专利名称：森林数字式罗盘仪的制作方法
技术领域：
本发明属于测量仪器，具体涉及用于森林资源调查中方位角测量的森林数 字式罗盘仪。
背景技术：
对于森林资源调査而言，标准地境界测量和样点引线定位等实际工作经常 要使用到森林罗盘仪测量两点间的磁方位角。森林罗盘仪采用的是传统的磁针 配合读数刻度盘构成，在森林山地环境中由于多数地段复杂，森林罗盘仪精平 比较困难，并且森林罗盘仪采用的人肉眼读数，不可避免存在读数不便，读数 粗放的问题。因此，森林罗盘仪在山地测量标准地闭合差时往往难达到调査规 定的精度要求，且工作效率低下。为了克服森林罗盘仪上述所存在的问题，本 实用新型对现有森林罗盘仪上作了仪器数字式自动读数的改进。就目前数字罗 盘(或电子罗盘)先进的的技术而言，主要有三种， 一种是采用磁阻传感器， 缺点是成本高，外围电路复杂，第二种是采用电感传感器(串用)缺点是灵敏 度低、精度不高、信号弱，自耗大和体积不易做小，另一种是采用光敏传感器， 缺点是受环境影响大，易受干扰，而且光敏材料只具备有限的使用寿命，结构 也比较复杂。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构简单，高精度、高效率、操作简单方便的 森林数字式罗盘仪。
本发明的目的是这样实现的森林数字式罗盘仪包括水平机座，水平机座 上设置有指南针盘、显示屏及外部控制部件，外部控制部件设有方位角初始化键、存贮健、电源开关和读数制动键，并设有数据通讯接口；水平机座内部设 置电控功能单元；显示屏及外部控制部件与电控功能单元电连接；电控功能单 元包括电源模块，还包括由电源模块供电的中央控制器、与中央控制器电连接 的角位移传感器、放大器及存储器；角位移传感器安装在水平机座旋转轴心上。
本发明是在现有森林罗盘仪基础上进行了机械部分改进和电子部分功能新 增。在水平机座旋转轴心上安装角位移传感器，采用了水平机座旋转角度与角 位移传感器旋转角度同步一致的联动方式，可以快速准确地即时测量任意目标 物的方位角。方位角的高精度数字化读量，为森林调査测量现代化提供了高技 术测量装备。
本发明的特点
1、 与现代电子罗盘仪相比，仪器没有采用昂贵的磁阻传感器自动找北定位 技术，而是采用指南针机械式正北定位使方位角读数数字化，经济实用。
2、 本发明采用是角位移传感器的原理，经大量测试检验结果表明，仪器粗 平时方位角观测读数与仪器精平时的读数差异十分微小，因此，仪器无需采用 双轴传感器或水准器气泡精准较平方式，仪器只需肉眼粗平即可，无疑，仪器 极大地提高了测树工效和在复杂森林环境中的适应性。
3、 本发明测点快、读数快、信息数字化显示与存贮。本发明经试用，测量 方位角的效率是森林罗盘仪的ll倍，测量误差在±0.9%，取得了良好的效果。
下面结合附图与实例作进一步的说明，但本发明不限于本图所示。
图1是本发明水平机座外部结构示意图； 图2是本发明水平机座内部结构示意图； 图3是本发明电控单元功能框图。
具体实施例方式
如图l一图3所示，本发明包括水平机座1、电控功能单元2、指南针盘3、 显示屏4及外部控制部件；指南针盘3、显示屏4与外部控制部件安装于水平机 座l上面；外部控制部件包括方位角初始化键7、存贮健8、电源开关6和读数 制动键5，并设有数据通讯接口ll;水平机座l内部设置电控功能单元2;显示 屏4及外部控制部件与电控功能单元2电连接；电控功能单元2包括电源模块 10、中央控制器13、与中央控制器13电连接的角位移传感器12、放大器14及 存储器15;角位移传感器12的转动轴固定在水平机座1内部的中心旋转轴16 上。
所述的水平机座1下侧安置有水平旋转固定装置19。
所述的指南针盘3设有磁针9，指南针盘3的中轴线17与水平机座1中轴线 18保持为同一直线，用于方位角O度定正北方向时初始化精准定位。
所述的方位角初始化键7是仪器方位角初始化为0度时所设置，存贮健8是 对当前方位角需存贮时所设置，读数制动键5是确定当前观测方位角数据时所 设置，电源开关6是控制仪器电源供断时所设置。
所述的电控功能单元中的电源模块10为电控功能单元各功能部件提供工作 电源；角位移传感器12通过方位角初始化键7和读数制动键5向中央控制器13 输入角度信号，中央控制器13调用专用计算程序运算后，将计算结果送到存储 器15单元及放大器14并驱动屏示屏4，中央控制器13通过并设有数据通讯接 口 ll控制数据的输出。 本发明的工作原理
在某一观测点上，当水平机座基本较平后，转动水平机座，这时位于水平 机座上部的望远镜随水平机座作同步旋转，当望远镜视轴方向与指南针的指针
5指向正北方向刚好相一致时，这时按下方位角初始化键，仪器将角位移传感器
当前的角度初始化为方位角o度，如果水平机座顺时针旋转，仪器方位角变量
则等于原方位角加水平旋传角度，若反时针旋转则等于原方位角减水平旋传角 度。当方位角初始化完成后，在通过望远镜不断左右调节对准目标时，角位移 传感器水平旋传角度的变化就可在显示屏上实时显示，这时按下方位角读数制
动健时就可显示当前目标物体与仪器成一直线的方位角数据，同理左右调节 水平机座在显示屏上找到所需测量的方位角数据，然后通过水平机座的水平旋 转固定装置固定好仪器后就可观测所需要的直线定向。
本发明的工作过程 测量前，将电源开关6打开，本发明进入工作状态。电控功能单元2向角
位移传感器12发送读数命令并且在显示屏4上提示出方位角需初始化信号指
令，接下来第一步是先对水平机座1作基本较平，然后转动水平机座l，使位于 水平机座1上部的望远镜随水平机座1作同步旋转，当望远镜视轴方向与指南
针盘3的磁针9指向正北方向刚好相一致时，这时按下方位角初始化键7，仪器 将角位移传感器12当前的角度设置为0度，显示屏4及时显示方位角0度数值 并提示初始化完成信息；第二步是瞄准测量目标工作点，在通过望远镜不断左 右调节同时带动水平机座1不断左右旋转以对准目标后，这时按下方位角读数 制动健5，角位移传感器12的实时角度数值输入到电控单元，电控单元调用程 序模块进行计算，求出当前方位角数值，输出到显示屏4进行显示。第三步是 继续打开读数制动健5，电控功能单元再次向角位移传感器12发送读数命令， 同第二步的步骤，在同一测站依次可以测量出若干个目标观测点的方位角数据。
同理左右调节水平机座1在显示屏4上找到所需测量的方位角数据，然后通
过水平机座1的水平旋转固定装置19固定好仪器后就可观测所需要的直线定 向。本发明并同时可以多数据的存储，以及可以方便地将测量数据输出到外部 计算机中进行数据处理和利用。
权利要求
1、一种森林数字式罗盘仪，包括水平机座，水平机座上设置有指南针盘、显示屏及外部控制部件，其特征是外部控制部件设有方位角初始化键、存贮健、电源开关和读数制动键，并设有数据通讯接口；水平机座内部设置电控功能单元；显示屏及外部控制部件与电控功能单元电连接；电控功能单元包括电源模块，还包括由电源模块供电的中央控制器、与中央控制器电连接的角位移传感器、放大器及存储器；角位移传感器安装在水平机座旋转轴心上。
2、 如权利要求1所述的森林数字式罗盘仪，其特征是所述的水平机座下侧安置有水平旋转固定装置。
3、 如权利要求1或2所述的森林数字式罗盘仪，其特征是所述指南针盘的中轴线与水平机座中轴线保持为同一直线。
全文摘要
本发明公开了一种森林数字式罗盘仪，包括水平机座，水平机座上设置有指南针盘、显示屏及外部控制部件，外部控制部件设有方位角初始化键、存贮健、电源开关和读数制动键，并设有数据通讯接口；水平机座内部设置电控功能单元；显示屏及外部控制部件与电控功能单元电连接；电控功能单元包括电源模块，还包括由电源模块供电的中央控制器、与中央控制器电连接的角位移传感器、放大器及存储器；角位移传感器安装在水平机座旋转轴心上。本发明采用了水平机座旋转角度与角位移传感器旋转角度同步一致的联动方式，可以快速准确地即时测量任意目标物的方位角，获取方位角数字式参数。
文档编号G01C17/02GK101458082SQ20091004244
公开日2009年6月17日 申请日期2009年1月8日 优先权日2009年1月8日
发明者刘发林, 勇 吕, 曾思齐, 辉 林, 肖化顺, 鄢前飞 申请人:中南林业科技大学