一种二维编码标尺的数字水准仪系统原理设计与试验进展

数字水准仪是一种集光学、电子技术、编码技术、图像处理及计算机技术于一体的水准测量系统。它凭借快速度、高精度、易于操作等特点,已广泛应用于高精度水准测量、工业测量等多种领域。当前的各类数字水准仪产品是基于一维条码技术设计的编码标尺,水准仪的设计是围绕相应标尺编码方法的读数系统展开。经过十多年的开发,国外几大测绘仪器生产厂商已将条码标尺的编码方法实行专利保护;国内起步较晚,已难以找到合适的编码方法。文中提出了一种新的基于二维平面的编码设计方案。该方案将标尺面分为数字标注、二维码粗测和圆心精测3个区域;而水准仪部分采用面阵CCD采集标尺图像,运用快速数字图像处理算法进行读数定位。理论分析和实验样机测试表明,这种设计可以生产精度高、性能优异的数字水准仪。     

几种数字水准仪标尺的编码规则和读数原理比较

介绍数字水准仪的系统组成,在研究常见的数字水准仪标尺的编码规则和自动读数原理的基础上,从测量精度的角度出发,对其优劣进行分析和比较.     

数字水准仪的性能评述

1990年威特厂研制出了数字水准仪NA2000。水准仪的数字化比经纬仪晚了30年，这是由于仪器和标尺不仅在空间上是分离的，而且它们的相对距离也不固定。30年来许多人追求解决这个难题，出现了如RBNI002A以及激光扫平仪加探测器进行读数的标     

改进二维编码的数字水准测量系统

基于二维编码标尺的数字水准测量系统已经提出好几年了,但在实用化和产业化上遇到了 一些问题.提出一种改进的二维编码设计方案,改进后的新编码方案保留了圆形精码和数字码,增加了字母码;圆形码中心表达精定位,由数字码和字母码表达粗定位,其中数字码用于中远距离、字母码用于近距离粗定位.测量时图像传感器会捕获到包含标尺三类编码的图像,利用圆心定位算法精确计算圆形码圆心在图像中像素位置,进而确定圆心与望远镜水平中丝在图像上的像素差;同时引入卷积神经网络算法识别圆形码两侧的字母码或数字码用以确定相应圆形码的实际高度;最后将多个圆形码确定的视线高度取平均值作为标尺读数.利用搭载面阵CMOS传感器的水准仪原型机在室外对改进后编码标尺进行测试,实验结果表明,可以实现2～100 m范围内的有效测量,特别是在2～60 m范围内可以获得较为理想的测量精度,证明了新编码标尺是一种可行的设计方案,具有产业化价值.     

数字水准仪标尺编码原理研究

数字水准仪的标尺编码规则直接影响其测量精度.基于现有几种数字水准仪标尺编码的特点,归纳出标尺条码的编码衡量指标:信息密度、分辨率和纠错能力.以条码的最大编码容量与单个码区长度之比值衡量其承载的信息密度;利用光学系统的点扩散函数研究条码图像的分辨率,即相邻边缘的相互影响,得出码元相邻边缘的间距相等时,影响最小的结论;用相关系数或编码所用函数本身的性质表征条码的纠错能力.依据编码指标建立一套新的标尺编码规则:以格雷码为数值码,固定宽度的码元为参考码,两者交替组合.分析表明,该种编码不但信息密度大,分辨率高,而且纠错能力强.     

观测条件对电子水准仪读数的影响

运用控制变量法对温度和光照强度对电子水准仪读数的影响进行了定量分析。结果表明,电子水准仪读数受光照强度影响较小,但受温度影响较大,其中大气折光和i角是影响电子水准仪读数精度的两个主要方面;并根据实验结果,为如何减小观测误差、提高观测精度提供了参考意见。     

电子水准仪DINI20和DL102试验与精度分析

以ＺＥＩＳＳ ＤＩＮＩ ２０和ＴＯＰＣＯＮ ＤＬ １０２型仪器为例，介绍电子水准仪和编码标尺的构造与基本工作原理，阐述对上述电子水准仪的补偿器，编码标尺倾斜与遮挡等性能的检验结果分析，由建立的试验场实测精度得出，上述仪器一般机用于三、四等水信测量，在一定条件下也可用于二等水准则量，并指出测量中应注意的事项。     

介绍数字水准仪

介绍数字水准仪李乐良编译一、水准测量自动技术的发展对水准测量自动化的要求不是新的问题。从本世纪早期，机械装置和专用的标尺分划已经用于试图简化标尺的判读。平行板测微器装置的电子扫描是另一个发展方向。但由于测量员仍然必须读取近似的读数，并确保重合，从而...     

数字水准仪与精密光学水准仪测量精度比较

数字水准仪的出现解决了大地测量仪器中水准仪自动读数与记录问题,对当代测量技术产生了积极的影响。文中介绍了如何采用双频激光干涉仪配合45°平面镜检测数字水准仪的方法,对精密光学水准仪和数字水准仪进行综合精度的评定和比较,并对结果进行了分析。     

数字水准仪与精密光学水准仪测量精度比较

数字水准仪的出现解决了大地测量仪器中水准仪自动读数与记录问题,对当代测量技术产生了积极的影响.文中介绍了如何采用双频激光干涉仪配合45°平面镜检测数字水准仪的方法,对精密光学水准仪和数字水准仪进行综合精度的评定和比较,并对结果进行了分析.     

基于数字水准仪的测试与误差分析的探讨

数字水准仪是水准仪未来的发展方向,其特点是读数客观,无任何人为误差,测量、记录和计算都非常迅速。通过对数字水准仪的测试,阐述了数字水准仪的测试过程,并进行了误差分析,得出了一些有益的结论,同时提出了选择和使用数字水准仪的具体方法和建议。     

数字水准仪综合精度检测方法研究

由于不同类型的精密数字水准仪,其测量原理不同,条码标尺也不同,因此目前尚无统一的检测方法.文中提出一种适用于检测不同型号的数字水准仪及其配套使用的条形码水准标尺综合精度的方法.实际检测数据表明,该方法是可行和有效的.     

数字水准仪电子读数系统误差的检测方法

介绍DAL1528(R)数字水准仪电子读数系统的检测方法,利用望远镜在室内模拟100 m距离,利用高精度电控升降台作为长度标准,利用EXCEL进行数据处理,实现批量生产过程中数字水准仪电子读数系统的检测。     

数字水准仪综合精度检测方法研究

由于不同类型的精密数字水准仪，基测量原理不同，条码标尺也不同，因此目前尚无统一的检测方法，文中提出了一种适用于检测不同型号的数字水准仪及其配套使用的条码水准标尺综合综合精度的方法，实际检测数据表明，该方法是可行和有效的。     

电子水准仪设计与研究

本文介绍了电子水准仪的工作原理。对电子水准仪的硬件设计、软件设计以及标尺设计进行了较详细的研究，分析了影响电子水准仪的测量精度的主要原因。     

观测条件对数字水准仪读数的影响试验

论述数字水准仪的特点及存在的问题,设计并实施了观测条件对数字水准仪读数精度影响的试验,对实际工作中可能遇到的多种不利观测条件进行试验和分析,得出具有一定指导意义的结论。     

水准器水准仪受热力作用的试验研究

<正> 在精密水准测量中,水准器水准对热力作用很敏感,热力作用是产生系统误差的重要来源。这种系统误差的数值随着观测条件的变化而变化,而且不是采取何种观测程序所能够有效消除的,因而它与自动安平水准的测量结果之间可能有些差异。为证明这一问题,我们进行了自动安平水准仪与水准器水准仪同时观测的比较试验。“同时观测”,是两名观测员分别使用自动安平水准仪与水准器水准仪对同一对标尺同时进行观测。这时,标尺本身误差、风力作用、温度的变化、阳光对标尺的照射方式,大气折光误差等,对两组观测成果的影响是相同的。至于观测者的人差可视为偶然误差。另     

大跨斜拉桥悬臂端钢箱梁上监测点高程测量新方法

在斜拉桥的主梁施工中,需要高精度测量悬臂端钢箱梁的高程。随着悬臂的增长,桥面的晃动越来越大,水准仪读数的难度也越来越大,甚至读不出数据;同时由于梁面上施工设备的影响,测量的难度很大,时间也很长。本文提出采用Leica TCA2003全站仪测量高差和水准仪测量工作基点高程相结合的方法,测量钢箱梁上监测点的高程,通过理论分析和对比实验证明了该方法的可行性。     

Wild NA2000电子水准仪

最近Wild公司推出NA2000电子水准仪，这种水准仪改变了以往的读数方式;最明显的不同在于水准尺刻划改变，     

关于水准标尺长度改正的探讨

本文首先讨论了在水准测量中标尺读数位置的分布，并给出标尺分划的读数次数函数的近似公式和标尺上任一分划区间的读数次数的分布函数。其次，分析了水准测站测得高差在标尺上位置的分布及其性质。以及讨论并推导了水准标尺长度改正的测算公式和精度估计。