測繪工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計說明書論文-天寶dini03系列數(shù)字水準儀i角誤差檢校誤差分析

1、淮海工學院二〇一二屆本科畢業(yè)設(shè)計（論文）第1頁共26頁1緒論隨著科學技術(shù)特別是電子技術(shù)的迅速發(fā)展，數(shù)字水準儀在水準測量中被廣泛應(yīng)用。它融電子技術(shù)、圖像處理技術(shù)、計算機于一體，以條碼間隔影像信息與參考信號進行圖像數(shù)學處理的測量原理，自動采集測量數(shù)據(jù)、信息處理和獲取自動記錄每一個觀測值，從而實現(xiàn)水準測量儀器的發(fā)展方向。雖然數(shù)字水準儀具有將測定的i角存入機內(nèi)，并對所測數(shù)據(jù)按該i角進行自動修正功能，但儀器i角受外界溫度、濕度、振動的影響而瞬時變

2、化仍然存在。因此，研究討論數(shù)字水準儀i角問題非常有必要。天寶DiNi03系列數(shù)字水準儀——世界上精度最高的數(shù)字水準儀之一，其各項指標都明顯優(yōu)于其他數(shù)字水準儀。其性能卓越、操作方便，使水準測量進入了數(shù)字時代，大大提高了生產(chǎn)效率。已廣泛應(yīng)用于地震、測繪、電力、水利等系統(tǒng)，在各項重大工程中發(fā)揮著強大的作用。由此天寶DiNi03系列數(shù)字水準儀i角問題研究顯得尤為重要。目前，水準儀的i角研究主要反映在三個方面，即：方法、速度和精度。關(guān)于i角的檢校

3、方法，我們比較成熟，許多測量學類教材中，就提供了一種廣泛采用的方法。近年電子水準儀i角自動檢校中，又出現(xiàn)了其他三種新方法。在提高檢驗水準儀i角的速度上，也出現(xiàn)了一些研究成果，電子水準儀的自動化檢校更是大大提高了檢校水準儀i角的速度。在評定水準儀i角的精度上，也出現(xiàn)了一些成果，既有定性的也有定量的。國內(nèi)外對水準儀的i角全部采用平行光管進行檢驗和校正，儀器設(shè)備價格昂貴，一般都是送專門的測繪儀器鑒定部門進行檢驗和校正，而儀器使用單位如果自己對

4、水準儀的i角進行檢驗和校正，大都是在室外安置儀器、立尺進行檢驗和校正，需要人員多、誤差較大、作業(yè)條件差，利用誤差傳播定律的定量研究不深入。盡管這方面工作之前有人進行過研究，諸如DS3、徠卡系列、蔡司系列水準儀i角的研究，但對于天寶DiNi03系列數(shù)字水準儀i角誤差檢校方法與誤差分析這方面，前人尚未做出過系統(tǒng)地分析，仍可以在這方面做一些有益的初步探究工作。2數(shù)字水準儀簡介2.1數(shù)字水準儀工作原理數(shù)字水準儀是目前最先進的水準儀，配合專門的條

5、碼水準尺，通過儀器中內(nèi)置的數(shù)字成像系統(tǒng)，自動獲取水準尺的條碼讀數(shù)，不再需要人工讀數(shù)。這種儀器可大大降低測繪作業(yè)勞動強度，避免人為的主觀讀數(shù)誤差，提高測量精度和效率。它利用數(shù)字圖像處理技術(shù)，把由標尺進入望遠鏡的條碼分劃影像，用行陣探測器傳感器替代觀測員的肉眼，從而實現(xiàn)觀測夾準和讀數(shù)自動化。測量作業(yè)時只要將水準儀概略整平，補償器自動使視線水平，照準標尺并調(diào)焦，按淮海工學院二〇一二屆本科畢業(yè)設(shè)計（論文）第3頁共26頁緯測量系統(tǒng)(武漢)有限公司

6、生產(chǎn)的中緯ZDL700系列數(shù)字水準儀、科力達公司生產(chǎn)的DL系列數(shù)字水準儀為代表，而進口的國外儀器以瑞士徠卡公司生產(chǎn)的DNA、NA系列數(shù)字水準儀、德國蔡司公司生產(chǎn)的DiNi系列數(shù)字水準儀、日本拓普康公司生產(chǎn)的DL系列數(shù)字水準儀、索佳公司生產(chǎn)的SDL系列數(shù)字水準儀和美國天寶公司生產(chǎn)的DiNi系列數(shù)字水準儀為代表，下面舉例說明這些儀器基本參數(shù)。（見表1、表2，其中天寶DiNi系列數(shù)字水準儀詳細內(nèi)容見下文敘述）表1國內(nèi)數(shù)字水準儀基本參數(shù)國內(nèi)數(shù)字

7、水準儀基本參數(shù)南方測繪公司蘇州一光儀器公司中緯測量系統(tǒng)有限公司科力達公司型號DL3003DL2007DS03EL201中緯ZDL700DL2011km往返精度0.3mm0.7mm0.3mm0.7mm0.7mm1.0mm測量范圍1.5100m1.5110m1.2100m1100m2m105m1.5100m補償精度12′12′15′12′10′12′安平精度0.2″0.2″0.2″0.3″0.35″0.3″望遠鏡倍率323242322432

8、表2國外數(shù)字水準儀基本參數(shù)國外數(shù)字水準儀基本參數(shù)徠卡公司蔡司公司拓普康公司索佳公司型號DNA03NA2DiNi12DL502SDL30M1km往返精度0.3mm0.3mm0.3mm0.4mm0.4mm測量范圍1.8110m1.6110m1.5100m1.6100m1.6100m補償精度10′30′15′15′15′安平精度0.3″0.3″0.2″0.3″0.3″望遠鏡倍率24323232322.4數(shù)字水準儀和光學水準儀的比較（1）相同點

9、：數(shù)字水準儀具有與光學水準儀相同的光學、機械和補償器結(jié)構(gòu)；光學系統(tǒng)也是沿用光學水準儀的；水準標尺一面具有用于電子讀數(shù)的條碼，另一面具有光學水準標尺的E型分劃；既可用于數(shù)字水準測量，也可用于傳統(tǒng)水準測量，摩托化測量，變形監(jiān)測和適當?shù)墓I(yè)測量。（2）不同點：光學水準儀用人眼觀測，數(shù)字水準儀用光電傳感器(CCD線陣)代替人眼；數(shù)字水準儀與其相應(yīng)條碼水準標尺配用。儀器內(nèi)裝有圖像識別器；采用數(shù)字圖像處理技術(shù)，這些都是光學水準儀所沒有的；同一根編碼