專(zhuān)利名稱(chēng)：一種無(wú)需調(diào)平裝置的經(jīng)緯儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種經(jīng)緯儀，特別是一種無(wú)需調(diào)平裝置的經(jīng)緯儀。
背景技術(shù)：
目前，各類(lèi)經(jīng)緯儀為了正確測(cè)量目標(biāo)的方向角和高低角，在架設(shè)時(shí)都需要對(duì)其機(jī)械調(diào)平裝置進(jìn)行精確調(diào)平，該機(jī)械調(diào)平裝置一般包括一個(gè)傾斜度可調(diào)整的機(jī)構(gòu)以及水平泡裝置，確保經(jīng)緯儀的工作基準(zhǔn)處于水平和垂直狀態(tài)，也只有這樣才能保證其觀測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度和精度。而對(duì)其機(jī)械調(diào)平裝置進(jìn)行調(diào)水平操作需要仔細(xì)認(rèn)真，費(fèi)時(shí)繁雜，同時(shí)對(duì)操作還有一定的技巧要求。更為重要的就是調(diào)平環(huán)節(jié)極易造成人為誤差，以及在有些緊急場(chǎng)合(如某些野戰(zhàn)條件下)還難以完成精確調(diào)平。如果經(jīng)緯儀的工作基準(zhǔn)不水平，將造成大的測(cè)量誤差，直接影響作業(yè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度和精度。同時(shí)，由于普通經(jīng)緯儀的機(jī)械調(diào)平裝置的調(diào)平角度都比較小，這就需要在架設(shè)時(shí)，還得先對(duì)三腳架進(jìn)行粗調(diào)平，這些都延長(zhǎng)了作業(yè)準(zhǔn)備時(shí)間。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型其目的就在于提供一種無(wú)需調(diào)平裝置的經(jīng)緯儀，實(shí)現(xiàn)經(jīng)緯儀在不需要進(jìn)行實(shí)際物理調(diào)平操作的情況下正常工作，可以大大減少經(jīng)緯儀的作業(yè)展開(kāi)操作時(shí)間，同時(shí)也避免了在使用中對(duì)水平泡指示準(zhǔn)確性的調(diào)校操作。使得經(jīng)緯儀在觀瞄作業(yè)過(guò)程中減少了人為操作誤差環(huán)節(jié)，使作業(yè)數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確，操作更簡(jiǎn)單，數(shù)據(jù)更可靠。實(shí)現(xiàn)上述目的而采取的技術(shù)方案，包括觀瞄測(cè)量單元，所述的觀瞄測(cè)量單元上設(shè)有水平姿態(tài)測(cè)量裝置，所述的觀瞄測(cè)量單元和水平姿態(tài)測(cè)量裝置輸出連接計(jì)算處理單元， 所述的計(jì)算處理單元輸出顯示水平方位角和垂直高低角。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是，在普通經(jīng)緯儀的基礎(chǔ)上，增設(shè)一個(gè)水平姿態(tài)測(cè)量裝置，實(shí)時(shí)測(cè)量出經(jīng)緯儀的傾斜角，使經(jīng)緯儀形成一個(gè)水平數(shù)學(xué)基準(zhǔn)，然后計(jì)算處理單元把目標(biāo)觀瞄參數(shù)通過(guò)坐標(biāo)系統(tǒng)換算得到水平基準(zhǔn)面上的目標(biāo)測(cè)角參數(shù)，免除了目標(biāo)觀瞄作業(yè)時(shí)經(jīng)緯儀的物理調(diào)水平等繁雜、費(fèi)時(shí)、細(xì)心的人工操作，調(diào)水平的人工操作完全由計(jì)算處理單元自動(dòng)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)解算，在觀瞄時(shí)由計(jì)算處理單元自動(dòng)同步完成數(shù)學(xué)調(diào)平。解決了經(jīng)緯儀測(cè)角作業(yè)中無(wú)需水平調(diào)整過(guò)程，從而實(shí)現(xiàn)了從儀器的三腳架架設(shè)、垂線對(duì)點(diǎn)到直接觀瞄測(cè)角作業(yè)，避免了由于人工水平調(diào)整所引起的人為測(cè)量誤差，使得觀瞄測(cè)角作業(yè)快速、便捷、高效、可靠。簡(jiǎn)化了經(jīng)緯儀測(cè)角的可操作性，縮小了作業(yè)時(shí)間。避免了普通經(jīng)緯儀水平泡的日常調(diào)整校正和維護(hù)?？梢詮V泛地應(yīng)用于目標(biāo)方位、方向角和高低角以及方位傳遞測(cè)角作業(yè)等普通經(jīng)緯儀的所有使用領(lǐng)域和行業(yè)。
以下結(jié)合附圖
和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。附圖I為本實(shí)用新型無(wú)調(diào)平裝置的原理示意圖。
具體實(shí)施方式
本裝置包括觀瞄測(cè)量單元3，如附圖所示，所述的觀瞄測(cè)量單元3上設(shè)有水平姿態(tài)測(cè)量裝置6，所述的觀瞄測(cè)量單元3和水平姿態(tài)測(cè)量裝置6輸出連接計(jì)算處理單元10，所述的計(jì)算處理單元10輸出顯示水平方位角a ' 11和垂直高低角0' 12。所述的計(jì)算處理單元10包括計(jì)算處理單元的數(shù)學(xué)水平基準(zhǔn)運(yùn)算7、計(jì)算處理單元的數(shù)學(xué)調(diào)平運(yùn)算8和計(jì)算處理單元的歸心計(jì)算9。本裝置是基于現(xiàn)有的經(jīng)緯儀，在其內(nèi)部設(shè)置一個(gè)水平姿態(tài)測(cè)量裝置，利用計(jì)算機(jī)采集水平姿態(tài)測(cè)量裝置的姿態(tài)信息以及經(jīng)緯儀的水平度盤(pán)的方位讀數(shù)和高低轉(zhuǎn)角讀數(shù)，應(yīng)用坐標(biāo)轉(zhuǎn)換原理建立一個(gè)實(shí)時(shí)的數(shù)學(xué)水平平臺(tái)，計(jì)算機(jī)在這個(gè)數(shù)學(xué)平臺(tái)上解算出目標(biāo)的真正水平方位角和垂直高低角。從而實(shí)現(xiàn)在使用經(jīng)緯儀時(shí)不需要進(jìn)行實(shí)際物理調(diào)平操作，完全取消機(jī)械調(diào)平裝置，該裝置一般包括一個(gè)傾斜度可調(diào)整的機(jī)構(gòu)以及水平泡裝置?？梢源蟠鬁p少經(jīng)緯儀的作業(yè)展開(kāi)操作的時(shí)間，同時(shí)也避免了在使用中對(duì)水平泡指示準(zhǔn)確性的調(diào)校操作。盡管為了測(cè)量水平姿態(tài)所采用的原理方案不盡相同，有的是采用加速度計(jì)做測(cè)量基準(zhǔn)，有的采用陀螺做基準(zhǔn)，但是，本裝置而是利用了水平姿態(tài)測(cè)量裝置的信號(hào)并與其它觀瞄信號(hào)有效融合。本裝置由于在實(shí)際使用時(shí)不需要進(jìn)行調(diào)水平操作及其調(diào)平機(jī)構(gòu)，它工作狀態(tài)可以處于傾斜狀態(tài)下直接觀瞄作業(yè)，獲得準(zhǔn)確的目標(biāo)水平方位角和垂直高低角，從而使得經(jīng)緯儀的實(shí)際使用非常簡(jiǎn)單。在定點(diǎn)測(cè)量時(shí)，只需要把該實(shí)用新型直接架設(shè)在三腳架上，利用垂線對(duì)點(diǎn)后就可以直接進(jìn)行目標(biāo)觀瞄，其輸出值便是目標(biāo)點(diǎn)的水平方位角和垂直高低角，該數(shù)據(jù)等同于經(jīng)緯儀在水平狀態(tài)下的觀瞄數(shù)據(jù)。經(jīng)緯儀的偏斜量也是通過(guò)計(jì)算機(jī)利用姿態(tài)測(cè)量裝置的姿態(tài)角歸算到對(duì)點(diǎn)中心的，操作使用過(guò)程簡(jiǎn)單方便，減少了儀器狀態(tài)的人工調(diào)整環(huán)節(jié)，避免了人為誤差。這對(duì)經(jīng)緯儀野外觀瞄架設(shè)以及作業(yè)準(zhǔn)備都十分有利。由于無(wú)需調(diào)平，使得架設(shè)時(shí)間可以大大縮小，同時(shí)使其讀數(shù)更加可靠和穩(wěn)定。如附圖所示，本裝置在普通經(jīng)緯儀上增設(shè)了水平姿態(tài)測(cè)量裝置6，它固聯(lián)在觀瞄測(cè)量單元3上，在安裝標(biāo)定時(shí)調(diào)整水平姿態(tài)測(cè)量裝置6的方位，使其測(cè)量軸X與觀瞄測(cè)量單元 3的水平度盤(pán)零位時(shí)水平視軸平行，此時(shí)水平姿態(tài)測(cè)量裝置6的測(cè)量軸Y也與觀瞄測(cè)量單元 3的垂直度盤(pán)轉(zhuǎn)軸平行。這樣經(jīng)緯儀觀瞄坐標(biāo)系與水平姿態(tài)測(cè)量裝置6本體坐標(biāo)系重合，就使得水平姿態(tài)測(cè)量裝置6能正確指示出觀瞄坐標(biāo)系的姿態(tài)。通過(guò)一定的數(shù)學(xué)算法，就可以把觀瞄坐標(biāo)系獲得的觀瞄參數(shù)水平度盤(pán)角度值a I和垂直度盤(pán)角度值0 2，通過(guò)數(shù)學(xué)調(diào)平運(yùn)算8數(shù)學(xué)調(diào)平運(yùn)算投影到水平姿態(tài)測(cè)量裝置6本體坐標(biāo)系中，可得到在水平姿態(tài)測(cè)量裝置6本體坐標(biāo)系中的觀瞄參數(shù)。再通過(guò)水平姿態(tài)測(cè)量裝置6水平姿態(tài)測(cè)量裝置的姿態(tài)測(cè)量參數(shù)橫滾角Xx4和俯仰角X y5建立的水平數(shù)學(xué)基準(zhǔn)，把水平姿態(tài)測(cè)量裝置6本體坐標(biāo)系中的觀瞄參數(shù)，通過(guò)數(shù)學(xué)水平基準(zhǔn)運(yùn)算7數(shù)學(xué)水平面基準(zhǔn)運(yùn)算投影到水平坐標(biāo)系中，得到觀瞄坐標(biāo)系中心水平面內(nèi)的測(cè)角參數(shù)。對(duì)于經(jīng)緯儀傾斜所產(chǎn)生的位置偏移，可以通過(guò)經(jīng)緯儀本體的有效尺寸以及姿態(tài)測(cè)量參數(shù)橫滾角Xx4和俯仰角X y5，通過(guò)歸心計(jì)算9歸心計(jì)算把該測(cè)角參數(shù)轉(zhuǎn)換到對(duì)標(biāo)點(diǎn)處的測(cè)角參數(shù)，從而獲得對(duì)標(biāo)點(diǎn)處于水平基座上對(duì)目標(biāo)觀瞄的實(shí)際測(cè)角參數(shù)水平方位角a' 11和垂直高低角0' 12。最后通過(guò)顯示單元13把水平方位角a' 11和垂直高低角0' 12顯示出來(lái)形成測(cè)量成果。在從上所述可知，本實(shí)用新型在硬件配置上只需在普通經(jīng)緯儀的基礎(chǔ)上，在其內(nèi)部增加一水平姿態(tài)測(cè)量裝置以及相應(yīng)的計(jì)算處理單元以及相應(yīng)的顯示器便可。取消其水平調(diào)整基座及其機(jī)構(gòu)以及水平模擬指示裝置一水平泡，本實(shí)用新型在結(jié)構(gòu)形式上與普通經(jīng)緯儀無(wú)大異。經(jīng)緯儀的光學(xué)系統(tǒng)和觀瞄操作等部分均可保持不變。其方法便是利用計(jì)算處理單元利用姿態(tài)參數(shù)以及原始觀瞄參數(shù)按照規(guī)定的軟件算法，經(jīng)過(guò)數(shù)學(xué)調(diào)平運(yùn)算、數(shù)學(xué)水平面基準(zhǔn)運(yùn)算以及歸心計(jì)算等數(shù)據(jù)處理方法，完成經(jīng)緯儀的自動(dòng)數(shù)學(xué)調(diào)平。
權(quán)利要求1.一種無(wú)需調(diào)平裝置的經(jīng)緯儀，包括觀瞄測(cè)量單元(3)，其特征在于，所述的觀瞄測(cè)量單元(3)上設(shè)有水平姿態(tài)測(cè)量裝置(6)，所述的觀瞄測(cè)量單元(3)和水平姿態(tài)測(cè)量裝置(6) 輸出連接計(jì)算處理單元(10)，所述的計(jì)算處理單元(10)輸出顯示水平方位角a丨(11)和垂直高低角9 ' (12)。
專(zhuān)利摘要一種無(wú)需調(diào)平裝置的經(jīng)緯儀，包括觀瞄測(cè)量單元，所述的觀瞄測(cè)量單元上設(shè)有水平姿態(tài)測(cè)量裝置，所述的觀瞄測(cè)量單元和水平姿態(tài)測(cè)量裝置輸出連接計(jì)算處理單元，所述的計(jì)算處理單元輸出顯示水平方位角和垂直高低角。從而實(shí)現(xiàn)了經(jīng)緯儀在不需要進(jìn)行實(shí)際物理調(diào)平操作的情況下正常工作?？梢源蟠鬁p少經(jīng)緯儀的作業(yè)展開(kāi)操作時(shí)間，同時(shí)也避免了在使用中對(duì)水平泡指示準(zhǔn)確性的調(diào)校操作。使得經(jīng)緯儀在觀瞄作業(yè)過(guò)程中減少了人為操作誤差環(huán)節(jié)，使作業(yè)數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確，操作更簡(jiǎn)單，數(shù)據(jù)更可靠。
文檔編號(hào)G01C1/02GK202350774SQ20112004839
公開(kāi)日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2011年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月27日
發(fā)明者曾貴祥, 朱曙, 柳金玉 申請(qǐng)人:江西中船航海儀器有限公司