[实用新型]一种具有仪器高实时精确测量功能的全站仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及测量技术领域，尤其是全站仪仪器高的测量。

背景技术

仪器高就是架设全站仪的地面基准点至仪器目镜中心点的高度。全站仪仪器高的精度直接决定所测坐标高程的精度，对于整个测量精度的影响很大。

（1）钢卷尺测量法

最传统的仪器高测量方法。仪器高是量测控制点至仪器中心的垂直距离，直接测量因不是平面的关系，绝对存在误差，另外钢卷尺测量误差较大。

（2）悬高测量法

1.将全站仪架设在距离测量对象较远处，使得测站望远镜到悬高点的垂直角度小于45度。因为垂直角较大的话，三角函数推算出来的高差误差较大。2.在悬高点投影到地面上的基准点架起棱镜。测站和地面基准点的连线，最好与悬高测量对象的走向垂直相交。3.进入全站仪的悬高测量程序，输入棱镜高度，瞄准棱镜并按测量键，观测测站与基准点棱镜的距离。4.松开望远镜垂直方向的制动，照准棱镜上方的悬高点，仪器会随着垂直度盘的转动，显示出对应的地面点到悬高点的高差。这种测量方法操作程序繁琐，误差主要包括激光测距误差、三角函数误差、以及引进的棱镜带来的误差。

（3）激光测量法

利用仪器自身具有的激光量点功能测取，虽然激光测量精度都高于上述两种方法，但因为光斑打在十字丝里面而非基准点最高点，带来了系统误差，整体测量精度受到限制。

以上测量方法的测量精度均为毫米级，不适用需要精确仪器高参数的场合。为了满足某些高程高精度测量场合，需要能高精度、简便易行地测量全站仪仪器高设备和方法。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是如何精确地测量全站仪仪器高。

一种具有仪器高实时精确测量功能的全站仪，包括全站仪，伸缩杆和位移计，伸缩杆垂直安装在全站仪的基座下，伸缩杆为中空结构，位移计安装在伸缩杆外侧，伸缩杆下端为镂空结构且适量配重，伸缩杆底端为透明玻璃基底。优选地，伸缩杆由两段短杆串接而成。优选地，伸缩杆的横截面为正三角形。优选地，位移计为磁致伸缩位移计，其两端分别安装在伸缩杆上下两端。优选地，基底固定安装在伸缩杆下端。优选地，基底为圆柱形，高度为1-3mm。优选地，基底可拆卸更换。优选地，对中激光器垂直安装在基座下，位于伸缩杆内。优选地，伸缩杆上段短杆的横截面大于下段短杆本实用新型由于采用了以上技术方案，具有以下有益效果：可在伸缩杆伸开状态下进行全站仪的对中调平，避免了对中调平后再进行测量对全站仪的扰动，减少了测量误差；全站仪调平后，伸缩杆与基座和大地两平面严格垂直，且磁致伸缩位移计的测量精度很高，共同保证了所测仪器高程的精度；该全站仪能适用各种条件下的高精度的三角高程测量，在复杂条件下可以代替水准测量；另外可以进行变形监测中沉降监测工作。

附图说明

图1是一种具有仪器高实时精确测量功能的全站仪整体结构示意图；

图2是全站仪与伸缩杆连接部分结构示意图；

图3是伸缩杆与位移计部分结构示意图；

图4是伸缩杆底端部分局部放大结构示意图；

图中：1.全站仪，2.伸缩杆，3.磁致伸缩位移计，4.基座，5.透明玻璃圆柱形基底，6.对中激光器，7.镂空结构。

具体实施方式

实施例1，如附图1-3所示。

一种具有仪器高实时精确测量功能的全站仪，包括全站仪，伸缩杆和位移计，伸缩杆垂直安装在全站仪的基座下，伸缩杆为中空结构，位移计安装在伸缩杆外侧，伸缩杆下端为镂空结构且适量配重，伸缩杆底端为透明玻璃基底。

伸缩杆下端为镂空结构，同时底端为透明玻璃基底，可在伸缩杆伸开状态下目视激光斑点进行全站仪的对中调平，避免了对中调平后再进行测量对全站仪的扰动，减少了测量误差。伸缩杆下端适量配重，或者在伸缩杆内加入纵向弹簧，能够保证伸缩杆底端与地面基准点时刻保持接触，减少测量误差，同时亦可实时监测仪器高的微小变化。本装置亦可用于其它设备或者位置高度的测量和实时监测。优选地，伸缩杆由两段短杆串接而成。只有两段短杆串接的理由是，首先，两段串接已可将伸缩杆高度调到80mm以下，足够一般使用，其次，多段串接更难保证其连接处的垂直度，会带来更大的测量误差。优选地，伸缩杆的横截面为正三角形。伸缩杆横截面为正三角形的理由是，在用料和用量相同情况下，三角形较圆形等多边形结构更稳定，不易产生弯曲形变。优选地，位移计为磁致伸缩位移计，其两端分别安装在伸缩杆上下两端。

磁致伸缩传感器是采用“磁致伸缩原理”研制开发的高精度位移传感器，采用非接触测量方式，不会由于磨擦、磨损等原因造成传感器的使用寿命降低。它良好的环境适应性、可靠性和稳定性，使用极为方便，与导电橡胶、LVDT、电阻式位移传感器等产品相比有明显的优势。它的输出信号是一个真正的绝对位置输出，而不是比例的或需要再放大处理的信号，所以不存在信号漂移或变值的情况，因此不必像其它位移传感器一样需要定期重标和维护；正是因为它的输出信号为绝对数值，所以假使电源中断重接也不会对数据接收构成问题，更无须重新归回零位。选用磁致伸缩位移计的主要理由是，其量程可选50mm到8000mm，量程范围合适本案选取1000mm左右即可，同时其精度可高达0.002％ ，折算成1000mm的测量误差即是1000×0.002mm＝0.00125mm，对于一般仪器高测量精度足够。 优选地，基底固定安装在伸缩杆下端。优选地，基底为圆柱形，高度为1-3mm。为了减少玻璃折射对激光对中的影响，基底厚度不能过大，同时宜选用折射率小且强度高的玻璃材料。 优选地，基底可拆卸更换。优选地，对中激光器垂直安装在基座下，位于伸缩杆内。激光可穿透玻璃基底与地面基准点进行对中，避免伸缩杆的存在对激光对中的影响。优选地，伸缩杆上段短杆的横截面大于下段短杆。该全站仪使用方法：a.架设全站仪，伸开伸缩杆，使其底端接触到地面基准；b.对中；c.粗平；d.精平；e.测取仪器高，记录位移计显示的读数，计算仪器高。