數(shù)字水準儀的測量原理及其檢定

前言

數(shù)字水準儀是20世紀90年代發(fā)展起來的現(xiàn)代測繪儀器，它集光機電、計算機和圖像處理等高新技術為一體，是現(xiàn)代科技最新發(fā)展的結晶，代表了測繪儀器的發(fā)展方向之一。本書是在研究數(shù)字水準儀測量原理并參閱國內外大量相關文獻的基礎上撰寫而成的。由于數(shù)字水準儀條碼尺的編碼原理涉及許多專利技術，若有意實施書中涉及的內容時，應獲得專利權所有人的許可。全書共分3章，第1章主要介紹數(shù)字水準儀的發(fā)展歷史及檢定情況。第2章主要介紹數(shù)字水準儀的測量原理，并給出了多種數(shù)字水準儀條碼尺條碼的編碼原理及解碼方法。第3章主要介紹數(shù)字水準儀的檢定設備及檢定方法。第2章的內容，除§2.4 和§2.5 參考了日本拓普康公司和日本索佳公司的專利申請說明書外，其余內容均為筆者的研究結果。第1章和第3章的內容是參考有關文獻并根據(jù)本人的研究成果撰寫的。第3章中有關數(shù)字水準儀的誤差分類，直接采納了澳大利亞新南威爾士大學Rneger博士的分類方法。第3章中數(shù)字水準儀的系統(tǒng)精度檢定部分介紹了兩種檢定方法：野外檢定法以澳大利亞西澳大利亞州土地局所建數(shù)字水準儀檢定場為例；室內檢定法以奧地利格拉茨大學的檢定設備為例。第3章中數(shù)字水準儀系統(tǒng)精度檢定設備及檢定結果的不確定度的評定，選用了奧地利格拉茨大學woschitz博士和芬蘭大地測量研究所Takalo博士論文中的數(shù)據(jù)。限于筆者的知識水平，本書沒有涉及數(shù)字水準儀中的其他內容，如CCD傳感器技術、計算機技術和圖像處理技術等，有興趣的讀者可以參閱相關書籍。本書可供測繪儀器及計量儀器生產(chǎn)、使用和檢定等領域中的科技人員；相關院校的大、中專學生及研究生閱讀和參考。

內容概要

　　《數(shù)字水準儀的測量原理及其檢定》全面系統(tǒng)地介紹了數(shù)字水準儀的測量原理，論述了數(shù)字水準儀條碼尺條碼的編碼原理及解碼方法，介紹了數(shù)字水準儀測量系統(tǒng)的誤差源、檢定設備及檢定方法?！稊?shù)字水準儀的測量原理及其檢定》內容豐富、資料新穎，可以滿足測繪儀器及計量儀器生產(chǎn)、使用和檢定等領域中的科技人員，相關院校的大、中專學生及研究生的需要。

書籍目錄

第1章 緒論1.1 數(shù)字水準儀的發(fā)展簡史1.2 水準尺檢定的歷程及現(xiàn)狀1.3 國內外數(shù)字水準儀的檢定情況1.4 關于測量儀器精度表達問題1.4.1 測量儀器的準確度與精(密)度的定義1.4.2 測量儀器精度的計算方法第2章 數(shù)字水準儀的測量原理與特點2.1 數(shù)字水準儀的基本部件2.2 徠卡數(shù)字水準儀的編碼原理及解碼方法2.2.1 編碼原理2.2.2 解碼方法2.3 蔡司(天寶)數(shù)字水準儀的編碼原理及解碼方法2.3.1 編碼原理2.3.2 解碼方法2.4 拓普康數(shù)字水準儀的編碼原理及解碼方法2.4.1 編碼原理2.4.2 解碼方法2.5 索佳數(shù)字水準儀的編碼原理及解碼方法2.5.1 編碼原理2.5.2 解碼方法2.6 數(shù)字水準儀的通用編碼原理及解碼方法2.6.1 通用編碼原理2.6.2 編碼實例2.6.3 解碼方法2.7 數(shù)字／光學一體化水準儀的通用編碼原理及解碼方法2.7.1 方法1——位置相位法2.7.2 方法2——位置碼2.8 數(shù)字水準儀測量系統(tǒng)中幾個問題的討論2.8.1 條碼的遮擋2.8.2 標尺的倒置2.8.3 視距的測量問題2.8.4 調焦不清晰的問題2.8.5 測量精度估計2.8.6 望遠鏡視準軸位于標尺頂部或底部2.9 常用精密數(shù)字水準儀的指標及特點2.9.1 常用數(shù)字水準儀的指標2.9.2 數(shù)字水準儀的特點2.9.3 數(shù)字水準儀與光學水準儀的主要區(qū)別第3章 數(shù)字水準儀的誤差源及檢定方法3.1 數(shù)字水準儀的誤差源及檢定項目3.1.1 數(shù)字水準儀的誤差源3.1.2 數(shù)字水準儀的系統(tǒng)精度3.1.3 數(shù)字水準儀的檢定項目3.2 數(shù)字水準儀的常規(guī)檢定項目及方法3.2.1 數(shù)字水準儀角檢定與校正3.2.2 數(shù)字水準儀鑒別力的檢定3.2.3 CCD傳感器位置正確性的檢定3.2.4 條碼尺調焦不清對測量結果的影響3.2.5 條碼尺亮度對測量結果的影響3.2.6 1千米往返測高差標準差3.3 數(shù)字水準儀系統(tǒng)精度檢定3.3.1 系統(tǒng)精度檢定的定義3.3.2 數(shù)字水準儀測量系統(tǒng)精度檢定的重要性3.3.3 數(shù)字水準儀測量系統(tǒng)精度檢定的方法與設備參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：早在1993年，奧地利格拉茨大學的Reithofer博士就建成了一套水平比長器，對NA3000和DiNil0兩種數(shù)字水準儀的系統(tǒng)精度進行了檢定（薛志宏，2001）。當利用水平比長器對數(shù)字水準儀進行系統(tǒng)精度檢定時，條碼尺必須水平放置，這與實際水準測量不相符，因此，他們在1996年就開始將水平比長器改建成豎直比長器。同一時期，德國慕尼黑工業(yè)大學和芬蘭大地測量研究所也建成了各自的豎直比長器，用于對數(shù)字水準儀測量系統(tǒng)進行系統(tǒng)精度檢定。雖然國外大部分學者認為應該對數(shù)字水準儀進行系統(tǒng)精度檢定，但也有部分學者反對采用該種方法，認為這種方法分不清是對條碼尺進行檢定，還是對數(shù)字水準儀主機進行檢定。例如，德國波恩大學大地測量研究所的SchaueJrte博士就認為：應采用分項檢定的方法對條碼尺和數(shù)字水準儀分別進行檢定，以便確定條碼尺的分劃誤差。國內對數(shù)字水準儀檢定方法的研究起步較晚，與國外的研究結果相比還存在較大的差距，主要表現(xiàn)為：（1）對數(shù)字水準儀測量原理缺乏深入的研究；（2）缺乏統(tǒng)一和指導性的檢定方法用于指導數(shù)字水準儀的檢定；（3）缺乏關鍵的檢定設備；（4）目前國內采用的檢定方法（包括水準儀國家計量檢定規(guī)程JJG425-2003所規(guī)定的檢定方法）主要是依據(jù)原有光學水準儀所采用的檢定方法，對各項誤差（例如補償器的補償誤差、測站單次高差標準差、電子角等）分開進行檢定?；谶@些原因，各單位對數(shù)字水準儀的檢定工作是在原有的光學水準儀檢定的基礎上發(fā)展起來的，基本采用了原來的檢定模式和內容。大多數(shù)單位對數(shù)字水準儀的檢定工作采用外業(yè)檢核加室內檢定的模式，主要依靠外業(yè)測量數(shù)據(jù)，如往返測閉合差、高差閉合差或與已知高程點的成果進行比較來評定儀器的精度。這種方法雖然有一定的道理，但是野外工作量大，受外界環(huán)境條件的影響大，不能夠有效地分出是儀器本身的誤差，還是環(huán)境條件變化引起的誤差。

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《數(shù)字水準儀的測量原理及其檢定》：測繪科技專著出版基金資助。

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