[发明专利]一种数码图像对中的全站仪及其测定水平角方法

摘要

本发明公开了一种数码图像对中的全站仪及其测定水平角方法,所述数码图像对中的全站仪包括对中部件，对中部件为安装在照准部中转轴内腔的CCD拍摄器，CCD拍摄器的底端延伸至三角架面板的下侧；所述全站仪架设于已知点A的上方，整平全站仪后，全站仪的对中点为Aʹ点；通过分别瞄准两个已知的目标点B和点C，求解出真实∠BAC的水平角角值；本发明改变了传统多次交替反复对中、整平，逐步逼近已知坐标点对中的前期调试手段，仅需整平，无需精确对中，降低操作难度，大大提高工作效率。

主权项

1.一种数码图像对中的全站仪及其测定水平角方法,其特征在于：所述数码图像对中的全站仪包括对中部件，对中部件为安装在照准部中转轴内腔的CCD拍摄器，CCD拍摄器的底端延伸至三角架面板的下侧；所述全站仪架设于已知点A的上方，整平全站仪后，全站仪的对中点为A′点；通过分别瞄准两个已知的目标点B和点C，求解出真实∠BAC的水平角角值；具体的操作步骤如下：(1)将数码图像对中的全站仪架设在已知点A的上方，在显示屏上可见已知点A落入CCD拍摄器拍摄范围内；粗略整平全站仪后，全站仪的对中点A′在已知点A的附近；(2)精确整平全站仪，先水平旋转全站仪照准部整体，再垂直旋转照准部的望远镜镜筒，使镜筒精确瞄准目标点B，转动螺旋锁定器，分别锁定照准部与镜筒，测存全站仪对中点A′至目标点B的水平距离A′B；(3)打开全站仪镜筒内的导向指示灯，在目标点B上形成红色光斑点B′点，松开镜筒螺旋锁定器，转动镜筒，使红色光斑点B′向全站仪方向回拉，落在CCD拍摄器拍摄范围内，转动镜筒螺旋锁定器，锁定镜筒，拍摄图像；(4)在拍摄的图像中，全站仪对中点A′与已知点A两点之间的水平距离A′A通过图像技术确定：即在已知点A上设置规则图形的标记物，标记物中心点与已知点A的中心重叠，已知标记物的某段距离为R，数字图形软件识别确定数码图像中R的像素r、A′A的像素d，则A′A的距离：(5)全站仪中的数字图形软件识别出红色光斑点B′的几何中心、全站仪对中点A′和已知点A的中心，三点连线形成的∠B′A′A的角值，由于点B在A'B'延长线上，因此∠BA′A＝∠B′A′A；(6)根据∠BA′A的角值及上述得到的A′B、A′A的距离，确定AB的水平距离：当0°<∠BA′A<180°时，则B点、A′点和A点围成三角形，根据余弦定理，则当∠BA′A＝180°时，A点在A′B的延长线上，则AB＝A′B+A′A；当∠BA′A＝0°时，A点在A′B的线段上，则AB＝A′B‑A′A；(7)松开照准部与镜筒的螺旋锁定器，水平转动照准部的整体，使照准部的镜筒瞄准另一目标点C，采用上述步骤(2)‑(6)相同的方法，测存全站仪对中点A′至目标点C的水平距离A′C、求得已知点A至另一目标点C的水平距离AC；(8)当照准部的镜筒从瞄准的目标点B转到瞄准目标点C，全站仪的水平度盘得到水平角∠BA′C的角值；(9)根据∠BA′C的角值及上述测存的A′B、A′C，确定BC的水平距离：当0°<∠BA′C<180°时，则A′点、B点和C点围成三角形，根据余弦定理，则当∠BA′C＝180°时，A′点在BC的线段上，则BC＝A′B+A′C；当∠BA′C＝0°时，A′点在BC的延长线上，则BC＝|A′B‑A′C|；(10)根据上述求得的AB、AC和BC的水平距离，求出真实水平角∠BAC的角值，真实水平角∠BAC的角值按以下情形判断：当两边之和大于第三边，则A点、B点和C点围成三角形，根据余弦定理，则当AB+AC＝BC时，A点在BC的线段上，则∠BAC取180°；当|AB‑AC|＝BC时，A点在BC的延长线上，则∠BAC取0°。