考試DINI數(shù)字水準儀路徑視差校正的實現(xiàn)應用

1、DINI數(shù)字水準儀路徑視差校正的實現(xiàn)應用黃河水文勘察測繪局2008年5月28日目 錄需要重新進行分段修改后再寫DINI數(shù)字水準儀路徑視差校正的實現(xiàn)應用一 概述 自20 世紀90 年代數(shù)字水準儀問世以來, 其精確性和高效性已經(jīng)得到了廣大測繪業(yè)內(nèi)人士的認可, 尤其是近年來隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展, 數(shù)字水準儀的價格得以大幅下調(diào), 使其越來越廣泛地應用于各項測繪生產(chǎn)作業(yè)中, 如黃河大堤沉降監(jiān)測、閘門沉降監(jiān)測、黃河大斷面等級水準測量等。 美國天寶公司出品的DINI 數(shù)字水準儀是目前我國測繪市場上進口數(shù)字水準儀中的主流產(chǎn)品, 是集光學技術(shù)、電子技術(shù)、數(shù)字圖像處理技術(shù)以及計算機技術(shù)于一體的高新技術(shù)產(chǎn)品, 其

2、標稱精度為每千米往返測高差中誤差±0 .3 mm, 可用于國家一、二等水準測量和各種精密工程測量, 其數(shù)字化的讀數(shù)和記錄方法不但可以有效地消除各種測、記誤差, 而且在外界條件良好的情況下, 一測站的觀測僅需要3 5 s , 極大地提高了工作效率。數(shù)字水準儀的工作原理如圖1 所示圖1 數(shù)字水準儀工作原理 DINI 數(shù)字水準儀雖然有諸多優(yōu)點, 但仍存在一些使用上的缺陷。DINI數(shù)字水準儀由于過度使用條件，運輸，存儲和溫度變化都可能導致儀器性能的下降和測量結(jié)果不好，尤其是在站尺距離不等時。DINI數(shù)碼水準儀可以通過自身的DINI部件補償器可以矯正視差傾斜。補償器的自動校正功能可以確保儀器在

3、補償工作范圍內(nèi)自動校正光學水準測量和電子測量的傾斜視線到水平位置。DINI的補償范圍在精度設(shè)定為±0.2的情況下，是補償數(shù)值為15。由于補償器對儀器的視線水平影響很大，因此要經(jīng)常進行檢校，檢校時要確定視線偏差的殘值，以便求出相關(guān)的改正數(shù)，進而對數(shù)據(jù)進行改正。由此可見，我們在使用數(shù)字水準儀的過程中，要經(jīng)常的對線路測量進行檢校，我們經(jīng)常采用DINI儀器提供的兩種檢校方法分別是光學檢校和電子測量檢校方式。二 線路測量的檢校1 調(diào)出檢校功能 我們可以調(diào)出DINI數(shù)字水準儀的校正菜單（如圖2，圖3），可以選者四種不同的方式進行調(diào)整。圖2 校正菜單圖3 校正菜單 Fostner法 在相距45m處

4、設(shè)立二根標尺（1 2）將此距離分為三等份，并設(shè)兩個儀器站（A B），在其連線上相距15m，然后從測站測兩個標尺。 Nahbaner法 定義一段45m長的距離并分為三等分（1 2）上設(shè)站，并在距兩端15m處立標尺，從兩側(cè)站測量兩標尺。 Kukkamak法 在相距20m處設(shè)立兩個標尺（A B），首先該尺連線之間的測站（1）量測兩標尺。然后從測站（2）再測此兩標尺，測站（2）距兩標尺連線外沿20m處。日本方法 與Kukkamak法擺設(shè)標尺和儀器相同，然而標尺距離為30m，測站（2）距離標尺A3m處。在任何調(diào)整之前，都需要注意當時周圍溫度和太陽輻射對儀器的影響，要是儀器適應于周圍溫度并防止儀器一邊受熱

5、。我們選定好校正方法后，可以改變地球曲率與折射的設(shè)定，不過在DINI菜單的其他點是不可能的，只有在諫諍系統(tǒng)之后，地球曲率和折射的設(shè)定才可以有效的實現(xiàn)，從而視線才可以正確的校正。 視線校正的方法 1 電子測量校正電子測量方法主要使用標尺在儀器單位菜單中的INP功能，在校正之前，必須把單位設(shè)為米（m），f或英寸（inch），以保證理論值的正確顯示，在調(diào)出校正程序以后，當前的照準線就會顯示出來。我們調(diào)出DINI菜單中的校正界面（如圖4）圖4 校正界面OK 開始測量校正，如果用了OK開始校正程序以后，在顯示了老的視線改 正以后，已經(jīng)中斷的水準線路的狀態(tài)再加以繼續(xù)。ESC 結(jié)束校正菜單，并確認原來的數(shù)值

6、。 我們調(diào)出校正程序以后，就可以使用儀器右邊的測量鍵或右測量面板提示定義方法所需的儀器開始進行校正，校正程序由圖形所支持（如圖5），我們以使用Fostner法為例。圖5 校正程序MASS或鍵開始測量RPT 我們此時最好采用重復測量的方法，如果設(shè)置了重復測量模式，對于 標尺的測量可以自動執(zhí)行，直至達到預設(shè)的測量次數(shù)或達到了所需求的 標準差，并且在此模式下，連續(xù)計算的標尺讀數(shù)值以及距離與標準差 都會顯示出來。ESC 在M達到預設(shè)測量次數(shù)之前停止測量DISP 可用于調(diào)出顯示上一次測量所得的數(shù)據(jù)在儀器完成上述校正之后，儀器會自動計算照準線的改正，當聯(lián)測值可以使用的時候，儀器會根據(jù)距離對其進行校核，這就

7、有效的防止了錯誤的發(fā)生，一旦校核不符合，DINI界面就會提示出錯。 照準線路校正完成以后，DINI界面會出現(xiàn)如下結(jié)果畫面（圖6）圖6 校正完成畫面RPT 重復測量OK 確定結(jié)果使用DISP進一步顯示的信息（如下圖7）圖7 結(jié)果數(shù)值界面OLD 為數(shù)值絕對值NEW 新值（可以接受的成果），在確認了新值可以使用后，我們需要檢查 十字線校準，用照準目視讀數(shù)的方法來檢查十字線。IPN 輸入一個估計值需要注意的是，我們在進行校正測量和輸入計算的平均值時，需要十分的小心仔細，因為DINI儀器不會校核一個無意義的輸入值。照準線路校正完成后，DINI顯示屏會顯示如下界面（圖8）圖8 校正結(jié)果界面進行多次照準線路

8、校正僅僅需要幾秒鐘就能很好的區(qū)分開來，為了要達到良好的成果，我們必須具備穩(wěn)定的儀器設(shè)備和環(huán)境條件。我們在多次的實踐中發(fā)現(xiàn)使用電子測量的方法進行儀器校正，我們需要按時間對數(shù)值進行統(tǒng)計（如下圖9），在短時間內(nèi)，對一些不正常的差值數(shù)據(jù)，保持其原始條件，可再進行重復校核。圖9 數(shù)值統(tǒng)計表2 光學校正 圓氣泡的校正 修補器的自動照準，對于目視觀測和電子觀測均可保證傾斜的照準線在工作范圍內(nèi)自動整平，在將儀器沿垂直線旋轉(zhuǎn)時，圓氣泡必須始終居中于調(diào)整圓之內(nèi)。在測量中，圓氣泡的移動軸必須在調(diào)整圓的中心，所以只要有看的出的變化，我們必須要對圓氣泡進行校正。首先我們需要檢查圓氣泡的功能，如下圖（圖10）所示圖10

9、用本儀器的三個腳螺絲將氣泡居中，如1位置 將儀器沿垂直軸旋轉(zhuǎn)180°，圓氣泡必須仍然在校正圓內(nèi) 如果氣泡離開了校正圓（如圖2）則必須要進行圓氣泡校正我們在檢查圓氣泡功能后，如果圓氣泡離開了校正圓，我們就需要進行圓氣泡校正，共需要6個步驟 拆下防護蓋的螺絲，（如圖11）圖11 用三只腳螺絲在位置1調(diào)制儀器，使圓氣泡在校正圓內(nèi)（如下圖12） 圖 12 沿垂直軸旋轉(zhuǎn)到位置2（圖13）圖 13 用腳螺絲改正氣泡偏差的一半，再用圓氣泡校正螺絲J1，J2，J3改正剩 余的一半。 重復以上的方法檢查氣泡誤差，直至圓氣泡在校正圓內(nèi)。 重新裝上保護蓋。 光學照準線校正方法 在校正過程中，如果新的照準線

10、被接受，DINI自帶的程序就會要求進行十字絲校核（人工讀數(shù)），無論是進行光學測量還是電子測量，十字絲校核這個過程都十分重要。 光學校正方法：轉(zhuǎn)動用于上一次照準的尺子或者換一個有標示的標尺，然后比較一個指定值的讀數(shù)，如果二者之差大于2mm，就說明需要進行光學校正，我們?nèi)匀徽諟适纸z的位置，同時我們打開儀器蓋子（如下圖14），調(diào)整在目鏡下的校正螺絲直至實際測量值和理論值相符為止，則說明光學校正完成。需要注意的是我們完成光學校正后，需要重新把蓋子固定好。圖 14三、結(jié)束語 數(shù)字水準儀測量在保證傳統(tǒng)光學精密水準測量精度的前提下, 避免了傳統(tǒng)光學水準儀經(jīng)常出現(xiàn)的測記錯誤, 尤其是極大地提高了測量內(nèi)、外業(yè)的工