对向照准标尺自读式复合水准仪的制作方法

本实用新型属于测量技术领域，尤其涉及一种可有效提高水准测量读数精度的对方照准标尺自读式复合水准仪。

背景技术：

传统的水准测量装置是由一个水准仪和两个水准标尺组成。测量时先将两个水准标尺分别置于地面上的A、B两点，再将水准仪设置在A、B两点的中间位置，利用整平后水准仪望远镜的水平视线分别照准读取两个水准标尺的标高数值，所测标高数值之差即为地面A、B两点的水准高差，若已知其中一点的高程，即可由高差推算出另一点的高程。传统水准测量装置存在的主要不足是：（1）测量工作效率及可靠性低。在复杂的地形环境中实现水准仪和水准标尺三点之间位置的合理配置，往往耗费测量人员大量的精力和时间，影响测量效率；（2）测量受到地形环境限制。当遇到陡坡、坑洼、水塘、沟渠、沟壑、江河、山区等复杂地形环境时，往往不能将水准仪架设在两个水准标尺的中间位置，导致水准测量无法实施。为了克服上述不足，专利申请号为201220611636.6的中国专利，公开了一种“对偶式观测用尺仪合一复合水准仪”（以下简称复合水准仪），其结构是在柱形尺体的同一柱面上固定有与柱形尺体轴线平行的水准标尺及观测单元（即传统的水准仪），所述观测单元视准轴与柱形尺体轴线垂直。其测量方法有如下步骤：安置仪器、同步整平、相互照准、对向观测及双向检核等。可真正实现点对点的直接水准测量，无需费时费力地考虑水准仪和水准标尺位置距离的合理配置，提高了水准测量的工作效率及可靠性，水准测量的选点、布点不受地形环境限制，可以方便地在陡坡、坑洼、水塘、沟渠、沟壑、江河、山区等复杂地形环境下实施水准测量。

现有水准仪的观测读数有人工读数和电子读数两种，人工读数可对普通厘米刻度分划读数，电子读数则需要配置编码刻度分划的标尺及专用CCD来完成。无论何种方式，复合水准仪的观测读数均是由观测单元照准对方标尺进行读数，即构成远距离观测读数。存在如下问题：读数分辨率和读数精度受标尺分划刻度影响较大：标尺分划刻度过密过细，虽可提高标尺本身刻度分辨率，但给远距离照准读数带来困难，甚至无法识别读数；标尺分划刻度过疏过粗，虽可满足远距离照准读数要求，但降低测量分辨率和精度。因此，远距离照准读数是现有复合水准仪及其测量方法难以调和的矛盾，也是制约复合水准仪高精度水准测量的主要因素。

技术实现要素：

本实用新型是为了解决现有技术所存在的上述技术问题，提供一种可有效提高水准测量读数精度的对方照准标尺自读式复合水准仪。

本实用新型的技术解决方案是：一种对向照准标尺自读式的复合水准仪，有水准测量标尺，与水准测量标尺还相接有标尺脚架、水准器和电子手簿，所述水准测量标尺上固定有水平照准仪，所述水平照准仪由壳体、物镜、调焦透镜、自动水平视线补偿器、十字丝分划板及电子目镜构成；所述电子手簿设有与电子目镜相接的显控终端，显控终端通过数据处理器及无线通讯模块相接；所述水准测量标尺上设有且可沿水准测量标尺的尺体竖向滑动的照准标线。

所述照准标线固定在与水准测量标尺的尺体滑动相接的移动单元外表面，与移动单元相接有高度测量单元，所述高度测量单元与电子手簿的显控终端相接。

所述水准测量标尺的尺体为竖向柱体，在竖向柱体内设有与高度测量单元相对设置的固定单元。

所述移动单元上设有与电子手簿的显控终端相接的电控驱动装置。

本实用新型将复合水准仪观测单元简化为仅具有照准及提供水平视线功能的水平照准仪，同时设有可沿水准测量标尺的尺体竖向滑动的照准标线。通过电子手簿，实现水平视线与照准标线重合，从而仅对本方标尺自读即可获取水准高差，颠覆性地取消了现有技术的远距离读数，巧妙摆脱了水准标尺分划设计与远距离照准读数的矛盾困境。同时本实用新型无需采用复杂的电子编码读数系统，具有成本低、精度高、操作简便的优点，可实现智能化高精度水准测量。

附图说明

图1、图2、图3是本实用新型实施例1的结构示意图。

图4、图5是本实用新型实施例2的结构示意图。

图6是本实用新型实施例的使用示意图。

具体实施方式

实施例1：

如图1所示：基本结构与现有复合水准仪相同，有具有分划的水准测量标尺2，与水准测量标尺2还相接有标尺脚架3、水准器4、电子手簿5和卫星定位仪6，与现有技术所不同的是设有固定于水准测量标尺2上的水平照准仪1，水平照准仪1如图2所示：由壳体1-1、物镜1-2、调焦透镜1-3、自动水平视线补偿器1-4、十字丝分划板1-5及电子目镜1-6构成，即只有观测功能而不具有读数功能；电子手簿5如图3所示：设有与电子目镜1-6相接的显控终端5-1，显控终端5-1通过数据处理器5-2及无线通讯模块5-3相接；所述水准测量标尺2上设有可沿水准测量标尺2的尺体竖向滑动的照准标线2-1。

测量方法如图6所示，按照如下步骤进行：

a. 在地面上的A点放置由测量员A操作的复合水准仪A，在地面上的B点放置由测量员B操作的复合水准仪B；

b. 测量员A利用整平后的复合水准仪A上的水平照准仪A的水平视线照准复合水准仪B上的水准测量标尺B；同时，测量员B利用整平后的复合水准仪B上的水平照准仪B的水平视线照准复合水准仪A上的水准测量标尺A；

c. 此时，水平照准仪B电子目镜的成像无线传输至水平照准仪A的显控终端，测量员A可手动移动水准测量标尺A上的照准标线A，使照准标线A与水平照准仪B的水平视线重合，读取照准标线A距离水准测量标尺A底面的高度hA，计算出地面点A与地面点B之间的高差，所述为复合水准仪B上水平照准仪B的本方高度，本方高度的测定方法同现有技术相同；

水平照准仪A电子目镜的成像无线传输至水平照准仪B的显控终端，测量员B可手动移动水准测量标尺B上的照准标线B，使照准标线B与水平照准仪A的水平视线重合，测量员B读取照准标线B距离水准测量标尺B底面的高度hB，计算出地面点B与地面点A之间的高差，所述为复合水准仪A上水平照准仪A的本方高度；

d. 计算所述两个高差的差值，所述与符号相反，判断两个高差的差值是否超限，若超限则重复b、c步骤；否，则计算所述两个高差的均值，即A点和B点的水准高差。

实施例2：

实施例2如图4及图5所示：基本结构与实施例1相同，与实施例1所不同的是水准测量标尺2是没有分划线的竖向柱体2-1，照准标线2-2固定在与水准测量标尺2的尺体滑动相接的移动单元2-3-1外表面，移动单元2-3-1上设有与电子手簿5的显控终端5-1相接的电控驱动装置，如电机传动装置等。与移动单元2-3-1相接有高度测量单元2-3-3，高度测量单元2-3-3与电子手簿5的显控终端5-1相接，在竖向柱体2-1内设有与高度测量单元2-3-3相对设置的固定单元2-3-2。高度测量单元2-3-3可采用电子直线位移测定装置，如电子尺（直线位移传感器系统）、磁栅尺（磁栅尺位移传感器）、光栅尺（光栅尺位移传感器）、容栅尺（容栅传感器）、球栅尺或激光测距系统等。本实施例高度测量单元2-3-3采用磁栅读数头，固定单元2-3-2采用磁栅条。

测量方法亦如图6所示，按照如下步骤进行：

a. 在地面上的A点放置由测量员A操作的复合水准仪A，在地面上的B点放置由测量员B操作的复合水准仪B；

b. 测量员A利用整平后的复合水准仪A上的水平照准仪A的水平视线照准复合水准仪B上的水准测量标尺B；同时，测量员B利用整平后的复合水准仪B上的水平照准仪B的水平视线照准复合水准仪A上的水准测量标尺A；

c. 此时，测量员B通过复合水准仪B上的电子手簿B，遥控复合水准仪A的水准测量标尺A上的移动单元2-3-1上的电控驱动装置，驱动水准测量标尺A上的照准标线A，使照准标线A与水平照准仪B的水平视线重合，之后测量员A读取照准标线A距离水准测量标尺A底面的高度hA，计算出地面点A与地面点B之间的高差，所述为复合水准仪B上水平照准仪B的本方高度，本方高度的测定方法同现有技术相同；

测量员A通过复合水准仪A上的电子手簿A，遥控复合水准仪B的水准测量标尺B上的移动单元2-3-1上的电控驱动装置，驱动水准测量标尺B上的照准标线B，使照准标线B与水平照准仪A的水平视线重合；测量员B读取照准标线B距离水准测量标尺B底面的高度hB，计算出地面点B与地面点A之间的高差，所述为复合水准仪A上水平照准仪A的本方高度；

d. 计算所述两个高差的差值，所述与符号相反，判断两个高差的差值是否超限，若超限则重复b、c步骤；否，则计算所述两个高差的均值，即A点和B点的水准高差。