专利名称：数字式大地水准面高差测量仪的制作方法
技术领域：
本实用新型属于大地测量仪器，特别是一种用于大地水准面测量的数字式大地水
准面高差测量仪。
背景技术：
电子水准仪属于大地水准测量仪器，是利用水平视线进行工作的测绘仪器，目前， 市场上销售的仍然是传统的光学水准仪，如图l给出传统光路图，目标从胶合物镜l通过经 过调焦镜3、补偿器光路4成像到序号分划板5上，人眼通过目镜组7观测到分划板5目标 像。物镜1采用单组胶合透镜，视场通光口径为小30，这样的系统分辨率为4.9"，而且单组 胶合透镜消像差较弱。系统测量每公里往返高差测量误差为士3mm。不仅如此，读取测量的 数据也存在着测量读数误差大的问题，使操作者的劳动强度很大，事后数据处理非常繁琐。 而现代化的工程建设所要求的精度越来越高，继而对工程中的高程差测量精度要求越来越 高。
发明内容 本实用新型的目的是提供一种高程差测量精度高、使用方便、数据处理速度快的 数字式大地水准面高差测量仪。 本实用新型的目的是这样实现的，数字式大地水准面高差测量仪，其特征是它
至少包括第一物镜和第二物镜组成的物镜组，调焦镜、补偿器光路、分光棱镜、分划板、目镜
组、CCD探测器；第一物镜和第二物镜组成的物镜组后沿光学成像轴(光轴)经过调焦镜与
补偿器光路光学连接，补偿器光路输出光进入分光棱镜分成两路， 一路通过分光棱镜成像
到分划板上，分划板后面有目镜组；另一路通过分光棱镜的反射面至CCD探测器。 所述的第一物镜和第二物镜组成的物镜组采用单片加胶合结构。所述的第一物镜的焦距Fl = 160. 99mm，第二物镜的焦距F2 = 711. 43mm。 所述的在分光棱镜的分光面上镀有偏振膜。 所述的视场通光口径为小36mm。 本实用新型的优点是由于在光学系统中加装分光棱镜，分光棱镜的分光面上镀 有偏振膜，能有效地减少回光信号中的杂散光。分光棱镜至CCD探测器；CCD探测器输出图 像经处理电路信息处理，使测量方便，精度准确。从第一物镜和第二物镜、调焦镜到补偿器 光路的反射镜均增大了有效孔径，提高了系统的分辨率，使CCD能接收到更多能量的光信 号。
下面结合实施例附图对本实用新型作进一步说明 图1是传统的光学水准仪光路原理图； 图2是本实用新型实施例光学水准仪光路原理图。[0013] 图中1、第一物镜；2、第二物镜；3、调焦镜；4、补偿器光路；5、分光棱镜；6、分划
板；7、目镜组；8、CCD探测器。
具体实施方式如图2所示，目标从第一物镜1和第二物镜2组成的物镜组后沿光学成像轴(光 轴)经过调焦镜3进入补偿器光路4，补偿器光路4输出光进入分光棱镜5分成两路，一路 通过分光棱镜5成像到分划板6上，人眼通过目镜组7观测到目标像；另一路通过分光棱镜 5的反射面至CCD探测器8上，通过图像信息处理系统；数据处理系统，实行电子测量并将 数据显示出来。 第一物镜1和第二物镜2组成的物镜组采用单片加胶合结构，物镜组的视场通光 口径为小36mm。可以有效的起到消除像差，提高系统像质的作用。从第一物镜1和第二物 镜2、调焦镜3到补偿器光路4的反射镜均增大了有效孔径，提高了系统的分辨率，使CCD探 测器8能接收到更多能量的光信号。第一物镜1的焦距Fl = 160. 99mm，第二物镜2的焦距F2 = 711. 43mm。 在望远镜中装置了由CCD构成的探测器，水准尺的分划按一定规律编码，用宽窄
不等的黑白条码代替常规标尺的刻划和注记。探测器将水准尺上的代码图像用电信号传送
给信息处理机，信息经处理后即可求得水平视线的水准尺数据和视距值。 在分光棱镜5的分光面上镀有偏振膜，这样能有效地减少回光信号中的杂散光。 配合本实用新型使用的水准尺是所测高差的度量标准，因此一般应满足以下标
准当空气的温度或湿度发生变化时，水准尺的长度稳定或变化极小；分划正确、精密；在
构造上保证全长正直，不易发生弯曲；装有足够精密的圆水准器，以便于将水准尺垂直竖 普通光学水准仪所用的水准尺材料是铝合金，它的线膨胀系数大于铟钢尺，受温 度等气候影响大，从而造成读数误差大影响最终的测量精度；而数字水准仪所用水准尺材 料为铟钢尺，它的线膨胀系数小，克服了铝合金水准尺受空气温度或湿度变化而引起的测 量误差，同时铟钢尺上装有精密圆水准器，保证测量作业时水准尺垂直竖立，使仪器的测量 误差减至最小。 实施后经通过电子测量测得每公里往返高差测量误差为士lmm、0. 7mm、0. 5mm、 0. 3mm，测量精度达到国际精密水准仪测量水平。
权利要求数字式大地水准面高差测量仪，其特征是它至少包括第一物镜(1)和第二物镜(2)组成的物镜组，调焦镜(3)、补偿器光路(4)、分光棱镜(5)、分划板(6)、目镜组(7)、CCD探测器(8)；第一物镜(1)和第二物镜(2)组成的物镜组后沿光学成像轴(光轴)经过调焦镜(3)与补偿器光路(4)光学连接，补偿器光路(4)输出光进入分光棱镜(5)分成两路，一路通过分光棱镜(5)成像到分划板(6)上，分划板(6)后面有目镜组(7)；另一路通过分光棱镜(5)的反射面至CCD探测器(8)。
2. 根据权利要求1所述的数字式大地水准面高差测量仪，其特征是所述的第一物镜 (1)和第二物镜(2)组成的物镜组采用单片加胶合结构。
3. 根据权利要求1所述的数字式大地水准面高差测量仪，其特征是所述的第一物镜 (1)的焦距Fl = 160. 99mm，第二物镜(2)的焦距F2 = 711. 43mm。
4. 根据权利要求l所述的数字式大地水准面高差测量仪，其特征是所述分光棱镜(5) 的分光面上镀有偏振膜。
5. 根据权利要求1所述的数字式大地水准面高差测量仪，其特征是所述的物镜组的 视场通光口径为小36mm。
专利摘要本实用新型属于大地测量仪器，特别是一种用于大地水准面测量的数字式大地水准面高差测量仪，其特征是它至少包括第一物镜(1)和第二物镜(2)组成的物镜组，调焦镜(3)、补偿器光路(4)、分光棱镜(5)、分划板(6)、目镜组(7)、CCD探测器(8)；第一物镜(1)和第二物镜(2)组成的物镜组后沿光学成像轴(光轴)经过调焦镜(3)与补偿器光路(4)光学连接，补偿器光路(4)输出光进入分光棱镜(5)分成两路，一路通过分光棱镜(5)成像到分划板(6)上，分划板(6)后面有目镜组(7)；另一路通过分光棱镜(5)的反射面至CCD探测器(8)。它提供了一种高程差测量精度高、使用方便、数据处理速度快的数字式大地水准面高差测量仪。
文档编号G02B7/02GK201497501SQ20092030787
公开日2010年6月2日 申请日期2009年8月12日 优先权日2009年8月12日
发明者员一梅, 孟宏蕊, 索晓岚 申请人:西安北方光电有限公司