DiNi12电子数字水准仪测量系统及其应用

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1、DiNi12电子数字水准仪测量系统及其应用一、前言随着微电子技术和传感器工艺的发展，儿十年来，人们梦寐以求的水准测量自动化终于成为现实。从1990年第一台电子水准仪在瑞士莱卡公司诞生开始，经过10年的迅速发展，徳国蔡司公司乂研制出第三代电子数字水准仪，其主要产品DiNil2数字电子水准仪，目前已被江苏省水利系统推荐为工程观测电了水准作业首选设备。为适应现代化水利工程观测的要求，本文将对该仪器的口动测量系统及其操作应用进行介绍。二、DiNil2数字电子水准仪简介1、主要特点DiNil2与其它精密数字电子水准仪

2、一样，采用了吊带式补偿方式，其视距的读取以及储存、处理、采集均实现了自动化，它之所以被推荐为电子水准作业首选设备，不仅是因为它操作更加快捷、方便、直观，成果精度更加精确可靠，（其屮误差达0.这是目前大部分电了水准测量仪器中绝无仅有的），更重要的是它采用了目前最先进的几何位置法量算系统，还有8种可选的测量模式和自动平差功能，使数据格式完全符合国家测量《规范》要求（这是一些数字电子水准仪目前无法比拟的），此外灵活的DOS操作系统不但能方便与计算机接轨，便于升级为中文桌面，而且更适应现代化水利工程观测发展之要求。

3、2工作原理DiNil2装有一组OCD图象传感器，即光敏二极管矩阵电路和智能化微处理（CPQ,它们结合方便、灵活的DC6操作系统，配以条码钢钢尺与条码识别系统，实施全自动测量。其结构如下：工作原理如下：仪器照准并启动测量按键后，条码尺上的刻度分划图象，经过日光的反射，在望远镜屮成像，并通过分光器分成两朿光，一朿转射到观测镜上供人眼监视，另一朿转射到光敏二极管阵列上（GCD上），转射到CID的视频信号被光倾二极管所感应，随后犊化成电信号，经整形后进入模数转换系统（3,从而输出数字信号送入微处理器处理（并由其操作

4、软件计算），处理后的电数字信号一路存入PC卡，一路输出到面板的液晶显示器，从而完成整个测量过程。3.几何位置法量算原理DiNil2采用儿何位势法测量与计算。它利用中丝上、下两边各15询勺间距计算视距和视线高（这是大多数电子水准仪目前无法做到的），如图L标尺底面图1光轴（中丝）CCD行阵图中G为某测量间距的下边界,G+i为上边界，它们在CCD±的成像为Bi及Bi+Io它们到光轴（中丝）的距离分别用b及亦表示。由于CCD±的象索的宽度是已知的，这两距离在CCD上所占象索的个数可以由CCD输出的信号得之，故可以算

5、出b和bi+1,也就是说6和昭是计算视线高的已知数。它们在光轴之上为负，在光轴之下为•正。如果在标尺上看则相反。设g为测量间距长（2厘米），用第i个测量间距来测量时，物象比A,也就是在此是测量间距与该间距在CCD±成象之比，它们由图1中的相似三角形求得：Ai=g/(bi+i—bi)(1)于是视线高度为：Hi=g(G汁1/2)・A(bi+】+bi)/2(2)G是第i测量间距从标尺底部数起的序号，可由所属码词判读出来，（2）式右边部分的几何意义已标注在图1中，即：gG+1/2）是标尺上第i个测量间距的中点到标尺

6、底面的距离。A（bi+i+bi）/2是标尺第i个测量间距的中点到仪器光轴（电视准轴）的距离。根据以上的符号规则，亦是正量、bi是负量。图1中bi+i绝对值小于h绝对值，因此公式（2）中两项相加取负。为了提高测量精度，DiNil2取N个测量间距平均来计算，也就是取标尺中丝上下各15厘米的范围，15个测量间距取平均计算。于是物象比为：A=gN/（bN-b0）（3）式中bN和b（）分必为CCD上30cm测量截距上下边界到光轴的距离。视线高的计算公式为：H=范Lg（+（鬲+勺））（4）由（3）式算岀物像比之后，由（

7、4）式可以计算视线高，同样（3）式也可以用来计算视距，计算原理与用视距丝进行视距测量一样。所不同的是，此固定基线是在标尺上，而传统视距测量的基线是分划板上的上下视距丝的间距，在此不再敖述。上述视线高和视距的计算均由微处理器和相应软件完成，从此可以实现自动测量。三、基本操作（一）口录与文件的建立：1、目录的建立：打开电源后，按EDIT键和PRJ键，选择菜单2（NEWPROJECT）和CREATEDIRECTORY输入目录名称。2、文件的建立按EDIT键和PRJ键，选择菜单2（NEWPROJECT）和INPUT

8、PROJECTNAME菜单，输入文件名（二）参数设置1、基本参数设置：激活主菜单MENU,选择参数设置4（SETREC.PARAM）后再选择"RECORDINGOFDATA）对各类参数进行设置或修改a）本次测量设置按LINE软键，选择线路水准测量再选择测量方式（共三种，如果是新的一次测量应按NEWLINE、完成上次未结朿测量按CONTINUELINE、使用已完成的测冋按CONTLINE）,输入线号、选择测量模式（