[发明专利]一种具有仪器高实时精确测量功能的电子水准仪及其用法

说明书

本发明所要解决的技术问题是如何精确地测量电子水准仪仪器高。一种具有仪器高实时精确测量功能的电子水准仪，包括电子水准仪，延展基座，测量尺和摄像头，延展基座为电子水准仪基座的水平延伸体，延展基座上具有一竖直方向的穿孔尺套，测量尺从穿孔尺套中穿过，摄像头安装在延展基座上，与电子水准仪通过有线或无线方式相连，朝向测量尺的刻度面，测量尺下端为基底。本发明具有以下有益效果：利用电子水准仪自身图像读数功能读取仪器高，测量精度很高且节省了大量成本；电子水准仪的高程是已知的，减少了该基准点上的高程测量步骤，测量效率翻倍；电子水准仪精平后，测量尺与延展基座和大地两平面严格垂直，其次测量尺始终伸开与地面基准点紧密接触，且摄像头的测量精度很高，共同保证了所测仪器高程的精度。

技术领域

本发明涉及测量技术领域，尤其是电子水准仪仪器高的测量。

背景技术

水准仪是建立水平视线测定地面两点间高差的仪器。原理为根据水准测量原理测量地面点间高差。主要部件有望远镜、管水准器（或补偿器）、垂直轴、基座、脚螺旋。按结构分为微倾水准仪、自动安平水准仪、激光水准仪和电子水准仪。按精度分为精密水准仪和普通水准仪。

目前，电子水准仪的照准标尺和调焦仍需目视进行。人工调试后，标尺条码一方面被成像在望远镜分化板上，供目视观测，另一方面通过望远镜的分光镜，又被成像在光电传感器（又称探测器）上，供电子读数。由于各厂家标尺编码的条码图案各不相同，因此条码标尺一般不能互通使用。当使用传统水准标尺进行测量时，电子水准仪也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。

当前电子水准仪采用了原理上相差较大的三种自动电子读数方法：1）相关法（徕卡NA3002/3003）2) 几何法（蔡司DiNi10/20）3) 相位法（拓普康DL101C/102C）。它与传统仪器相比有以下特点：

1)读数客观。不存在误差、误记问题，没有人为读数误差。

2)精度高。 视线高和视距读数都是采用大量条码分划图象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。多数仪器都有进行多次读数取平均的功能，可以削弱外界条件影响。不熟练的作业人员业也能进行高精度测量。

3)速度快。由于省去了报数、听记、现场计算的时间以及人为出错的重测数量，测量时间与传统仪器相比可以节省1/3左右。

4)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，可实线内外业一体化。

确定地面点高程的测量工作，称为高程测量。高程测量又是测量三项基本工作之一。根据使用仪器和施测方法的不同，高程测量可分为水准测量、三角高程测量和气压高程测量。用水准仪测量高程，称为水准测量，它是高程测量中最常用、最精密的方法。

水准测量的基本原理是利用水准仪提供的“水平视线”，测量两点间高差，从而由已知点高程推算出未知点高程。

目前，通常用高差法测量高程。若已知A点的高程，欲测定B点的高程，则在、两点上竖立两根尺子，并在、两点之间安置一架可以得到水平视线的仪器。假设水准仪的水平视线在尺子上的位置读数分别为尺（后视）读数为，尺（前视）读数为 ，则、两点之间的高程差（简称高差）为

    （1）

于是点的高程为

   （2）

   （3）

连续水准测量。在实际水准测量中，A、B 两点间高差较大或相距较远，安置一次水准仪不能测定两点之间的高差。此时有必要沿A、B 的水准路线增设若干个必要的临时立尺点，即转点（用作传递高程）。根据水准测量的原理依次连续地在两个立尺中间安置水准仪来测定相邻各点间高差，求和得到A、B 两点间的高差值。