1、几何量电子传感测量武汉大学测绘学院测量工程研究所叶晓明电子水准测量n 数字电子水准仪的工作原理n 数字电子水准仪的操作原理n 数字水准仪的原理误差数字式电子水准仪 (1) n 在 GPS 全站仪这些数字化测绘仪器大面积使用的今天，许多测绘工作也逐步变得简便，劳动强度大幅下降，惟独水准测量的劳动强度没有太大进展。n 世界上生产数字电子水准仪的厂家主要有 LEICA、 TRIMBLE、TOPCON、 SOKKIA和我国的 BOIF、 FOIF。l 数字电子水准仪的技术一直由外国公司所控制，产品价格很高，这是数字电子水准仪在国内一直未能普及的原因之一。n 武汉大学开发了自主知识产权的电子水准技术，致
2、力于廉价的普及型数字电子水准仪的开发。图 Leica DNA系列数字电子水准仪 图 BOIF DAL系列数字电子水准仪数字电子水准仪的工作原理n 数字电子水准仪的原理结构如图所示。13、电源12、显示及键盘 11、微处理器1、条码水准尺 2、物镜组3、调焦镜5、分划板6、目镜7、折反棱镜8、 CCD传感器9、 CCD驱动及程控放大电路10、 A/D转换4、光学补偿器n 数字电子水准仪的光机系统和普通自动安平水准仪的技术原理几乎完全相同。l 数字电子水准仪几乎保留了光学水准仪的所有光机系统，l 只是额外增加了电子读数系统， 是在自动安平水准仪的基础上增加了一套电子图象自动识别系统。数字电子水准仪
3、的原理结构 (2)n 电子水准仪和普通光学水准仪在读数原理上也有许多相同相似的地方。l 电子读数的过程也都存在粗测、精测和精粗衔接和光学模拟水准仪人工读数类似的步骤过程。图 .电子水准仪与光学水准仪的精粗测量含义比较示意数字电子水准仪的原理结构 (2)n 光电传感器通过望远镜截取条码标尺的一段条码的图象n 首先解算所截获条码片段在标尺上的位置，这一过程叫做 粗测 ；n 其次要解算出电子中丝在所截获的条码片段中的位置，这一过程叫做 精测 ；n 再次就是根据精测值和粗测值求得电子中丝在标尺上的位置 -即测量结果，这一过程叫做 精粗衔接 。l 这些过程和光学模拟水准仪的人眼读数过程完全相似。.电子水
4、准仪与光学水准仪的精粗测量含义比较示意n 视距的测量原理也和光学水准仪类似，也是通过物象比 即标尺实物与其成像的几何比例关系来实现。l 具体说，就是通过标尺上的 码元的实际宽度 与其在光电传感器上的 成像的宽度 的比值和望远镜的焦距来推算视距值。数字电子水准仪的技术瓶颈所在n 数字电子水准仪的原理是一维图象匹配。n 水准仪的工作环境条件和要求的特殊性，其技术难度也比较高。n 从工作环境条件上看，数字电子水准仪是外业仪器。l 水准仪的标尺是自然光照明，自然光的照度差异非常巨大。l 且照度存在波动和不均匀，要求仪器自动适应。l 图象成像也存在诸于调焦、像差、噪声等因素造成的图象模糊、失真、干扰等问题。不同条件下的图象信号变化.距离、调焦、照度、背景、照度不均匀时的图象信号变化
