CN105698752B - 适用于组合式水准标尺的精密测定标高方法 - Google Patents

适用于组合式水准标尺的精密测定标高方法 Download PDF

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CN105698752B
CN105698752B CN201610075462.9A CN201610075462A CN105698752B CN 105698752 B CN105698752 B CN 105698752B CN 201610075462 A CN201610075462 A CN 201610075462A CN 105698752 B CN105698752 B CN 105698752B
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刘雁春
孟强
刘尧
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Dalian Shengboer Surveying And Mapping Instrument Technology Co Ltd
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C5/00—Measuring height; Measuring distances transverse to line of sight; Levelling between separated points; Surveyors' levels

Abstract

本发明公开一种适用于适用于组合式水准标尺的精密测定标高方法，针对水准标尺高精度与便携化所形成的矛盾，不再从机械学角度追求组合式水准标尺的精密对接，而是通过精密测定组合式水准标尺连接处的分划断裂信息，从而保证了组合式水准标尺的观测连续性，提高了组合式水准标尺的精密性和可靠性，极大地降低了制造成本，拓展了组合式水准标尺的应用范围。

Description

适用于组合式水准标尺的精密测定标高方法
技术领域
[0001] 本发明属于测量技术领域，尤其涉及一种适用于组合式水准标尺的精密测定标高 方法。
背景技术
[0002] 目前，公知的水准测量装置由水准仪和水准标尺组成。测量时将水准标尺置于地 面测量点上，利用整平后水准仪的水平视线照准读取水准标尺的标高数值，所测两点的标 高数值之差即为地面两点的水准高差。水准标尺由尺体及标注在尺体上的水准测量分划构 成，尺体大多都是采用不易变形的优质木材或玻璃钢、铝合金、殷钢等材料制成，有直尺和 组合式直尺之分。直尺是一体化结构，分划连续，测量精度高，但长度较长(一般为3~5米）， 给搬运、携带、存放等带来极大不便;组合式直尺由两节或多节长度较短(一般为1~1.5米） 的直尺构成，如采用伸缩式结构的塔尺和折叠尺等，其优点是便于携带，缺点是组合形成整 体直尺后，在连接处会出现连接缝隙（塔尺连接处重叠、折叠尺连接处断开），造成分划间距 的缩短或拉长，即出现分划断裂现象，导致测量标高的不准确，直接影响了组合式水准尺的 精密性，故组合式直尺一般只能用于低精度水准测量。
[0003] 多年来，人们一直尝试从机械结构角度来实现组合式水准尺的便携安装和精密对 接。如中国专利号为201310720943.7的发明专利，公开了一种“高度可调的高精度水准测 量标尺”，特点是增加了尺面零点的精密微调装置。中国专利号为201310720908.5的发明 专利，公开了一种“便携组合式高精度水准测量标尺”，进一步发明了分段水准尺的精密对 接装置，从机械学角度保证分段水准尺组合后可达到一体化直尺的效果，实现了便携组合 水准尺的高精度。然而，在实际生产制造和应用过程中，仍存在以下不足：（1)对接装置结构 复杂、精密度要求高、生产制造困难、生产成本高；（2)增加了标尺重量，测量员负荷加大，不 利于水准测量特有的连续性的搬站测量。
发明内容
[0004] 本发明是为了解决现有技术所存在的上述技术问题，提供一种适用于组合式水准 标尺的精密测定标高方法。
[0005] 本发明的技术解决方案是：一种适用于组合式水准标尺的精密测定标高方法，其 特征在于按照如下步骤进行：
[0006] a.将组合式水准标尺组合成整体直尺；
[0007] 设连接处下面直尺为下节直尺，连接处上面直尺为上节直尺，下节直尺最上端可 识别的有效分划读数为
Figure CN105698752BD00031
，上节直尺最下端可识别的有效分划读数为
Figure CN105698752BD00032
[0008] b.测定组合整体直尺分划
Figure CN105698752BD00033
与分划
Figure CN105698752BD00034
之间的分划高度差
Figure CN105698752BD00035
[0009] b.l选定邻近的两地面测量点
Figure CN105698752BD00036
，设测量点彳氏于测量点
Figure CN105698752BD00037
，安置水准仪，分
Figure CN105698752BD00038
别将整体直尺立于测量点
Figure CN105698752BD00039
，水准仪的水平视线应照准整体直尺
Figure CN105698752BD000310
以下或整体直尺：
Figure CN105698752BD000311
以上，立于测量点
Figure CN105698752BD000312
时照准读取整体直尺的高度读数为
Figure CN105698752BD000313
，立于测量点：时照准读取整体
Figure CN105698752BD000314
直尺的高度读数为
Figure CN105698752BD00041
[0010] 计算
Figure CN105698752BD00042
两点的高差C:
[0011]
Figure CN105698752BD00043
[0012] 所述高差C应保证水准仪的水平视线照准立于一个测量点整体直尺
Figure CN105698752BD00044
以上时可照 准立于另一个测量点整体直尺
Figure CN105698752BD00045
以下；
[0013] b. 2调整升高水准仪水准视线，分别将整体直尺立于测量点
Figure CN105698752BD00046
，水准仪的水平 视线照准立于一个测量点整体直尺
Figure CN105698752BD00047
以上及立于另一个测量点整体直尺
Figure CN105698752BD00048
以下，读取
Figure CN105698752BD00049
以上的高度读数为
Figure CN105698752BD000410
，读取
Figure CN105698752BD000411
.以下的高度读数为
Figure CN105698752BD000412
[0014] b.3计算连接缝隙的分划高度差
Figure CN105698752BD000413
[0015]
Figure CN105698752BD000414
[0016] c.精密测量标高
Figure CN105698752BD000415
[0017] 在地面点分别安置整体直尺和水准仪，获得标高读数
[0018] 当
Figure CN105698752BD000416
时，则
Figure CN105698752BD000417
[0019] 兰
Figure CN105698752BD000418
时，则
Figure CN105698752BD000419
[0020] 当
Figure CN105698752BD000420
时，则认为读数异常、放弃该次读数，并通过调整仪器高或调整标 尺立点进行重测。
[0021] 本发明针对水准标尺高精度与便携化所形成的矛盾，不再从机械学角度追求组合 式水准标尺的精密对接，而是通过精密测定组合式水准标尺连接处的分划断裂信息，从而 保证了组合式水准标尺的观测连续性，提高了组合式水准标尺的精密性和可靠性，极大地 降低了制造成本，拓展了组合式水准标尺的应用范围。
附图说明
[0022] 图1是本发明实施例的组合式水准标尺组合成整体直尺的结构示意图。
[0023] 图2是本发明实施例的组合式水准标尺连接处缝隙结构放大示意图。
[0024] 图3是本发明实施例1测定邻近两地面测量点的高差示意图。
[0025] 图4是本发明实施例1测定分划断裂的分划高度差示意图。
[0026] 图5是本发明实施例2测定邻近两地面测量点的高差示意图。
[0027] 图6是本发明实施例2测定分划断裂的分划高度差示意图。
[0028] 图7是本发明实施例3测定邻近两地面测量点的高差及分划断裂的分划高度差示 意图。
具体实施方式
[0029] 实施例1:
[0030] a.如图1所示将由下节直尺1与上节直尺2组合成整体直尺10。下节直尺1和上节 直尺2采用现有技术制成，下节直尺1和上节直尺2的某一外表面(或双面）固定刻有标明高 度信息的水准测量分划，下节直尺1和上节直尺2采用板条、合页、套筒等固定连接件3按分 划顺序组合固定连接。
[0031] 但由于组装等原因，如图2所示下节直尺1和下节直尺2之间产生断开的结构缝隙 4,结构缝隙4造成连接处水准测量分划间距的拉长，即出现分划断裂现象，导致测量标高的 不准确。
[0032] 设下节直尺1最上端可识别的有效分划读数为
Figure CN105698752BD00051
上节直尺2最下端可识别的有效 分划读数为
Figure CN105698752BD00052
本实施例1的下节直尺1最上端可识别的有效分划读数为ί
Figure CN105698752BD00053
上节直 尺2最下端可识别的有效分划读数为
Figure CN105698752BD00054
[0033] b.测定组合整体直尺10分划
Figure CN105698752BD00055
与分划之间的分划高度差
Figure CN105698752BD00056
Figure CN105698752BD00057
[0034] b. 1如图3所示：在非平坦地面(最好为阶梯式地形）选定邻近的两地面测量点
Figure CN105698752BD00058
Figure CN105698752BD00059
设测量点低于测量点
Figure CN105698752BD000510
安置水准仪20,将整体直尺10分别立于测量点
Figure CN105698752BD000511
水准仪
Figure CN105698752BD000512
20的水平视线应照准整体直尺10的
Figure CN105698752BD000513
以下或整体直尺10的
Figure CN105698752BD000514
以上，立于测量点
Figure CN105698752BD000515
时照准读 取整体直尺10的高度读数为，
Figure CN105698752BD000516
立于测量点
Figure CN105698752BD000517
时照准读取整体直尺10的高度读数为 ft=70cm；
[0035] 计算
Figure CN105698752BD000518
两点的高差C:
[0036]
Figure CN105698752BD000519
[0037] 高差20cm可保证当水准仪20的水平视线照准立于一个测量点整体直尺10的IOlcm 以上，同时可照准立于另一个测量点整体直尺10的100 cm以下；
[0038] b. 2如图4所示：调整水准仪20的水准视线，将整体直尺10立于测量点
Figure CN105698752BD000520
，水准仪 20的水平视线照准立于测量点整体直尺10的IOlcm以上，读取高度读数为110cm，保持
Figure CN105698752BD000521
Figure CN105698752BD000522
水准仪20的水平视线不变，将整体直尺10再立于测量点
Figure CN105698752BD000523
，读取高度读数为90.5cm;
Figure CN105698752BD000524
[0039] b.3计筧缝隙4的分划高度差：
Figure CN105698752BD000525
[0040]
Figure CN105698752BD000526
[0041] c.精密测量标高
Figure CN105698752BD000527
[0042] 如现有技术，在地面点分别安置整体直尺10和水准仪20,水准仪20照准整体直尺 10获得标高读数懸；
[0043] 当
Figure CN105698752BD000528
时，则
Figure CN105698752BD000529
[0044] 当
Figure CN105698752BD000530
时，则
Figure CN105698752BD000531
[0045] 当
Figure CN105698752BD000532
时，则认为读数异常、放弃该次读数，并通过调整水准仪20仪器高 或调整整体直尺10的立点进行重测。
[0046] 实施例2:
[0047] a.如图5所示，基本原理同实施例1，所不同的是组合式直尺为采用伸缩式结构由 下节直尺1与上节直尺2构成的塔尺，将塔尺展开组合成整体直尺10。由于组装等原因，下节 直尺1和上节直尺2之间产生重叠的结构缝隙，造成连接处分划间距的缩短，即出现分划断 裂现象。本实施例2中，下节直尺1最上端可识别的有效分划读数为
Figure CN105698752BD000533
，上节直尺2最 下端可识别的有效分划读数为
Figure CN105698752BD000534
[0048] b.测定组合整体直尺10分划
Figure CN105698752BD000535
与分划之间的分划高度差
Figure CN105698752BD000536
Figure CN105698752BD000537
[0049] b. 1如图5所示:在非平坦地面(最好为阶梯式地形)选定邻近的两地面测量点
Figure CN105698752BD000538
Figure CN105698752BD000539
，设测量点
Figure CN105698752BD000540
s低于测量点
Figure CN105698752BD000541
，安置水准仪20,将整体直尺10分别立于测量点：
Figure CN105698752BD000542
，水准仪 20的水平视线应照准整体直尺10的146 cm以下，立于测量点
Figure CN105698752BD000543
：时照准读取整体直尺10的 高度读数为
Figure CN105698752BD00061
，立于测量点
Figure CN105698752BD00062
肘照准读取整体直尺10的高度读数为§s:=50cm。
[0050] 求取
Figure CN105698752BD00063
两点的高差C:
[0051]
Figure CN105698752BD00064
[0052] 高差13cm可保证当水准仪20的水平视线照准立于一个测量点整体直尺10的155cm 以上，同时可照准立于另一个测量点整体直尺10的146 cm以下；
[0053] b.2如图6所示：调高水准仪20的水准视线，将整体直尺10立于测量点：
Figure CN105698752BD00065
，水准仪 20的水平视线照准立于测量启
Figure CN105698752BD00066
：整体直尺10的155cm以上，读取高度读数为175cm，保持
Figure CN105698752BD00067
水准仪20的水平视线不变，将整体直尺10立于测量点
Figure CN105698752BD00068
，读取高度读数
Figure CN105698752BD00069
为145.4cm，
[0054] b.3计算结构缝隙的分划高度差
Figure CN105698752BD000610
[0055]
Figure CN105698752BD000611
[0056] c.精密测量标高
Figure CN105698752BD000612
[0057] 如现有技术，在地面点分别安置整体直尺10和水准仪20，水准仪20照准整体直尺 10获得标高读数K;
[0058] 兰
Figure CN105698752BD000613
时，则
Figure CN105698752BD000614
[0059] 当
Figure CN105698752BD000615
：时，则：
Figure CN105698752BD000616
[0060] 当
Figure CN105698752BD000617
时，则认为读数异常、放弃该次读数，并通过调整水准仪20仪器高 或调整整体直尺10的立点进行重测。
[0061] 实施例3:
[0062] a.如图1、7所示，将组合式水准标尺组合成整体直尺，与实施例1、2所不同的是有 两个组合成的整体直尺11、整体直尺12，本实施例中，整体直尺11的下节直尺1最上端可识 别的有效分划：
Figure CN105698752BD000618
读数为100cm，上节直尺2最下端可识别的有效分划
Figure CN105698752BD000619
读数为101 cm;整 体直尺12的下节直尺1最上端可识别的有效分戈I.
Figure CN105698752BD000620
读数为146cm，上节直尺2最下端可识别 的有效分划
Figure CN105698752BD000621
读数为155 cm。
[0063] b.测定组合整体直尺11分划
Figure CN105698752BD000622
与分划
Figure CN105698752BD000623
之间的分划高度差
Figure CN105698752BD000624
及整体直尺12 分划
Figure CN105698752BD000625
与分划
Figure CN105698752BD000626
之间的分划高度差
Figure CN105698752BD000627
；
[0064] b. 1如图7所示:在非平坦地面(最好为阶梯式地形)选定邻近的两地面测量点：
Figure CN105698752BD000628
Figure CN105698752BD000629
，设测量点，低于测量点：
Figure CN105698752BD000630
，安置水准仪20,分别将整体直尺11、12立于测量点
Figure CN105698752BD000631
，水
Figure CN105698752BD000632
准仪20的水平视线应照准整体直尺11的
Figure CN105698752BD000633
和整体直尺12的
Figure CN105698752BD000634
以下，水准仪20的水平视线 照准读取整体直尺11的高度读数为
Figure CN105698752BD000635
，照准读取整体直尺12的高度读数为
Figure CN105698752BD000636
50cm，求取
Figure CN105698752BD000637
两点的高差：
Figure CN105698752BD000638
；所述高差C应保证当水准仪20的 水平视线照准整体直尺11的
Figure CN105698752BD000639
以上，同时可照准整体直尺12的：
Figure CN105698752BD000640
以下；
[0065] b. 2测定计算整体直尺11缝隙4的分划高度差
Figure CN105698752BD000641
[0066] 重新安置水准仪20,使水准仪20的水平视线照准整体直尺11的
Figure CN105698752BD000642
以上，同时照准 整体直尺12的
Figure CN105698752BD000643
以下，读取
Figure CN105698752BD000644
以上的高度读数为
Figure CN105698752BD000645
，读取；
Figure CN105698752BD000646
以下的高度读数为
Figure CN105698752BD000647
[0067] 计算整体直尺11缝隙4的分划高度差；
Figure CN105698752BD000648
[0068]
Figure CN105698752BD000649
[0069] b. 3测定计算整体直尺12缝隙4的分划高度差|2:
[0070] 再调整升高水准仪20的观测高度，使水准仪20的水平视线照准整体直尺12的
Figure CN105698752BD00071
以上，保持水准仪20的水平视线高度不变，分别照准读取整体直尺11的高度数据
Figure CN105698752BD00072
170cm、整体直尺12的高度数据
Figure CN105698752BD00073
可计算得出整体直尺12缝隙4的分划高度差
Figure CN105698752BD00074
[0071]
Figure CN105698752BD00075
[0072] 本方法属于两尺两点同时测定缝隙分划高度差§:，需调整三次水准仪20的水平视 线观测高度，显然，本实施例通过多次调整水准仪20的观测高度可方便用于多个整体直尺 上多缝隙分划高度差的测定。
Figure CN105698752BD00076
[0073] c.精密测量标高
Figure CN105698752BD00077
[0074] 按照现有技术，在地面点分别安置整体直尺11、12和水准仪20,可获得标高读数i;
[0075] cl.对于整体直尺11:
[0076] 当
Figure CN105698752BD00078
时，则
Figure CN105698752BD00079
[0077] 当
Figure CN105698752BD000710
时，则
Figure CN105698752BD000711
[0078] 兰
Figure CN105698752BD000712
时，则认为读数异常、放弃该次读数，并通过调整仪器高或调整 标尺立点进行重测。
[0079] c2.对于整体直尺12:
[0080] 当
Figure CN105698752BD000713
时，则
Figure CN105698752BD000714
[0081] 当
Figure CN105698752BD000715
时，则
Figure CN105698752BD000716
[0082] 当
Figure CN105698752BD000717
时，则认为读数异常、放弃该次读数，并通过调整仪器高或调整 标尺立点进行重测。

Claims (1)

1. 一种适用于组合式水准标尺的精密测定标高方法，其特征在于按照如下步骤进行： a. 将组合式水准标尺组合成整体直尺； 设连接处下面直尺为下节直尺，连接处上面直尺为上节直尺，下节直尺最上端可识别 的有效分划读数为心，上节直尺最下端可识别的有效分划读数为夂2 ; b. 测定组合整体直尺分划.½与分划.¾之间的分划高度差:S: b. 1选定邻近的两地面测量点
Figure CN105698752BC00021
设测量点6低于测量点
Figure CN105698752BC00022
安置水准仪，分别将整 体直尺立于测量点^
Figure CN105698752BC00023
，水准仪的水平视线均应照准整体直尺;以下或水准仪的水平视 线均应照准整体直尺以上，立于测量点
Figure CN105698752BC00024
时照准读取整体直尺的高度读数为纖，立于测 量点_时照准读取整体直尺10的高度读数为纖； 计算
Figure CN105698752BC00025
两点的尚差C:
Figure CN105698752BC00026
所述高差C应保证水准仪的水平视线照准立于一个测量点整体直尺ii以上时可照准立 于另一个测量点整体直尺A以下； b. 2调整升高水准仪水准视线，分别将整体直尺立于测量点
Figure CN105698752BC00027
，水准仪的水平视线 照准立于一个测量点整体直尺以上及立于另一个测量点整体直尺®以下，读取以上 的高度读数为_，读取srI以下的高度读数为縣， b. 3计算连接缝隙的分划高度差g:
Figure CN105698752BC00028
c. 精密测量标高 在地面点分别安置整体直尺和水准仪，获得标高读数容:；
Figure CN105698752BC00029
Figure CN105698752BC000210
，则认为读数异常、放弃该次读数，并通过调整仪器高或调整标尺立 点进行重测。
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