起放置于测量点，位置关系为重合度测量装置（19）在前，TM5100A标准电子经纬仪（17）在后，两者距离不大于0.5m；重合度测量装置（19）和TM5100A电子经纬仪（17）都调至水平，光轴调至基本重合； 

（II）在100～2000m远处目标点放置角锥棱镜（22），角锥棱镜（22）顶点的铅垂线上，固定一个发光二极管作为灯标（25）；角锥棱镜（22）安装于直线导轨（23）上，直线导轨（23）上装有指示位移量的直尺（24）； 

（III）重合度测量装置（19）对准角锥棱镜（22），使反回光点与重合度测量装置（19）的目镜分划板的十字线中心重合，此时重合度测量装置（19）中的光电转换元件计算出的位置值为t₀，即“零位”；TM5100A标准电子经纬仪对准灯标（25），使灯标（25）与重合度测量装置（19）的目镜分划板竖丝重合，此时经纬仪水平角读数值为α₀； 

（IV）移动角锥棱镜（22），反回光偏离主光轴，重合度测量装置中的光电转换元件计算得出像点位置值t₁；将TM5100A电子经纬仪（17）与角锥棱镜（22）上方的灯标（25）再次对准，读出此时经纬仪水平角读数值为α₁； 

（V）计算转换系数K 

Δα₀=α_1-α_0，； 

Δt₀=t_1-t₀； 

式中K——转换系数，单位为/μm； 

Δα₀——定标时的标准角度差值，； 

Δt₀——定标时光电转换元件测量出的位移差值，μm。