[實用新型]一種具有儀器高實時精確測量功能的全站儀

有效

• 申請號: 201720239178.0
• 申請日: 2017-03-13
• 公開（公告）號: CN206514857U
• 公開（公告）日: 2017-09-22
• 發明（設計）人: 廖孟光;李羲;李朝奎;易四海
• 申請（專利權）人: 湖南科技大學
• 主分類號: G01C15/00
• 分類號: G01C15/00;G01C5/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及測量技術領域，尤其是全站儀儀器高的測量。

背景技術

儀器高就是架設全站儀的地面基準點至儀器目鏡中心點的高度。全站儀儀器高的精度直接決定所測坐標高程的精度，對于整個測量精度的影響很大。

（1）鋼卷尺測量法

最傳統的儀器高測量方法。儀器高是量測控制點至儀器中心的垂直距離，直接測量因不是平面的關系，絕對存在誤差，另外鋼卷尺測量誤差較大。

（2）懸高測量法

1.將全站儀架設在距離測量對象較遠處，使得測站望遠鏡到懸高點的垂直角度小于45度。因為垂直角較大的話，三角函數推算出來的高差誤差較大。2.在懸高點投影到地面上的基準點架起棱鏡。測站和地面基準點的連線，最好與懸高測量對象的走向垂直相交。3.進入全站儀的懸高測量程序，輸入棱鏡高度，瞄準棱鏡并按測量鍵，觀測測站與基準點棱鏡的距離。4.松開望遠鏡垂直方向的制動，照準棱鏡上方的懸高點，儀器會隨著垂直度盤的轉動，顯示出對應的地面點到懸高點的高差。這種測量方法操作程序繁瑣，誤差主要包括激光測距誤差、三角函數誤差、以及引進的棱鏡帶來的誤差。

（3）激光測量法

利用儀器自身具有的激光量點功能測取，雖然激光測量精度都高于上述兩種方法，但因為光斑打在十字絲里面而非基準點最高點，帶來了系統誤差，整體測量精度受到限制。

以上測量方法的測量精度均為毫米級，不適用需要精確儀器高參數的場合。為了滿足某些高程高精度測量場合，需要能高精度、簡便易行地測量全站儀儀器高設備和方法。

發明內容

本實用新型所要解決的技術問題是如何精確地測量全站儀儀器高。

一種具有儀器高實時精確測量功能的全站儀，包括全站儀，伸縮桿和位移計，伸縮桿垂直安裝在全站儀的基座下，伸縮桿為中空結構，位移計安裝在伸縮桿外側，伸縮桿下端為鏤空結構且適量配重，伸縮桿底端為透明玻璃基底。優選地，伸縮桿由兩段短桿串接而成。優選地，伸縮桿的橫截面為正三角形。優選地，位移計為磁致伸縮位移計，其兩端分別安裝在伸縮桿上下兩端。優選地，基底固定安裝在伸縮桿下端。優選地，基底為圓柱形，高度為1-3mm。優選地，基底可拆卸更換。優選地，對中激光器垂直安裝在基座下，位于伸縮桿內。優選地，伸縮桿上段短桿的橫截面大于下段短桿本實用新型由于采用了以上技術方案，具有以下有益效果：可在伸縮桿伸開狀態下進行全站儀的對中調平，避免了對中調平后再進行測量對全站儀的擾動，減少了測量誤差；全站儀調平后，伸縮桿與基座和大地兩平面嚴格垂直，且磁致伸縮位移計的測量精度很高，共同保證了所測儀器高程的精度；該全站儀能適用各種條件下的高精度的三角高程測量，在復雜條件下可以代替水準測量；另外可以進行變形監測中沉降監測工作。

附圖說明

圖1是一種具有儀器高實時精確測量功能的全站儀整體結構示意圖；

圖2是全站儀與伸縮桿連接部分結構示意圖；

圖3是伸縮桿與位移計部分結構示意圖；

圖4是伸縮桿底端部分局部放大結構示意圖；

圖中：1.全站儀，2.伸縮桿，3.磁致伸縮位移計，4.基座，5.透明玻璃圓柱形基底，6.對中激光器，7.鏤空結構。

具體實施方式

實施例1，如附圖1-3所示。

一種具有儀器高實時精確測量功能的全站儀，包括全站儀，伸縮桿和位移計，伸縮桿垂直安裝在全站儀的基座下，伸縮桿為中空結構，位移計安裝在伸縮桿外側，伸縮桿下端為鏤空結構且適量配重，伸縮桿底端為透明玻璃基底。

伸縮桿下端為鏤空結構，同時底端為透明玻璃基底，可在伸縮桿伸開狀態下目視激光斑點進行全站儀的對中調平，避免了對中調平后再進行測量對全站儀的擾動，減少了測量誤差。伸縮桿下端適量配重，或者在伸縮桿內加入縱向彈簧，能夠保證伸縮桿底端與地面基準點時刻保持接觸，減少測量誤差，同時亦可實時監測儀器高的微小變化。本裝置亦可用于其它設備或者位置高度的測量和實時監測。優選地，伸縮桿由兩段短桿串接而成。只有兩段短桿串接的理由是，首先，兩段串接已可將伸縮桿高度調到80mm以下，足夠一般使用，其次，多段串接更難保證其連接處的垂直度，會帶來更大的測量誤差。優選地，伸縮桿的橫截面為正三角形。伸縮桿橫截面為正三角形的理由是，在用料和用量相同情況下，三角形較圓形等多邊形結構更穩定，不易產生彎曲形變。優選地，位移計為磁致伸縮位移計，其兩端分別安裝在伸縮桿上下兩端。

磁致伸縮傳感器是采用“磁致伸縮原理”研制開發的高精度位移傳感器，采用非接觸測量方式，不會由于磨擦、磨損等原因造成傳感器的使用壽命降低。它良好的環境適應性、可靠性和穩定性，使用極為方便，與導電橡膠、LVDT、電阻式位移傳感器等產品相比有明顯的優勢。它的輸出信號是一個真正的絕對位置輸出，而不是比例的或需要再放大處理的信號，所以不存在信號漂移或變值的情況，因此不必像其它位移傳感器一樣需要定期重標和維護；正是因為它的輸出信號為絕對數值，所以假使電源中斷重接也不會對數據接收構成問題，更無須重新歸回零位。選用磁致伸縮位移計的主要理由是，其量程可選50mm到8000mm，量程范圍合適本案選取1000mm左右即可，同時其精度可高達0.002％ ，折算成1000mm的測量誤差即是1000×0.002mm＝0.00125mm，對于一般儀器高測量精度足夠。 優選地，基底固定安裝在伸縮桿下端。優選地，基底為圓柱形，高度為1-3mm。為了減少玻璃折射對激光對中的影響，基底厚度不能過大，同時宜選用折射率小且強度高的玻璃材料。 優選地，基底可拆卸更換。優選地，對中激光器垂直安裝在基座下，位于伸縮桿內。激光可穿透玻璃基底與地面基準點進行對中，避免伸縮桿的存在對激光對中的影響。優選地，伸縮桿上段短桿的橫截面大于下段短桿。該全站儀使用方法：a.架設全站儀，伸開伸縮桿，使其底端接觸到地面基準；b.對中；c.粗平；d.精平；e.測取儀器高，記錄位移計顯示的讀數，計算儀器高。