檢測(cè)6徠卡gps對(duì)中基座和連接器的替代與改進(jìn)

1、<p>　　徠卡GPS對(duì)中基座和連接器的替代與改進(jìn)</p><p><b>　　鄭傳剛 </b></p><p>　　(中鐵十七局集團(tuán)第五工程有限公司 山西太原）</p><p>　　摘 要： 徠卡GPS的質(zhì)量和性能雖被廣大測(cè)量工作者所公認(rèn)，但該產(chǎn)品所配備的連接器和對(duì)中基座在設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)上存在一定的弊端，直接影響到測(cè)量成果的精度。本

2、文主要闡述了通過(guò)選用國(guó)產(chǎn)連接器和基座并加以改進(jìn)所達(dá)到的效果。</p><p>　　關(guān)鍵詞：GPS 基座 連接器 替代 改進(jìn) </p><p><b>　　1 概況</b></p><p>　　近年來(lái)隨著我國(guó)高鐵建設(shè)的不斷發(fā)展，對(duì)測(cè)量精度提出了較高的要求，GPS測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用，使得測(cè)量工作發(fā)生了歷史性的變革。在我們施工企業(yè)，施工控制網(wǎng)的成

3、果精度直接影響到施工過(guò)程中隧道、橋梁、軌道鋪設(shè)等施工環(huán)節(jié)的測(cè)設(shè)精度，因而對(duì)我們控制網(wǎng)測(cè)設(shè)所使用的GPS儀器精度指標(biāo)、穩(wěn)定性等指標(biāo)提出了更高的要求。為了提升公司儀器設(shè)備的配備，提高測(cè)量精度和效率，公司經(jīng)過(guò)對(duì)國(guó)外的天寶R8、徠卡GS15和國(guó)內(nèi)的華測(cè)X91三個(gè)品牌進(jìn)行了針對(duì)性的了解，通過(guò)實(shí)物的演示和性能的對(duì)比，最終選定了徠卡的GS15型GPS。該款機(jī)型功能先進(jìn)、性能穩(wěn)定，設(shè)計(jì)理念較人性化，尤其是他的后處理軟件LGO在業(yè)界享負(fù)盛名，具有很高的權(quán)

4、威性。</p><p>　　2 徠卡GPS原裝配套基座的特點(diǎn)</p><p>　　由于徠卡產(chǎn)品一貫的設(shè)計(jì)理念，在其產(chǎn)品設(shè)計(jì)上也存在不少美中不足的地方，例如其所有型號(hào)的全站儀均采用激光對(duì)中、棱鏡基座沒(méi)有精平裝置、光學(xué)對(duì)點(diǎn)器不在連接器上而是設(shè)計(jì)在基座部位的設(shè)計(jì)（下對(duì)點(diǎn)式），以上列舉的設(shè)計(jì)方式存在一定的弊端。如激光對(duì)點(diǎn)器的設(shè)計(jì)可以說(shuō)是“華而不實(shí)”，主要存在激光點(diǎn)光斑大、激光點(diǎn)出現(xiàn)偏心現(xiàn)象后非廠家

5、專(zhuān)業(yè)人員無(wú)法檢校的的缺陷，較常規(guī)的光學(xué)對(duì)點(diǎn)器精度低，對(duì)測(cè)角和測(cè)距的作業(yè)精度有一定影響；同時(shí)它的棱鏡基座、GPS基座獨(dú)特的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)也直接影響到對(duì)中精度和調(diào)校的便捷性。</p><p>　　徠卡GS15型GPS在基座配備上也延續(xù)采用了GRT146型基座加GDF22型連接器的組合形式（見(jiàn)下圖）。</p><p>　　徠卡GRT146型基座</p><p><b>

6、;　　該基座優(yōu)缺點(diǎn)如下：</b></p><p>　　優(yōu)點(diǎn)：加工精密、穩(wěn)定性較好、尤其是在連接器側(cè)面設(shè)置有測(cè)高尺量取儀高時(shí)的固定孔，采用徠卡的專(zhuān)用測(cè)高尺可以精確的量出儀器的架設(shè)垂直高度，比其他品牌的GPS采用普通鋼卷尺量取儀器斜高的方式更精確，一人便能精確完成儀高的量取和讀數(shù)工作。</p><p>　　缺點(diǎn)：由于原裝基座均為匈牙利進(jìn)口，價(jià)位較高，單組基座價(jià)格在6000元人民幣以

7、上、沒(méi)有精平設(shè)計(jì)的長(zhǎng)水準(zhǔn)管泡，僅有一個(gè)2mm/6′精度的粗平圓氣泡，因圓氣泡從側(cè)面觀看時(shí)易產(chǎn)生視覺(jué)偏差，必須從氣泡正上方觀看方可進(jìn)行較精確整平，因而儀器架設(shè)高度受架設(shè)人員身高限制，在使用過(guò)程中氣泡、光學(xué)對(duì)點(diǎn)器失準(zhǔn)不宜發(fā)現(xiàn)，不便于對(duì)圓氣泡和光學(xué)對(duì)點(diǎn)器的檢校，且必須采用專(zhuān)業(yè)的平板儀和下對(duì)中器調(diào)試臺(tái)方能對(duì)圓水準(zhǔn)泡和光學(xué)對(duì)點(diǎn)器進(jìn)行調(diào)校。</p><p>　　3 徠卡GPS基座改進(jìn)目的及實(shí)際應(yīng)用效果</p>

8、<p><b>　　3.1改進(jìn)目的</b></p><p>　?。?）降低采購(gòu)價(jià)格；</p><p>　　（2）提高整平對(duì)中精度；</p><p>　?。?）繼續(xù)保留能夠采用原有測(cè)高尺量取儀高的優(yōu)點(diǎn)；</p><p>　?。?）達(dá)到在不借助于平板儀和下對(duì)中器調(diào)試臺(tái)等專(zhuān)業(yè)檢校設(shè)備的情況下，能方便快捷的完成光學(xué)對(duì)點(diǎn)

9、器、管水準(zhǔn)泡和圓水準(zhǔn)泡的檢校工作。</p><p>　　3.2改進(jìn)思路和方法</p><p>　　由于國(guó)產(chǎn)通用型光學(xué)對(duì)中基座市場(chǎng)價(jià)格便宜，并且光學(xué)對(duì)點(diǎn)器和管氣泡都設(shè)計(jì)在了連接器上（上對(duì)點(diǎn)式），對(duì)中整平精度高且檢校方便，價(jià)格都在400元以下。能否以國(guó)產(chǎn)通用型基座為基礎(chǔ)，通過(guò)對(duì)連接器部分進(jìn)行改進(jìn)精加工得以實(shí)現(xiàn)改進(jìn)目的呢？</p><p>　　經(jīng)過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)多家基座生產(chǎn)廠家的

10、產(chǎn)品進(jìn)行解，最終選定江陰香江光電儀器有限公司生產(chǎn)的AJ13(D2)+AL13-1型通用光學(xué)對(duì)中基座作為替代改進(jìn)對(duì)向，經(jīng)過(guò)反復(fù)對(duì)該基座外形尺寸的測(cè)量，制定了兩套改進(jìn)方案：</p><p>　　第一種，在該基座的基礎(chǔ)上加裝轉(zhuǎn)換連接頭。連接頭頂部加工成5/8羅紋頭，底部加工成與基座頂部凹孔內(nèi)徑相同的尺寸，為了能夠繼續(xù)采用測(cè)高尺量取儀高，將該基座連接器側(cè)面的制動(dòng)螺桿取消，將測(cè)高尺掛孔設(shè)計(jì)在此處。此方法改進(jìn)速度快、費(fèi)用低；

11、但轉(zhuǎn)換連接頭加工精度要求高，且加工公差間隙小了不宜拼裝和分解，公差間隙大雖易于拼裝和分解了，但直接影響上端儀器的相位同心度。</p><p>　　第二種，在該基座的基礎(chǔ)上，將連接器上部在車(chē)床上車(chē)掉一節(jié)，并加工成內(nèi)絲，用不銹鋼材料加工一節(jié)連接桿，連接桿頂部同樣加工成5/8羅紋頭，下部加工成外絲擰入連接器頂端，同樣將該基座連接器側(cè)面的制動(dòng)螺桿取消，將測(cè)高尺掛孔設(shè)計(jì)在此處。此方法改進(jìn)較復(fù)雜，加工精度要求高，批量加工時(shí)為

12、保證加工部件達(dá)到同等精度需要用到數(shù)控機(jī)床，此方法由于免去后期使用過(guò)程中的拼裝環(huán)節(jié)，從而較前一種改進(jìn)方法在穩(wěn)定性和精度上都有所提高。</p><p>　　經(jīng)綜合考慮最終采用第二種改進(jìn)方案，通過(guò)與江陰香江光電儀器有限公司生產(chǎn)科取得聯(lián)系，按照我方提供的各部尺寸及要求為我們加工出了符合我方精度要求的產(chǎn)品，在外觀顏色上將其噴成了徠卡的主色調(diào)橄欖綠色。</p><p>　　AJ13(D2)+AL13-

13、1型通用光學(xué)對(duì)中基座改進(jìn)前圖片</p><p>　　AJ13(D2)+AL13-1型通用光學(xué)對(duì)中基座改進(jìn)后圖片</p><p><b>　　3.2改進(jìn)前后對(duì)比</b></p><p>　　(1)經(jīng)改進(jìn)的基座購(gòu)買(mǎi)價(jià)格為500元/臺(tái)，每臺(tái)較原裝進(jìn)口基座價(jià)格節(jié)省5500元；按照1+4的配置計(jì)算，整套GPS節(jié)省5500×5=27500元。&l

14、t;/p><p>　　(2)假如在不考慮光學(xué)對(duì)點(diǎn)器偏心誤差的情況下，通過(guò)加裝精平管氣泡后對(duì)中精度有了很大的提高（改進(jìn)前圓氣泡精度為2mm/6′，改進(jìn)后管氣泡精度2mm/60″）。假設(shè)儀器架設(shè)高度為1.4m,如果氣泡偏離值為2mm，在改進(jìn)前后對(duì)對(duì)中精度的影響值分別為：</p><p>　　改進(jìn)前：tan0°6′00″×1.4=2.2mm</p><p>

15、;　　改進(jìn)后：tan0°0′60″×1.4=0.4mm</p><p>　　通過(guò)對(duì)比計(jì)算，經(jīng)過(guò)改進(jìn)加裝精平管氣泡的基座在對(duì)中精度上有了進(jìn)一步的提高。</p><p>　　(3)由于改進(jìn)后在儀器架設(shè)時(shí)管氣泡從側(cè)面就能清晰看到，避免了圓氣泡必須從正上方才能看清的尷尬，因而在野外GPS靜態(tài)作業(yè)時(shí)當(dāng)周?chē)械桶珮?shù)木或灌木時(shí)可以盡可能的將儀器架設(shè)的更高一些。</p>

16、<p>　　(4)改進(jìn)后的光學(xué)對(duì)點(diǎn)器在連接器上部，它能夠隨著連接器自由旋轉(zhuǎn)，因而在架設(shè)使用過(guò)程中一旦管氣泡和光學(xué)對(duì)點(diǎn)器出現(xiàn)失準(zhǔn)現(xiàn)象就能夠及時(shí)的發(fā)現(xiàn)，并且僅用一根校針就能完成整個(gè)檢校工作。</p><p>　　由以上對(duì)比不難看出，只有在實(shí)際的使用過(guò)程中不斷總結(jié)和改進(jìn)才能更有效的提高儀器的精度。</p><p><b>　　4 結(jié)束語(yǔ)</b></p>