[發明專利]水準測量裝置和水準測量方法

有效

• 申請號: 201080009218.3
• 申請日: 2010-02-19
• 公開（公告）號: CN102334007A
• 公開（公告）日: 2012-01-25
• 發明（設計）人: J·萊斯
• 申請（專利權）人: 萊卡地球系統公開股份有限公司
• 主分類號: G01C1/04
• 分類號: G01C1/04;G01C1/06;G01C5/00;G01C15/00;G01C15/06
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 李輝;宋教花

1.一種水準測量裝置(1)，該水準測量裝置包括：

-瞄準裝置，其定義了校準軸(2)并為了確定高度的目能夠用測量桿(5)進行校準；

-成像系統，該成像系統與所述瞄準裝置在空間上隔開并包括：

-成像物鏡(7)，為該成像物鏡(7)指定有物鏡主平面(8)，以及

-檢測器(11)，該檢測器(11)包括位于像平面(12)中的記錄面(10)，

其中，所述成像系統的視場(18)被所述成像物鏡(7)和所述檢測器(11)限定為最大角度范圍，在該最大角度范圍內能夠由所述成像物鏡(7)借助于所述檢測器(11)的記錄面(10)來檢測點；以及

-評估裝置(6)，該評估裝置(6)與所述檢測器(11)相連接，

其中，能夠由所述評估裝置(16)采用所述檢測器信息將所述測量桿(5)的在所述校準軸(2)的高度處的高度信息作為測量高度來進行提供，所述水準測量裝置的特征在于：

所述成像物鏡(7)和所述檢測器(11)相對于彼此并相對于包含所述校準軸(2)的物平面(6)被實施和布置為使得所述物平面(6)的位于所述視場(18)內的所有點同時清楚地成像在所述檢測器(11)的記錄面(10)上。

2.根據權利要求1所述的水準測量裝置(1)，其特征在于：

所述成像物鏡(7)具有在所述視場(18)內以取決于角度的方式變化、尤其是以取決于方位角角度的方式變化的焦距，具體地，其中，所述成像物鏡(7)具有：

-在一個軸上的像場彎曲，尤其是在水平軸上的像場彎曲，或

-以取決于角度的方式變化的衍射結構。

3.根據權利要求1所述的水準測量裝置(1)，其特征在于：

所述成像物鏡(7)和所述檢測器(11)相對于彼此并相對于所述校準軸被布置為使得所述物鏡主平面(8)、所述像平面(12)以及所述物平面(6)以滿足沙伊姆弗勒條件的方式彼此平行地對準，并且使得所述成像物鏡(7)的光軸和所述檢測器(11)的光軸以彼此間隔開偏移量的方式來布置，所述成像物鏡(7)的光軸和所述檢測器(11)的光軸分別垂直于所述物鏡主平面(8)和像平面(12)。

4.根據權利要求1所述的水準測量裝置(1)，其特征在于：

所述物鏡主平面(8)、所述像平面(12)以及所述物平面(6)以滿足沙伊姆弗勒條件的方式相交于公共相交線(9)，其中在所述物平面(6)和所述物鏡主平面(8)之間形成有角度α，并在所述物鏡主平面(8)和所述像平面(12)之間形成有角度β。

5.根據權利要求4所述的水準測量裝置(1)，其特征在于：

所述成像物鏡(7)的中心在物鏡距離處被間隔開，所述檢測器(11)的記錄面(10)的中心在距所述相交線(9)的檢測器距離處被間隔開，并且兩個中心相對于所述相交線(9)大體上位于公共法向平面內，所述法向平面還包括所述校準軸(2)。

6.根據權利要求4或5所述的水準測量裝置(1)，其特征在于：

根據要成像在所述校準軸上的距離范圍選擇所述角度α和β、所述物鏡距離、所述檢測器距離以及所述檢測器(11)的記錄面(10)的垂直于所述相交線(9)方向的廣度，其中選擇所述角度α和β來確定成像比例，所述角度α優選地位于80°至90°的范圍內，尤其是大致為90°，并且尤其是，其中g為物距，b是對應于將所述物平面(6)上的點成像到所述檢測器(11)的記錄面(10)上的點的像距，并且其中所述成像物鏡(7)具有由公式1/f＝1/g+1/b確定的焦距f。

7.根據權利要求1至6中任意一項所述的水準測量裝置(1)，其特征在于：

所述檢測器(11)包括二維傳感器陣列，其中可以在所述傳感器陣列的第一方向上針對清楚地成像的物體檢測在所述校準軸(2)上的位置，并在橫向于所述第一方向的第二方向上檢測所述物體的高度信息。

8.根據權利要求1至7中任意一項所述的水準測量裝置(1)，其特征在于：

傾斜傳感器(14)與所述評估裝置(16)相連接，其中所述傾斜傳感器(14)提供所述校準軸(2)和水平校準線(13)之間的偏離角度γ，所述評估裝置(16)使用所述偏離角度γ以及成像的物體在所述校準軸(2)上的位置來提供所述高度信息。