12电子水准仪.ppt

12电子水准仪
双侧无限位
微动螺旋
钻石般的圆水准器
(有照明)
带有概略瞄准器
的固定提把
低耗能电池
字母数字
键盘
RS232
接口
PCMCIA 卡
优秀的光学系统
可定制的显示屏
§ 电相比较是求视线高的过程，在此二维相关中， 一维是视距， 另一维是视线高，二维相关之后视距就可以精确算出。
§ 电子水准仪
可以想象从原始参考信号一步一步缩放比较的相关的计算量会很大， 使读数时间过长。为了缩短读数时间，徕卡数字水准仪内部设计有调焦移动量传感器采集调焦镜的移动量，由此可以反算出概略视距，初步可以确定物像比例。
对仪器内部的参考信号的“宽窄”进行缩放，使其接近探测器采集到的测量信号的“宽窄”，然后再进行二维相关。这样可以减少８０％的相关计算量．使读数时间缩短到４秒以内。
调焦移动传感器
§ 电子水准仪
伪随机码简介
伪随机码属于二进制码，它的结构可以预先确定，并且可以重复产生和复制，另一方面它还具有随机特性，即统计特性。—100m距离内使用相关法的特点。 标尺上的白码条或黄码条在CCD器件上产生光电流，在电路上为高电平，我们用二进制的“1”表示，相反黑码条用“0”表示。从条码标尺上测量得到的徕卡仪器的参考码序列为：{P}=11010001101111101111**********…010000001001001101
§ 电子水准仪
蔡司Dini 10/20
§ 电子水准仪
二、几何法数字水准仪
2、几何法——条码标尺
ＤＩＮＩ系列的标尺每２ｃｍ划分为一个测量间距，其中的码条构成一个码词，每个测量间距的边界由黑白过渡线构成，其下边界到标尺底部的高度，可由该测量间距中的码词判读出来，就象区格式标尺上的注记一样
ＤＩＮI系列测量时，只利用中丝的上下两边各１５cm的标尺截距，也就是１５个测量间距来计算视距和视线高。
§ 电子水准仪
2、几何法——测量原理
图中Gi为某测量间距的下边界，Gi+1为上边界，它们在ＣCD行阵上的成像为Bi及Bi+1。它们到光轴（中丝）的距离分别用用ｂi及ｂi+1表示。ＣＣＤ上象素的宽度是己知的，这两距离在ＣCＤ上所占象素的个数可以由ＣＣＤ输出的信号得知，因此可以算出ｂi和ｂi+1，也就是说ｂi和ｂi+1是计算视距和视线高的己知数。ｂi和ｂi+1在光轴之上方为负值，在光轴之下方取正值。如果在标尺上看，则是在光轴之上为正, 反之为负。
§ 电子水准仪
几何法——测量原理
ｇ为测量间距长（２cm），用第ｉ个测量间距来测量时，则物象比
Ａi=g /（bi+1－bi）
视线高读数为：
Hi=g(Ci+l/2)-A(bi+1+bi)/2
Ｃi 是第ｉ个测量间距从标尺底部数起的序号，可由所属码词判读出来
§ 电子水准仪
几何法——测量原理
为了提高测量精度，ＤＩＮｉ系列取Ｎ个测量间距平均来计算，也就是取标尺上中丝上下各１５ｃｍ的范围，即１５个测量间距取平均来计算。
§ 电子水准仪
3、相位法——光路示意图
标尺的条码像经望远镜、物镜、调焦镜、补偿器的光学零件和分光镜后，分成两路：
一路成像在ＣＣＤ线阵上，用于进行光电转换；
另一路成像在分划板上，供目视观测。
§ 电子水准仪
三、拓普康数字水准仪的相位法
相位法——标尺编码
有三种不同的码条：
Ｒ表示参考码，其中有三条２mm宽的黑色码条，每两条黑色码条之间是一条1mm宽的黄色码条，以中间的黑码条的中心线为准，每隔３０mm就有一组Ｒ码条重复出现。
在每组Ｒ码条左边１０mm处有一道黑色的Ｂ码条。在每组一参考码Ｒ的右边1０mm为一道黑色的Ａ码条。每组Ｒ码条两边的Ａ和Ｂ码条的宽窄不相同。
实际上 Ａ和 Ｂ码条的宽度是在1到 １０mm之间变化，这两种码包含了水准测量时的高度信息。其中Ａ码条的周期为600mm，Ｂ码条的周期为570 mm
R
R
B
B
B
A
A
P
10mm
§ 电子水准仪
相位法——标尺编码
在标尺长度方向上就形成了亮暗强度按正弦规律周期变化的亮度波。在图中条码的上面画出了波形。纵坐标表示黑条码的宽度，横坐标是标尺的长度。实线为Ａ码的亮度波，虚线为Ｂ码的亮度波。由于Ａ和Ｂ两条码变化的周期不同，也可以说Ａ和Ｂ亮度波的波长不同，在标尺长度方向上的每一位置上两亮度波的相位差也不同。这种相位差就好象传统水准标尺上的分划，可由它标出标尺的长度。只要能测出标尺某处的相位差，也就可以知道该处到标尺底部的高度，因