CN201497501U - 数字式大地水准面高差测量仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于大地测量仪器，特别是一种用于大地水准面测量的数字式大地水准面高差测量仪，其特征是：它至少包括第一物镜(1)和第二物镜(2)组成的物镜组，调焦镜(3)、补偿器光路(4)、分光棱镜(5)、分划板(6)、目镜组(7)、CCD探测器(8)；第一物镜(1)和第二物镜(2)组成的物镜组后沿光学成像轴(光轴)经过调焦镜(3)与补偿器光路(4)光学连接，补偿器光路(4)输出光进入分光棱镜(5)分成两路，一路通过分光棱镜(5)成像到分划板(6)上，分划板(6)后面有目镜组(7)；另一路通过分光棱镜(5)的反射面至CCD探测器(8)。它提供了一种高程差测量精度高、使用方便、数据处理速度快的数字式大地水准面高差测量仪。

Description

数字式大地水准面高差测量仪

技术领域

本实用新型属于大地测量仪器，特别是一种用于大地水准面测量的数字式大地水准面高差测量仪。

背景技术

电子水准仪属于大地水准测量仪器，是利用水平视线进行工作的测绘仪器，目前，市场上销售的仍然是传统的光学水准仪，如图1给出传统光路图，目标从胶合物镜1通过经过调焦镜3、补偿器光路4成像到序号分划板5上，人眼通过目镜组7观测到分划板5目标像。物镜1采用单组胶合透镜，视场通光口径为φ30，这样的***分辨率为4.9″，而且单组胶合透镜消像差较弱。***测量每公里往返高差测量误差为±3mm。不仅如此，读取测量的数据也存在着测量读数误差大的问题，使操作者的劳动强度很大，事后数据处理非常繁琐。而现代化的工程建设所要求的精度越来越高，继而对工程中的高程差测量精度要求越来越高。

发明内容：

本实用新型的目的是提供一种高程差测量精度高、使用方便、数据处理速度快的数字式大地水准面高差测量仪。

本实用新型的目的是这样实现的，数字式大地水准面高差测量仪，其特征是：它至少包括第一物镜和第二物镜组成的物镜组，调焦镜、补偿器光路、分光棱镜、分划板、目镜组、CCD探测器；第一物镜和第二物镜组成的物镜组后沿光学成像轴(光轴)经过调焦镜与补偿器光路光学连接，补偿器光路输出光进入分光棱镜分成两路，一路通过分光棱镜成像到分划板上，分划板后面有目镜组；另一路通过分光棱镜的反射面至CCD探测器。

所述的第一物镜和第二物镜组成的物镜组采用单片加胶合结构。

所述的第一物镜的焦距F1＝160.99mm，第二物镜的焦距F2＝711.43mm。

所述的在分光棱镜的分光面上镀有偏振膜。

所述的视场通光口径为φ36mm。

本实用新型的优点是：由于在光学***中加装分光棱镜，分光棱镜的分光面上镀有偏振膜，能有效地减少回光信号中的杂散光。分光棱镜至CCD探测器；CCD探测器输出图像经处理电路信息处理，使测量方便，精度准确。从第一物镜和第二物镜、调焦镜到补偿器光路的反射镜均增大了有效孔径，提高了***的分辨率，使CCD能接收到更多能量的光信号。

附图说明

下面结合实施例附图对本实用新型作进一步说明：

图1是传统的光学水准仪光路原理图；

图2是本实用新型实施例光学水准仪光路原理图。

图中：1、第一物镜；2、第二物镜；3、调焦镜；4、补偿器光路；5、分光棱镜；6、分划板；7、目镜组；8、CCD探测器。

具体实施方式

如图2所示，目标从第一物镜1和第二物镜2组成的物镜组后沿光学成像轴(光轴)经过调焦镜3进入补偿器光路4，补偿器光路4输出光进入分光棱镜5分成两路，一路通过分光棱镜5成像到分划板6上，人眼通过目镜组7观测到目标像；另一路通过分光棱镜5的反射面至CCD探测器8上，通过图像信息处理***；数据处理***，实行电子测量并将数据显示出来。

第一物镜1和第二物镜2组成的物镜组采用单片加胶合结构，物镜组的视场通光口径为φ36mm。可以有效的起到消除像差，提高***像质的作用。从第一物镜1和第二物镜2、调焦镜3到补偿器光路4的反射镜均增大了有效孔径，提高了***的分辨率，使CCD探测器8能接收到更多能量的光信号。

第一物镜1的焦距F1＝160.99mm，第二物镜2的焦距F2＝711.43mm。

在望远镜中装置了由CCD构成的探测器，水准尺的分划按一定规律编码，用宽窄不等的黑白条码代替常规标尺的刻划和注记。探测器将水准尺上的代码图像用电信号传送给信息处理机，信息经处理后即可求得水平视线的水准尺数据和视距值。

在分光棱镜5的分光面上镀有偏振膜，这样能有效地减少回光信号中的杂散光。

配合本实用新型使用的水准尺是所测高差的度量标准，因此一般应满足以下标准：当空气的温度或湿度发生变化时，水准尺的长度稳定或变化极小；分划正确、精密；在构造上保证全长正直，不易发生弯曲；装有足够精密的圆水准器，以便于将水准尺垂直竖立。

普通光学水准仪所用的水准尺材料是铝合金，它的线膨胀系数大于铟钢尺，受温度等气候影响大，从而造成读数误差大影响最终的测量精度；而数字水准仪所用水准尺材料为铟钢尺，它的线膨胀系数小，克服了铝合金水准尺受空气温度或湿度变化而引起的测量误差，同时铟钢尺上装有精密圆水准器，保证测量作业时水准尺垂直竖立，使仪器的测量误差减至最小。

实施后经通过电子测量测得每公里往返高差测量误差为±1mm、0.7mm、0.5mm、0.3mm，测量精度达到国际精密水准仪测量水平。

Claims (5)

1.数字式大地水准面高差测量仪，其特征是：它至少包括第一物镜(1)和第二物镜(2)组成的物镜组，调焦镜(3)、补偿器光路(4)、分光棱镜(5)、分划板(6)、目镜组(7)、CCD探测器(8)；第一物镜(1)和第二物镜(2)组成的物镜组后沿光学成像轴(光轴)经过调焦镜(3)与补偿器光路(4)光学连接，补偿器光路(4)输出光进入分光棱镜(5)分成两路，一路通过分光棱镜(5)成像到分划板(6)上，分划板(6)后面有目镜组(7)；另一路通过分光棱镜(5)的反射面至CCD探测器(8)。

2.根据权利要求1所述的数字式大地水准面高差测量仪，其特征是：所述的第一物镜(1)和第二物镜(2)组成的物镜组采用单片加胶合结构。

3.根据权利要求1所述的数字式大地水准面高差测量仪，其特征是：所述的第一物镜(1)的焦距F1＝160.99mm，第二物镜(2)的焦距F2＝711.43mm。

4.根据权利要求1所述的数字式大地水准面高差测量仪，其特征是：所述分光棱镜(5)的分光面上镀有偏振膜。

5.根据权利要求1所述的数字式大地水准面高差测量仪，其特征是：所述的物镜组的视场通光口径为φ36mm。

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