本实用新型属于测量仪器技术领域，涉及一种智能测量仪，主要用于电力线路的点测距、线路高度、点到线路、线路弧垂、线路交跨等参数的测量。
背景技术：
在电力线路维护中，最重要的一点就是了解线路的参数，包括档距、高度、弧垂、线路和树距离等，这些数据可以指导维护人员进行相应的处理，在线路维护中可以采用全站仪进行测量，但全站仪的尺寸大、较重，并且测量的是基础数据，还需要对数据进行套公式计算，尤其是在山区或不通车地区更为不便。
激光测距仪是通过激光器向目标物体发射一束脉冲光，光电探测器器测量目标物将光反射回来的时间，从而计算出仪器与目标物的距离，目前应用较多的是望远镜式激光测距仪，可通过同光路设置的望远镜对目标进行定位，广泛的用于电力线路的测量领域，但是其存在的问题是测距仪的测量精度不高，在高温的野外环境及大气透过不佳的情况下，容易出现测距仪无法获取正确参数。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提供一种用于电力线路参数的高性能智能测量仪，克服常规测距仪在野外环境下测量精度不高的问题。
本实用新型的技术方案如下：
一种高性能智能测量仪，包括控制处理板和与控制处理板联接的激光测距模块、GPS模块、方位角测量模块、倾斜角测量模块和温控模块；所述的激光测距模块实现目标的测距，方位角测量模块、倾斜角测量模块和GPS模块分别获得测点的方位、倾角和位置数据，所述的温控模块实现激光测距模块中探测器的工作温度控制；所述的激光测距模块包括望远镜单元、光学透镜组、激光器和光电探测器，激光器发射脉冲激光，经目标反射后入经滤光单元后入射至光电探测器，望远镜单元为目标进行可视定位，所述的滤光单元为两只组合式滤光片，一只为长波透射短波截止的高通滤光片，另一只为短波透射长波截止的低通滤光片，所述的滤光片的截止波长与半导体激光器的波长相匹配，形成对激光波长的窄带高透射。
进一步地，所述的高性能智能测量仪还包括与控制处理板联接的蓝牙通信模块、触摸显示模块、SD卡模块、USB接口模块和按键模块，蓝牙通信模块和USB接口模块实现智能测量仪的数据传输，SD卡模块实现智能测量仪数据的存储，触摸显示模块和按键模块实现智能测量仪的外部输入。
进一步地，所述的高通滤光片固定在可调支架上，其与入射光路的夹角可调。
进一步地，在光电探测器前的反射光路上设置有准直滤光筒。
进一步地，所述的激光器的中心波长为905nm，低通滤光片的截止波长为907nm，高通滤光片的截止波长为903nm。
进一步地，所述的温控模块为半导体热电制冷器。
本实用新型的有益技术效果如下：
1、本实用新型的智能测量仪将激光测距仪与GPS模块、方位角测量模块、倾斜角测量模块集成为一体，实现了电力线路的线路高度、点到线路、线路弧垂、线路交跨、线路净空、档距累加、两点距离、坡度测量、线路夹角、线路层距、相对高差、相间测量、坐标偏移，以及当前位置到目标位置的方位角、倾斜角、距离等参数的测量，并同时具有亚米级GPS定位，大大扩展了激光测距仪的应用领域；同时测量仪集成了蓝牙通信模块、触摸显示模块、SD卡模块、USB接口模块和按键模块，使得测量仪具有智能测量、实时存储传输、操作便捷等特点，实现了电力线路等领域的全方位、多参数测量。
2、本实用新型通过对影响激光测距仪性能因素的研究分析，提出了一种滤去背景杂光的窄带滤光方案，一方面通过角度可调的组合式滤光片，克服了传统单片窄带滤光片在应用中存在的滤光片谱宽远大于激光光谱，且透过率不佳的问题，实现了对激光光谱的窄带高透射，同时结合光路上设置的准直滤光筒，对背景杂光进行了有效过滤。
3、本实用新型对激光测距仪的探测器采用了温控措施，在野外高温时工作时可将探测器降低至-20度，大大提高了探测器的信噪比，同时采用低噪声的放大器及信号处理电路，大大降低了系统的电路噪声，从而确保了对远距离和大气状况较差情况下的准确测距；同时在冬季超级低温环境下，又可以通过半导体热电制冷器对探测器进行加热，提高了测距仪的环境适应性，并保证了不同环境下测量结果的一致性。
附图说明
图1为现有激光测距仪的组成原理示意图；
图2为现有激光测距仪中滤光单元的光谱透过率特性示意图；
图3为本实用新型激光测距仪中探测单元部分组成原理示意图；
图4为本实用新型激光测距仪中可调支架的结构示意图；
图5为本实用新型激光测距仪低中通滤光片光谱透过率示意图；
图6为本实用新型激光测距仪中高通滤光片光谱透过率示意图；
图7为本实用新型智能测量仪的组成原理框图。
附图标记如下：
1—测距仪；2—望远镜单元；3—发射镜头；4—激光器；5—控制单元；6—光电探测器；7—滤光单元；8—目标物体；9—光束；11—准直滤光筒；12—低通滤光片；13—高通滤光片；14—可调支架；15—温控模块；18—正入射透过光谱图；19—斜入射透射光谱图；21—固定支座；22—调节螺钉；23—弹性橡胶垫。
具体实施方式
如图1和2所示，传统的激光测距仪1是由激光器4通过发射镜头3向目标物体8发射脉冲光束9，光电探测器6测量目标物体8将光反射回来的时间，从而计算出仪器与目标物体8之间的距离，目前应用较多的是望远镜式激光测距仪，可通过同光路设置的望远镜单元2对目标物体8进行可视定位。控制单元5则包括激光器4是驱动和探测器的信号放大、调理及数据处理，用于测量结果的计算显示及向外数据传输等。
光电探测器6常采用InGaAs(铟镓砷)雪崩二极管，在光电探测器6之前设置有如图2所示的滤光单元7。滤光单元7采用窄带滤光片，其常规指标为峰值透过率70％、透过谱半高宽(FWHM)约20nm。常规天气情况下可测量的2000m以内的电力线路距离，并根据算法及仪器内部设置的倾角、罗盘等传感器参数，计算得到线路高度、点到线路、线路弧垂、线路交跨、线路净空、档距累加、两点距离、坡度测量、线路夹角、线路层距、相对高差、相间测量、坐标偏移等参数。
在使用中发明人发现，当处于天气状况不佳或者是夏季高温天气时，激光测距仪的有效测量的距离远小于平时的2000m，故对测量仪进行了研究分析。研究结果表明，探测器本底噪声过大和背景光的干扰是影响其测量距离的主要因素，故进行了下列改进。
一、背景光的滤除
激光测距仪采用的是中心波长λ0为905nm、线宽约5nm的半导体激光器，而滤光片的透射率FWHM为20nm，且峰值透过率70％，故滤光片未能实现对背景光的有效过滤。本实用新型采用如图3至图6所示的滤光单元。
图3中，入射光束9先经过准直滤光筒11后，对外界杂散光进行了过滤，滤光筒采用内筒打毛处理的石墨管制成，由于激光测距仪测量的是远处的目标，故这种准直滤光筒11并不影响有效光束，只是将外界的杂散光进行过筒壁吸收处理，从而消除了仪器入口处的杂散光。此外滤光单元采用如图4所示的结构，由两只滤光片进行组合，一只为短波透射长波截止的低通滤光片，其截止波长为907nm(如图5所示)，另一只为长波透射短波截止的高通滤光片，其截止波长为903nm(如图6所示)，通过两种的组合，形成对激光波长905nm的窄带高透射，而且该截止滤光片采用多层介质膜层叠镀制而成，其对中心波长λ0的透过率可高达90％以上，不仅提高了激光的透射率，而且压缩了谱宽，进一步降低了背景光对有效光信号的影响。
为了对高通截止滤光片的截止波长进行调节，本实用新型利用了多层介质薄膜的入射角度特性，根据多层介质膜的工作原理，对于正入射设计镀制的膜片，如果改变了其入射角度，相当于减小了膜层有效光学厚度，使得其中心波长向短波侧移动。图6中18为正入射透过光谱图，19为斜入射透射光谱图，可见通过调节滤光片的入射角度，可以使得截止波长进行偏移。图4中，在可调支架14上安装了垂直于光路的低通滤光片12和与光路倾斜的高通滤光片13，其夹持在弹性橡胶垫23之间，使其具有一定的抗震性，其中高通滤光片13一侧安装有固定支座21，固定支座21上安装有调节螺钉22，实现高通滤光片13的入射角度可调，并依靠弹性橡胶垫23的弹性，使得入射角度可以往复调节。这种方式是为了适应激光器长时间使用以及外界环境温度变化后产生的波长偏移，同时当镀膜参数的存在差异，达不到理想的参数时，也可用此种方法进行补偿。这种倾斜入射的方式利用了多层介质膜的特性，目前只能对高通滤光片的参数进行微调，可以对滤光片的透过率参数进行部分调节，对背景光进行有效滤除。实际应用中，调节螺钉22外漏在测距仪的壳体外部，可根据现场情况进行微调。
二、探测器温控
如图3所示，在雪崩二极管的背面设置了温控模块15，温控模块采用半导体热电制冷TEC模块，通过对其通入正反两个方向的电流，可实现对探测器的制冷和加热，使其工作在-20℃相对较低且恒定的温度下。
根据红外探测器工作原理，探测器的噪声包括热噪声和散粒噪声，其中热噪声对信号的影响最大，且与温度呈正比，通过降低工作温度，可有效较低热噪声，提高光测量的信噪比，从而使得激光测距仪在高温或者在不良的气象条件下确保足够的探测距离，或者探测到更远的目标。
由于探测器为单元型光电二极管，工作中的功耗不大，通过一级或两级的TEC即可实现温度的下降，同时在探测器的内部集成了热敏电阻，并研制了温控电路，根据热敏电阻的阻值而改变TEC输入的电流大小和幅值，实现了1℃的温控精度。
三、智能测量仪的集成
在上述激光测距仪的基础上，以控制处理板为核心，将激光测距模块、GPS模块、方位角测量模块、倾斜角测量模块和温控模块集成为一体，其中激光测距模块实现目标的测距，方位角测量模块、倾斜角测量模块和GPS模块分别获得测点的方位、倾角和位置数据，所述的温控模块实现激光测距模块中探测器的工作温度控制；此外还集成了蓝牙通信模块、触摸显示模块、SD卡模块、USB接口模块和按键模块，蓝牙通信模块和USB接口模块实现智能测量仪的数据传输，SD卡模块实现智能测量仪数据的存储，触摸显示模块和按键模块实现智能测量仪的外部输入。其中触摸显示模块、按键模块、SD卡模块、USB模块和蓝牙模块集成一块电路板上。
智能测量仪着力于解决电力线路维护中对电力线路数据准确测量，可以傻瓜式操作，将激光测距传感器、操作触摸显示屏、十字光标瞄准基点、线路数据算法、高精度亚米级GPS定位、测量结果存储集成在一起，触摸显示屏和主机通过转轴可以旋转分合，整机通过四节5#电池进行供电，单手持即可操作，小巧方便。
本实用新型通过技术改进，提高了激光测距仪的性能，与原有的测距仪相比，有效测量距离由原来的2000米提高到2400米，即使在高温的天气和不良的气象环境下，也可保证测量距离和精度，同时集成了GPS模块、方位角测量模块、倾斜角测量模块、触摸显示模块、按键模块、SD卡模块、USB模块和蓝牙模块，扩展了仪器的智能化和应用范围，成为电力线路和其他技术领域不可多得的一台综合参数智能测量仪。