[發明專利]數字水準儀視準線誤差及補償誤差校驗裝置和檢校方法

在審

• 申請號: 202210080112.7
• 申請日: 2022-01-24
• 公開（公告）號: CN114485729A
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 劉海波;張鑫;李冀;劉正華;宋瀟;汪洋艦;郭若成;武金鳳;胡俊杰;洪衛
• 申請（專利權）人: 湖北省地震局（中國地震局地震研究所）;武漢地震計量檢定與測量工程研究院有限公司
• 主分類號: G01C25/00
• 分類號: G01C25/00
• 代理公司: 武漢紅觀專利代理事務所(普通合伙) 42247
• 代理人: 管先翠

本發明提供了數字水準儀視準線誤差及補償誤差校驗裝置和檢校方法，包括平行光管、水平準線陪檢器、集成條碼分劃單元、CCD高斯目鏡單元和微傾升降工作臺等；所述平行光管水平放置；集成條碼分劃單元固定設置在平行光管的焦平面處，集成條碼分劃單元由透光材料制成；集成條碼分劃單元中心處設置有水平橫軸和豎直縱軸交叉構成的分劃板十字絲；沿著集成條碼分劃單元的水平橫軸方向間隔設置有若干不同類型的水準標尺編碼區；各水準標尺編碼區內還沿著集成條碼分劃單元的水平橫軸或者豎直縱軸方向間隔設置有若干列條碼；微傾升降工作臺與CCD高斯目鏡單元分別設置在平行光管水平延伸方向的兩端；水平準線陪檢器設置在微傾升降工作臺上。

技術領域

本發明涉及水準儀校準設備技術領域，尤其涉及數字水準儀視準線誤差及補償誤差校驗裝置和檢校方法。

背景技術

水準儀是一種提供水平視線的測繪儀器，通過照準兩根水準標尺進行讀數來測量兩點間的高差。采用線紋式水準標尺與目鏡人工讀數進行測量的水準儀稱為光學水準儀，采用條碼水準標尺并在其內部設置CCD等感光成像元件進行自動讀數的稱為數字水準儀。光學水準儀的基本結構為帶有十字分劃板的望遠鏡，十字分劃板中心與物鏡中心的連線即為水準儀的視準線方向，當水準儀正確安置時，視準線方向與水平面的夾角即為視準線誤差，即i角。數字水準儀在光學水準儀的基礎上，增加了分光鏡以及線陣CCD等感光成像元件，在數字水準測量時，水準標尺上的條碼在感光面上成像，條碼像在感光元件上標稱中心點處的標稱高度即為測量讀數，這就形成了數字視準軸，其與水平面的夾角即為數字i角。

現有的數字水準儀的室外i角通用檢定/校正方法，其核心原理是在室外至少30米以上通視場地不同位置測量水準標尺A或者水準標尺B上的固定點的高差，在不同位置，水準儀與兩尺的距離之差不同，i角對高差測量結果的影響也不同。圖1所示的是《JJG425—2003水準儀檢定規程》中對數字水準儀i角檢定提供的另一種方法，將基準的數字水準儀放置在檢臺上，調整專用光管A或B的十字絲與基準的數字水準儀的十字絲重合，然后照準條碼按動測量，獲取標準視高，將被檢的數字水準儀C按圖進行水平放置，照準專用光管，升降被檢的數字水準儀使其十字絲與專用光管的十字絲重合，獲取視高，計算視準線誤差的變化值，由于分劃板不在透鏡的焦平面上，所成的虛像在有限距離上需要精確升降水準儀使其十字絲重合，而數字水準儀的i角誤差會影響數字i角的檢定結果，檢測過程還會引入系統誤差。

數字水準儀通過光學機械設計，或是安裝傾斜傳感器測得儀器機身的傾斜量，使得水準儀在一定范圍內傾斜時，仍能保持視準線俯仰角不變，或是對機身傾斜導致的測量誤差進行修正，稱為數字水準儀的補償功能。對補償誤差的檢定是通過高差變化量來計算補償誤差，其缺點是在前傾后高差測量中，由于水準儀的方向變化，儀器傾斜狀態不同，因此測得的不是某一狀態的補償誤差，而是兩個微傾狀態下補償誤差之差，需要更多的測量才能測準。

鑒于以上現狀，可以發現數字水準儀的檢定依賴于專用光管確定的標準視高，儀器高度的變化對測量結果會產生一定影響而且檢測前需要對數字水準儀的光學i角進行精確校正，并且室外檢測容易受到環境干擾，惡劣天氣無法室外測量，缺乏量值追溯能力。

發明內容

有鑒于此，本發明提出了一種不依賴專用光管的標準視高、不容易受到環境干擾、量值可溯源的數字水準儀視準線誤差及補償誤差校驗裝置和檢校方法。

本發明的技術方案是這樣實現的：

一方面，本發明提供了一種數字水準儀視準線誤差及補償誤差校驗裝置，包括平行光管、水平準線陪檢器、集成條碼分劃單元(1)、CCD高斯目鏡單元(2)和微傾升降工作臺(3)；

所述平行光管水平放置；