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1、 DINI数字水准仪路径视差校正的实现应用 黄河水文勘察测绘局 2008年5月28日 目 录 需要重新进行分段 修改后再写 DINI数字水准仪路径视差校正的实现应用 一 概述 自20 世纪90 年代数字水准仪问世以来, 其精确性和高效性已经得到了广大测绘业内人士的认可, 尤其是近年来随着电子技术的飞速发展, 数字水准仪的价格得以大幅下调, 使其越来越广泛地应用于各项测绘生产作业中, 如黄河大堤沉降监测、闸门沉降
2、监测、黄河大断面等级水准测量等。 美国天宝公司出品的DINI 数字水准仪是目前我国测绘市场上进口数字水准仪中的主流产品, 是集光学技术、电子技术、数字图像处理技术以及计算机技术于一体的高新技术产品, 其标称精度为每千米往返测高差中误差±0 .3 mm, 可用于国家一、二等水准测量和各种精密工程测量, 其数字化的读数和记录方法不但可以有效地消除各种测、记误差, 而且在外界条件良好的情况下, 一测站的观测仅需要3 ～5 s , 极大地提高了工作效率。数字水准仪的工作原理如图1 所示 图1 数字水准仪工作原理 DINI 数字水准仪虽然有诸多优点, 但仍存在一些使用上的缺陷
3、DINI数字水准仪由于过度使用条件，运输，存储和温度变化都可能导致仪器性能的下降和测量结果不好，尤其是在站尺距离不等时。DINI数码水准仪可以通过自身的DINI部件补偿器可以矫正视差倾斜。补偿器的自动校正功能可以确保仪器在补偿工作范围内自动校正光学水准测量和电子测量的倾斜视线到水平位置。DINI的补偿范围在精度设定为±0.2″的情况下，是补偿数值为15′。由于补偿器对仪器的视线水平影响很大，因此要经常进行检校，检校时要确定视线偏差的残值，以便求出相关的改正数，进而对数据进行改正。 由此可见，我们在使用数字水准仪的过程中，要经常的对线路测量进行检校，我们经常采用DINI仪器提供的两种检校方法
4、分别是光学检校和电子测量检校方式。 二 线路测量的检校 ㈠ 调出检校功能 我们可以调出DINI数字水准仪的校正菜单（如图2，图3），可以选者四种不同的方式进行调整。 图2 校正菜单 图3 校正菜单 ① Fostner法 在相距45m处设立二根标尺（1 2）将此距离分为三等份，并设两个仪器站（A B），在其连线上相距15m，然后从测站测两个标尺。 ② Nahbaner法 定义一段45m长的距离并分为三等分（1 2）上设站，并在距两端15m处立标尺，从两侧站测量两标尺。 ③ Kukkamak法 在相距20m处设立两个标
5、尺（A B），首先该尺连线之间的测站（1）量测两标尺。然后从测站（2）再测此两标尺，测站（2）距两标尺连线外沿20m处。 ④日本方法 与Kukkamak法摆设标尺和仪器相同，然而标尺距离为30m，测站（2）距离标尺A3m处。 在任何调整之前，都需要注意当时周围温度和太阳辐射对仪器的影响，要是仪器适应于周围温度并防止仪器一边受热。我们选定好校正方法后，可以改变地球曲率与折射的设定，不过在DINI菜单的其他点是不可能的，只有在谏诤系统之后，地球曲率和折射的设定才可以有效的实现，从而视线才可以正确的校正。 ㈡ 视线校正的方法 1 电子测量校正 电子测量方法主要使用标尺在仪器单位菜
6、单中的INP功能，在校正之前，必须把单位设为米（m），f或英寸（inch），以保证理论值的正确显示，在调出校正程序以后，当前的照准线就会显示出来。 我们调出DINI菜单中的校正界面（如图4） 图4 校正界面 OK 开始测量校正，如果用了OK开始校正程序以后，在显示了老的视线改 正以后，已经中断的水准线路的状态再加以继续。 ESC 结束校正菜单，并确认原来的数值。 我们调出校正程序以后，就可以使用仪器右边的测量键或右测量面板提示定义方法所需的仪器开始进行校正，校正程序由图形所支持（如图5），我们以使用Fostner法为例。
7、图5 校正程序 MASS或◎键开始测量 RPT 我们此时最好采用重复测量的方法，如果设置了重复测量模式，对于 标尺的测量可以自动执行，直至达到预设的测量次数或达到了所需求的 标准差，并且在此模式下，连续计算的标尺读数值以及距离与标准差 都会显示出来。 ESC 在M达到预设测量次数之前停止测量 DISP 可用于调出显示上一次测量所得的数据 在仪器完成上述校正之后，仪器会自动计算照准线的改正，当联测值可以使用的时候，仪器会根据距离对其进行校核，这就有效的防止了错误的发生，一旦校核不符合，DINI界面就会提示出错。 照
8、准线路校正完成以后，DINI界面会出现如下结果画面（图6） 图6 校正完成画面 RPT 重复测量 OK 确定结果 使用DISP进一步显示的信息（如下图7） 图7 结果数值界面 OLD 为数值绝对值 NEW 新值（可以接受的成果），在确认了新值可以使用后，我们需要检查 十字线校准，用照准目视读数的方法来检查十字线。 IPN 输入一个估计值 需要注意的是，我们在进行校正测量和输入计算的平均值时，需要十分的小心仔细，因为DINI仪器不会校核一个无意义的输入值。 照准线路校正完成后，DINI显示屏会显示如下界面（图8）
9、图8 校正结果界面 进行多次照准线路校正仅仅需要几秒钟就能很好的区分开来，为了要达到良好的成果，我们必须具备稳定的仪器设备和环境条件。我们在多次的实践中发现使用电子测量的方法进行仪器校正，我们需要按时间对数值进行统计（如下图9），在短时间内，对一些不正常的差值数据，保持其原始条件，可再进行重复校核。 图9 数值统计表 2 光学校正 ⑴ 圆气泡的校正 修补器的自动照准，对于目视观测和电子观测均可保证倾斜的照准线在工作范围内自动整平，在将仪器沿垂直线旋转时，圆气泡必须始终居中于调整圆之内。在测量中，圆气泡的移动轴必须在调整圆的中心，所以只要有看的出的变化，我们必须要对圆气泡进
10、行校正。 首先我们需要检查圆气泡的功能，如下图（图10）所示 图10 ① 用本仪器的三个脚螺丝将气泡居中，如1位置 ② 将仪器沿垂直轴旋转180°，圆气泡必须仍然在校正圆内 ③ 如果气泡离开了校正圆（如图2）则必须要进行圆气泡校正 我们在检查圆气泡功能后，如果圆气泡离开了校正圆，我们就需要进行圆气泡校正，共需要6个步骤 ① 拆下防护盖的螺丝，（如图11） 图11 ② 用三只脚螺丝在位置1调制仪器，使圆气泡在校正圆内（如下图12） 图 12 ③ 沿垂直轴旋转到位置2（图13） 图 13 ④ 用脚螺丝改正气泡偏差的一半，再用圆气泡校正
11、螺丝J1，J2，J3改正剩 余的一半。 ⑤ 重复以上的方法检查气泡误差，直至圆气泡在校正圆内。 ⑥ 重新装上保护盖。 ⑵ 光学照准线校正方法 在校正过程中，如果新的照准线被接受，DINI自带的程序就会要求进行十字丝校核（人工读数），无论是进行光学测量还是电子测量，十字丝校核这个过程都十分重要。 光学校正方法：转动用于上一次照准的尺子或者换一个有标示的标尺，然后比较一个指定值的读数，如果二者之差大于2mm，就说明需要进行光学校正，我们仍然照准十字丝的位置，同时我们打开仪器盖子（如下图14），调整在目镜下的校正螺丝直至实际测量值和理论值相符为止，则说明光学校正完成。需要注意的是我们完成光学校正后，需要重新把盖子固定好。 图 14 三、结束语 数字水准仪测量在保证传统光学精密水准测量精度的前提下, 避免了传统光学水准仪经常出现的测记错误, 尤其是极大地提高了测量内、外业的工作效率。我们在长期的外业数字水准使用中，运用DINI仪器提供的强大得校正功能，对仪器进行定期的校核，保证了仪器的稳定性和准确性，尤其是对于高等级水准项目的多期数据测量应用比较适用。通过这次黄河大断面断面桩的滩地联测实践的验证,证明了DINI路径视差校正方法的稳定性和准确性, 具有较强的实用性, 具有推广应用价值。
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