专利名称：测量仪器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种测量仪器，比如电子测量总站(测速仪)或者电子经纬仪。
本发明所述的测量仪器，能实现测量数据在一个存储器和一张可卸的存储卡之间的传输/接收，所述存储器内存放着来自测量仪器的测量数据。为了记录来自一个习用测量仪器的测量数据，在一个测量数据采集器内存放着一个用以记录测量数据的程序，测量数据就是按照该程而被记录下来的。
习用的测量仪器内，测量数据采集器和一张存储卡一起使用，而所述存储卡内仅仅录入测量数据。习用测量仪器所采用的存储卡，具有一个插接部，所述插接部是直接和测量仪器的插接部相接触的。这样，存储卡的插接部起到接触作用，是向外界暴露的(虽然位于一个存储卡插入部内)。外界的灰尘和水份会粘附于该外露部分。由于这个原因，测量数据的传输/接收(亦即从测量仪器至存储卡的数据写入以及由存储卡的数据读出)，可能会产生不平稳或不准确的现象。
另外，在采用习用型存储卡的测量仪器中，测量用数据并耒事先输入测量仪器中所包含的一个微型计算机内。因而，不能采用测量数据采集器向测量仪器发出任何指令，比如立桩操作指令等。此外，虽则数据采集器内装有大量和测量有关的功能，通常这些功能很少使用，而且由于这些功能使用起来太复杂，使得数据采集器很难操作。
本发明的目的，就是要提供一种能解决上述诸问题的测量仪器。
按照本发明的第一种配置的测量仪器，包括一个距离/角度测量部件，一个存储/操作部件，一个信号传输/接收部件，一个键盘部件，一个显示控制部件，以及一个显示部件。其中距离/角度测量部件又包括一个用以接收来自光发射/光接收传感器的信号的测距信号处理器，一个用以接收来自水平角度传感器的信号的水平编码信号处理器，以及一个用以接收来自垂直角度传感器的信号的垂直编码信号处理器。前述存储/操作部件，接收到来自距离/角度测量部件的一个信号，并在操作所述键盘部件后，向所述信号传输/接收部件提供测量数据，把这些测量数据写入一张存储卡内，而且在操作键盘部件后，藉所述显示控制部件而把测量数据显示在显示部件上。上述信号传输/接收部件，是通过电磁耦合，针对存储卡上的一个静态信号传输/接收部而实现测量数据的传输/接收的。
按照本发明的第二种配置的测量仪器，是在第一种配置的测量仪器中开设一个用来插入存储卡的插入部，所述插入部配置在测量仪器的一个柱体部分(直立部分)。
按照本发明的第三种配置的测量仪器是把第一种配置的测量仪器中的存储卡以及信号传输/接收部件作成密封的。
按照本发明的第四种配置的测量仪器，包括一个距离/角度测量部件，一个中央处理装置，一个信号传输/接收部件，一个键盘部件，一个显示控制部件，以及一个显示部件所述中央处理装置，接收一个来自距离/角度测量部件的信号，并在操作键盘部件之后，向所述信号传输/接收部件提供测量数据，把测量数据写入一张存储卡内，且在操作键盘部件之后，藉显示控制部件而把测量数据显示在显示部件上。而信号传输/接收部件，在响应一个来自中央处理装置中的存储/操作部件的指令后，针对存储卡上的一个信号传输/接收部而实现测量数据的传输/接收，在所述中央处理装置中，各种测量所需的数据以及测量数据被存储在存储/操作部件内，而且一次测量所要求的各种数据被事先输入存储卡内，所输入的各种数据，还可以按需要而改变。每次测量，都是按照存储卡内所存放的各种数据而进行的。且测量数据被存放在存储卡内。
按照本发明所述测量仪器的上述不同配置，显然本发明和现有技术相比较具有以下优点(1)由于存放测量数据的存储卡和所述测量仪器之间是一种静态耦合，或者说电磁耦合，因此可以做到防水及防尘。此外，和接触式耦合相比较，本发明所述测量仪器的存储卡，极便于插入。
(2)由于存储卡的插入部是在所述柱体部分形成的，因此键盘部件和显示部件可以配置在测量仪器的两侧。另外，本测量仪器对左眼观察和右眼观察均适用，不会因为采用左眼观察而降低仪器的操作性能。
(3)由于一次测量所要求的各种数据被事先输入存储卡内，且这些数据能在仪器的显示部件上显示，因此大大减短了在一次实际测量之前所应作准备工作的时间。
(4)由于携带一张存储卡远比一个数据采集器轻便，故可将测量数据记录在卡内，并可通过一个外围设备而将这些数据从卡内读出，以便进行图象处理。这就大大简化了由测量到图象处理的操作。
本发明的其它优点，将在下面的说明中指出，且其优点将因详细说明而更为明显，亦可从实际操作本发明所述测量仪器中体会出诸优点。按照前述本发明的各种配置以及它们的组合，更可明了本发明的优点。
如下图1为本发明所述测量仪器的第一实施例的立体视图;
图2为表明第一实施例的内部电路的方块图;
图3为表明第一实施例中的测量仪器主体和存储卡的内部电路的方块图;
图4为第一实施例中所述存储卡插入部的侧面剖视图;
图5为本发明所述测量仪器第二实施例的立体视图;
图6为本表明第二实施例的内部电路的方块图;
图7为表明第二实施例中的测量仪器主体和存储卡的内部电路的方块图;
图8为第二实施例中所述存储卡插入部的侧面剖视图;
图9A，9B和9C表明本发明所述第二实施例中由测量仪器向存储卡写入数据的过程的流程;
图10A及10B表明本发明所述第二实施例中由存储卡向测量仪器读出数据的过程的流程;
图11表明数据的一种显示格式。
上述附图构成说明书的一部分，它们表明了本发明所述测量仪器的一些较佳实施例。诸附图配合上面有关发明的简明说明以及下面的详细说明，起到了阐明本发明诸原则的作用。
以下结合诸附图，详细说明本发明所述测量仪器。
图1至4表明本发明的第一实施例。图1为本发明所述测量仪器的立体视图。
参见图1，测量仪器的主体(1)藉水平台(2)而安设在一个图中未示出的三脚架上。主体(1)包括一个能围绕一根垂直于水平台(2)的轴线而旋转的柱体部分(3)，以及一个望远镜部分(4)，所述望远镜部分枢接于柱体部分(3)上的一根水平轴上，且能围绕该水平轴线而转动。在测量仪器主体(1)的下部，配置着一键盘部件(5)和一个显示部件(6)。键盘部件(5)用来选定各种测量用数据及其它数据，而显示部件(6)用来显示这些测量数据。在柱体部分(3)上附设有一个存储卡插入部(7)，存储卡(8)可经由在那里开设的一条槽缝而插入所述插入部(7)。
图2是表明测量仪器主体(1)的内部电路的方块图。在该电路中，由测量仪器至某一测量站的距离，是由一个测距信号处理器(101)加以处理的所述处理器(101)接收来自一个光发射/接收传感器(41)的信号，被处理的数据馈送至一个中央处理装置CPU(109)，进行存储及运算。另外，由一个水平编码信号处理器(103)和一个垂直编码信号处理器(104)所传来的角度测量数据，被输入CPU(102)，编码信号处理器(103)、(104)分别接收水平角度传感器(43)和垂直角度传感器(44)所发来的信号。CPU(102)又将测量数据提供给仪器主体(1)的一个信号传输/接收部件(105)，所需的测量数据就可被写入存储卡(8)。标号(106)为代表键盘部件的方块，在键盘部件上进行一个予定的键盘操作之后，来自CPU(102)的测量数据可以藉显示控制部件的控制而显示在显示部件上，显示部件及显示控制部件分别用方块(108)、(107)表示。
图3为测量仪器主体和存储卡的内部电路的方块图。在仪器主体(1)和存储卡(8)上分别设有相对应的电力传输部(1b)和(8b)，因而电力是藉上述两个传输部之间的电磁耦合而供给存储卡(8)的。同样，测量数据的传输/接收。也是藉仪器主体(1)上的一个信号传输/接收部(1a)和存储卡(8)上的一个信号传输/接收部(8a)之间的电磁耦合来实现的。存储卡(8)包括一个用以接收电力的电力传输部(8b)，一个后备电源(未示出来)，一个用以实现信号传输/接收的信号传输/接收部(8a)，以及一个信号处理部(8c)和数据转换部(8d)，后二者用以处理来自信号传输/接收部(8a)的信号，并将信号转换成能写入一个存储部(8e)或从中读出的数据。
图4为存储卡插入部(7)的侧面剖视图。存储卡插入部(7)具有一个能容纳存储卡(8)插入的空间。当存储卡(8)插入后，其另一端和一个挡块(7a)接触。插入部(7)之内侧后壁上用一枚螺丝固定着一个片簧(7b)。当存储卡(8)插入时，片簧(7b)迫使它紧靠仪器主体，并起到定位使之不脱落之作用。为了提供另一个定位固定，在存储卡(8)的两侧开设有凹口(8f)，而在插入部(7)内部两侧相应处设有凸出部，凸出部正好卡在凹口(8f)内，起到固定存储卡(8)的作用。仪器主体一侧的信号传输/接收部(1a)及电力传输部(1b)，分别在一块电路板上形成，且其位置正对存储卡(8)上相应的信号传输/接收部(8a)和电力传输部(8b)，但并不和它们接触。在所述电路板四周设有一个防水器件(比如一个胶皮垫)(9)，以使仪器主体具有防水作用。另有一张薄膜(10)盖住面对存储卡(8)的电路的表面，起到防水及防尘的作用，并且防止所述电路在存储卡(8)插入时被损坏，但设置该薄膜并不影响电磁耦合作用。
图5至11表明该发明的第二实施例。图5为本发明所述测量仪器的立体视图。
参见图5，测量仪器的主体(1)藉水平台(2)而安设在一个图中未示出的三脚架上。主体(1)包括一个能围绕一根垂直于水平台(2)的轴线而旋转的柱体部分(3)，以及一个望远镜部分(4)，所述望远镜部分枢接于柱体部分(3)上的一根水平轴上，且能围绕该水平轴线而转动。在测量仪器主体(1)的下部，配置着一键盘部件(5)和一个显示部件(6)。键盘部件(5)用来选定各种测量用数据及其它数据，而显示部件(6)用来显示这些测量数据。在柱体部分(3)上附设有一个存储卡插入部(7)，存储卡(8)可经由在那里开设的一条槽缝而插入所述插入部(7)。
图6是表明测量仪器主体(1)的内部电路的方块图。在该电路中，由测量仪器至某一测量站的距离，是由一个测距信处理器(101)加以处理的，所述处理器(101)接收来自一个光发射/接收传感器(41)的信号，被处理的数据馈送至一个中央处理装置CPU(109)，进行存储及运算。另外，由一个水平编码信号处理器(103)和一个垂直编码信号处理器(104)所传来的角度测量数据，被输入CPU(102)，编码信号处理器(103)，(104)分别接收水平角度传感器(43)和垂直角度传感器(44)所发来的信号。CPU(102)又将测量数据提供给仪器主体(1)的一个信号传输/接收部件(105)，所需的测量数据就可被写入存储卡(8)。标号(106)为代表键盘部件的方块，在键盘部件上进行一个予定的键盘操作之后，来自CPU(102)的测量数据可以藉显示控制部件的控制而显示在显示部件上，显示部件及显示控制部件分别用方块(108)，(107)表示。
图7为测量仪器主体和存储卡的内部电路的方块图。对存储卡(8)的供电以及测量数据的传输/接收，是通过仪器主体(1)的一个信号传输/接收部(1a)和存储卡(8)上的相应的信号传输/接收部(8a)之间的电磁耦合来实现的。存储卡(8)包括一个用以从接收到的信号中提取出电源成分的电源检波部(8b)，一个后备电源(未示出来)，一个用以实现信号传输/接收的信号传输/接收部(8a)，以及一个信号处理部(8c)和数据转换部(8d)，后二者用以处理来自信号传输/接收部(8a)的信号，并将信号转换成能写入一个存储部(8e)或从中读出的数据。
图8为存储卡插入部(7)的侧面剖视图。存储卡插入部(7)具有一个能容纳存储卡(8)插入的空间。当存储卡(8)插入后，其另一端和一个挡块(7a)接触。插入部(7)之内侧后壁上用一枚螺丝固定着一个片簧(7b)。当存储卡(8)插入时，片簧(7b)迫使它紧靠仪器主体，并起到定位使之不脱落之作用。为了提供另一个定位固定，在存储卡(8)的两侧开设有凹口(8f)，而在插入部(7)内部两侧相应处设有凸出部，凸出部正好卡在凹口(8f)内，起到固定存储卡(8)的作用。仪器主体一侧的信号传输/接收部(1a)，是在一块电路板上形成的，且其位置正对存储卡(8)上相应的信号传输/接收部(8a)，但并不和它接触。在所述电路板四周设有一个防水器件(比如一个胶皮垫)(9)，以使仪器主体具有防水作用。另有一张薄膜(10)盖住面对存储卡(8)的电路的表面，起到防水及防尘的作用，并且防止所述电路在存储卡(8)插入时被损坏，但设置该薄膜并不影响电磁耦合作用。
图9表明从测量仪器向一张存储卡写入数据的流程。
以下按照图9说明向存储卡写入数据的过程。
(1)准备在把数据事先存入存储卡前，先把下列各项操作信息写入测量仪器的微型计算机内，以便减短把数据输入存储卡所需的时间(1.1)把存储卡初始化;
(1.2)对存储卡加以保护
①要不要对存储卡作如此保护，使得写入的数据不会被抹掉？②要不要对存储卡作如此保护，使得其中的数据不能被读出？(1.3)选定目标数码自动递增功能是否要选定测量站数码自动递增功能，使得输入的目标数码一一递增，还是在数据存入存储卡时手动输入一个目标数码？(1.4)是否要设定这样一种输入模式，以便就每一个测量站数码输入一条注释？(1.5)选择由CPU存储器转移到存储卡的测量数据中的输出信息①要不要显示一个测量距离，一个仰角和一个水平角度？②要不要显示一个仰角、一个水平角度和一个X-Y偏差角(即仰角的校正值)？③要不要显示坐标数据(即一个目标的坐标值)？④要不要显示坐标数据、测距、仰角和水平角度？(1.6)输入测量所需的各种数据①一次测量的日期;
②测量仪器所在测量站的数码(即测量仪器位址码);
③测量仪器的安装高度;
④进行一次测量时的气温;
⑤进行一次测量时的大气压力;
⑥测量仪器所在测量站的坐标;
⑦选定距离测量用的单位为米或者呎;
⑧选定温度及大气压的单位℃及毫巴、℃及毫米汞柱、°F及毫巴、°F及毫米汞注、或者°F及吋汞柱;
⑨选定一个棱镜常数(由-99毫米至99毫米);
⑩选定一个角度测量单位(度还是哥恩※)(11)选定一个角度测量分辨率(1″还是5″)
(12)选定一种垂直角度的格式顶角＝0°，仰角＝0°，水平角度＝0°±90°;
(13)垂直角度的零点选用自动输入还是手动输入;
(14)对垂直角度是否要作为校正;
(15)水平角度的零点选用自动输入还是手动输入。
对上述各项目，一个测量员仅按照需要而对项目的内容作一些改变。
(1.7)测量仪器的数据①仪器的型号;
②一个系列号;
③ROM(只读)形式。
(2)向存储卡内写入数据的程序见图9A，在步1插入存储卡(8)。在步2，按下一个键，将数据写入存储卡内。步3的作用是检查存储卡插好没有。如果步3的答案为“是”，那么在步4再检查存储卡是否带有防止数据写入的保护。若步4的答案为“是”，则在步5撤消该保护，然后返回步2。如果步3的答案为“否”，在步6就会显示存储卡安插不妥的信息，那么就要再插一次存储卡，然后又返回到步2。如果步4的答案为“否”，就按流程图往下进至步7，以便读出一个存储区域，许可数据输入存储卡内。在第8步，所述读出存储区域被显示出来。接着看图9B，在步9数据写入选择键被显示出来，按下键①、②、③和(CA)中的一个，使得相应数据的写入操作成为可能。如果在步9中按下了清零键，整个流程就告终。
如果按下键①，就检查是否采用测量站数码自动递增功能来设置目标数码。步10的答案若为“否”，就在步11输入一个目标数码，并按流程进至步12。若步10答案为“是”，流程将跳过步11而进至步12。在步12检※哥恩直角的百分之一，即百分度。
查是否存在目标数码的设置注释。步12的答案若为“是”，就在步13输入一个注释。若步12的答案为“否”，就在步14检查，是否要把数据写入存储卡。步14的答案若为“是”，就在步15进行距离和角度测量运算等操作。所获得的数据在步16中被写入微型计算机的随机存取存储器RAM中和存储卡内。在步17，把写入存储卡内的数据和写入RAM内的数据进行比较。如果二者吻合，就在步18结束，并返回步9。若二者不吻合，就显示出错误，报导发生了故障。
如果在步9A选定按下键②，测量数据就在步20和21被依次输入。在步22检查是否要把有关数据写入存储卡内。步22的答案若为“是”，有关数据就在步23被写入存储卡内，随即进至步17。
如果在步9A选定按下键③，仪器的数据就在步30被写入存储卡，然后进至步17。
图10A及10B表明由存储卡(8)读出数据输入出测量仪器的一种方式的流程图。以下参照图10A、10B，说明从存储卡读出数据输入测量仪器的程序。
(3)从存储卡读出数据的程序在步41，存储卡被插入。在步42按下一个数据读出键。由于步41至步46的过程和向存储卡写入数据一节中的步1至步6相同，在此略去不再叙述。
如果在步44决定不采用读出保护，则在步49A选择读出选择键①或②。如果选定键①以便显示出各种内容的表格，则在步50会读出一个存放在卡内的测量站数码，且该数码在步51被显示出来。当已读出予定的数据之后，在步52按下一个终止键。
上述表格包括五项内容(详见后)。当要进行土木工程以及建筑设计运算操作时，如果有关要打入地面的桩子的各予定点的数据已予先输入，则各桩子可按下述方式打入各予定点利用配置在测量仪器内的立桩测定功能，将望运镜准线对准，并移动棱镜目标以使差值变为零，这样通过计算/显示存入数据和实际测得数据之间的差值，来决定立桩点。
在本例中，所谓立桩功能是一种靠移动棱镜来测定某一特定位置(亦即测定由地面上要打桩之处起算的距离或设计距离)的功能，该特定位置和测量仪器所在地点相隔一定距离(实际距离)，移动棱镜时，可用±号(加号及减号)显示出某一设定点是否位于实际位置前面或后面，并同时计算/显示设定点和实际点之间的差值及距离。
如上面所描叙那样，虽然习用的测量仪器亦具有有关距离和角度的立桩功能，但不能把设定点的数据事先输入仪器，不象本测量仪器那样，可以把设定点的数据事先存入存储卡内。
因此，既然设定点的数据(距离及角度)已事先存入存储卡内，测量仪器的CPU可以从存储卡中读出存入的数据，并就读出数据和实际测量值之间的差值进行计算和显示。
有关角度测定的立桩功能是这样的如果一个后视站点(已知点)已相对于测量仪器所在站点而作了瞄准，就可以确定设定点处的方位角。如果事先把后视站点的数据输入存储卡，那么角度立桩就能很方便地完成。这样，操作效率就能提高。
除了显示距离及角度测定的功能以外，图5所示测量仪器还具有一种追踪功能，亦即可以靠移动棱镜来测量移动着的点。还具有一种坐标测定功能，即利用两点来对一个坐标站进行测量，比如后方站(已知坐标)和另一已知坐标的站点或者一个作为参考点的站点，另外还具有一种无连线测量功能，亦即测定两点并显示两点之间的距离。
由于其它各种上述立桩功能同样可以通过向存储卡存入设定点数据而实现，这方面的叙述略去。
现按图10说明上述立桩操作场合下存储卡的读出操作。在步50(事项选择)，读出一个设定数据码，在步51，所述数据码被显示。在步60(数据选择)，输入一个数据码。在步61，读出一次测量所需的各种数据。
如果在步46A按下了数据检索键②，并在步60输入了一个目标数码或数据码，那么在步61就读出某一予定站码的测量站数据或一次测量所需要的各种数据。在步62，测量站数据或各种其它数据被置入测量仪器。当按下终了键(即清零键)时，流程返回步49。
如果在步49A选择按下清零键，则整个过程就完成。
存放在存储卡内的数据根据来自一个外部单元的指令，从存储卡的一个外部输出接口输出，输出数据的格式如图11所示。
图11表明测量仪器数据作为一项表格内容的输出格式。从存储卡输出的数据，即是具有这样的格式的。
例如，一个表格可能包括以下项目1.一次测量所需的数据;
2.距离及角度数据;
3.角度校正数据;
4.坐标数据;
5.坐标、距离和角度数据。
每一种数据以其自己的格式被输出。
本发明所述测量仪器的另一些附加优点，对同行中等技术人员来说是显见的。因此本发明从广义说来，并不局限于以上所描述的具体细节及代表性的实施例。亦即，各种不脱离由各权利要求所确定的本发明的宗旨及发明概念的变型测量仪器，均应属本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种测量仪器，包括一个距离/角度测量部件、一个存储/操作部件、一个信号传输/接收部件、一个键盘部件、一个显示控制部件以及一个显示部件，其特征在于-所述距离/角度测量部件包括一用以接收来自一个光发射/接收传感器(41)的信号的测距信号处理器(101)，一个接收来自水平角度传感器(43)的信号的水平编码信号处理器(103)，以及一个接收来自垂直角度传感器(44)的信号的垂直编码信号处理器(104)，-所述存储/操作部件接收来自所述距离/角度测量部件的信号，并藉操作所述键盘部件(106)而向所述信号传输/接收部件(105)提供测量数据，把这些测量数据写入一张存储卡(8)内，并藉操作所述键盘部件(106)通过所述显示控制部件(107)而将所述测量数据显示在所述显示部件(108)上，-所述信号传输/接收部件，藉电磁耦合实现和所述存储卡(8)的信号传输/接收部之间的无接触式的数据传输/接收。
2.一种如权利要求1所述的测量仪器，其特征在于，在所述测量仪器的一个柱体部分(3)上配置着一个用以插入所述存储卡(8)的插入部(7)。
3.如权利要求1所述的仪器，其特征在于，所述存储卡(8)以及信号传输/接收部件(105)是密封的。
4.一种测量仪器，包括一个距离/角度测量部件、一个中央处理装置(109)、一个信号传输/接收部件(105)、一个键盘部件(106)、一个显示控制部件(107)以及一个显示部件(108)，其特征在于-所述中央处理装置(109)接收来自所述距离/角度测量部件的信号，并藉操作所述键盘部件(106)将测量数据提供给所述信号传输/接收部件(105)，把这些测量数据写入一张存储卡(8)，又藉操作所述键盘部件(106)通过所述显示控制部件(107)而把测量数据在所述显示部件(108)上显示出来，-所述信号传输/接收部件(105)响应来自所述中央处理装置中的一个存储/操作部件即CPU(102)的指令，对所述存储卡(8)的一个信号传输/接收部，实现测量数据的传输/接收，其中一次测量所需的各种数据以及测量数据是存放在所述存储/操作部件即CPU(102)中的，且-一次测量所需的各种数据均事先输入所述存储卡(8)内，每次测量均根据存放在所述存储卡内的、可按需变更的各种数据而进行，且测量数据存入所述储卡(8)内。
全文摘要
本发明涉及一种测量仪器，是在仪器的柱状部分设置一个供插入一张存储卡的插入部，存储卡和仪器主体之间为电磁耦合式关系，仪器主体中的各电子部件均予密封，以防水防尘，测量所需各种数据及测量数据被存放在仪器主体内的CPU内，亦存入存储卡内，由于一次测量所需的各种数据可事先存入存储卡内，并能受CPU控制而随时读出，因此大大缩短了一次测量操作所需的准备时间，提高了工作效率。
文档编号G01C1/02GK1047143SQ9010187
公开日1990年11月21日 申请日期1990年3月31日 优先权日1989年3月31日
发明者加藤知洋 申请人:测机舍有限公司