CN105716571B - 适用于便携水准标尺的颠倒式精密测定标高方法 - Google Patents

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CN105716571B CN201610075460.XA CN201610075460A CN105716571B CN 105716571 B CN105716571 B CN 105716571B CN 201610075460 A CN201610075460 A CN 201610075460A CN 105716571 B CN105716571 B CN 105716571B
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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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Dalian Shengboer Surveying And Mapping Instrument Technology Co Ltd
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C5/00Measuring 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便携水准标尺的颠倒式精密测定标高方法,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便携水准标尺的精密对接,而是通过精密测定便携水准标尺连接处的分划断裂信息,从而保证了便携水准标尺的观测连续性,极大地提高了便携水准标尺的精密性和可靠性,同时极大地降低了制造成本,拓展了组合水准尺的应用范围。

Description

适用于便携水准标尺的颠倒式精密测定标高方法
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便携水准标尺的颠倒式精密测定 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,因此又称其为便携 水准标尺,缺点是组合形成整体直尺后,在连接处会重叠或断开,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,提供一种适用于便携水准标 尺的颠倒式精密测定标高方法。
[0005] 本发明的技术解决方案是:一种适用于便携水准标尺的颠倒式精密测定标高方 法,其特征在于按照如下步骤进行:
[0006] a.将由下节直尺与上节直尺构成的便携水准标尺组合成整体直尺;
[0007] 设下节直尺最上端可识别的有效分划读数为
Figure CN105716571BD00031
,上节直尺最下端可识别的
[0008] 有效分划读数为_ ;上节直尺最上端可识别的有效分划读数为
Figure CN105716571BD00032
[0009] b.测定上节直尺最上端有效分划:
Figure CN105716571BD00033
至顶端的高度β:
[0010] b.l安置水准仪,使同一高度水准仪的水平视线照准正置的便携水准标尺
Figure CN105716571BD00034
以下 及倒置在同一测量点上的便携水准标尺:以下;
Figure CN105716571BD00035
[0011] b. 2读取正置在测量点上的便携水准标尺下节直尺分划高度数据
Figure CN105716571BD00041
及倒置在同一 测量点上的便携水准标尺上节直尺分划高度数据
Figure CN105716571BD00042
:取负值;
[0012] b.3 计算
Figure CN105716571BD00043
[0013] c.测定上节直尺与下节直尺之间分划断裂的分划高度差
Figure CN105716571BD00044
[0014] 若:
Figure CN105716571BD00045
,即下节直尺长度大于上节直尺长度,安置水准仪,使同 一高度的水准仪的水平视线照准正置在测量点上的便携水准标尺
Figure CN105716571BD00046
_以下及倒置在同一测 量点上的便携水准标尺
Figure CN105716571BD00047
以上;读取正置在测量点上的便携水准标尺分划高度数据
Figure CN105716571BD00048
_及 倒置在同一测量点上的便携水准标尺分划高度数据
Figure CN105716571BD00049
取负值;用下式计算:
[0015]
Figure CN105716571BD000410
[0016] 若
Figure CN105716571BD000411
,即下节直尺长度小于上节直尺长度,安置水准仪,使同 一高度水准仪的水平视线照准正置在测量点上的便携水准标K
Figure CN105716571BD000412
以上及倒置在同一测量 点上的便携水准标尺
Figure CN105716571BD000413
以下;读取正置在测量点上的便携水准标尺分划高度数据_及倒 置在同一测量点上的便携水准标尺分划高度数据
Figure CN105716571BD000414
取负值;用下式计算:
[0017]
Figure CN105716571BD000415
[0018] 若:
Figure CN105716571BD000416
,即下节直尺长度等于上节直尺长度,则在上节直尺顶端 套接一个尺垫,然后重复b、c步骤;
[0019] d.精密测量标高
Figure CN105716571BD000417
[0020] 在地面点分别安置便携水准标尺和水准仪,获得标高读数h ;
Figure CN105716571BD000418
[0021]
[0022]
[0023] 当
Figure CN105716571BD000419
肘,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。
[0024] 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便携 水准标尺的精密对接,而是通过精密测定便携水准标尺连接处的分划断裂信息,从而保证 了便携水准标尺的观测连续性,提高了便携水准标尺的精密性和可靠性,同时极大地降低 了制造成本,拓展了组合水准尺的应用范围。
附图说明
[0025] 图1是本发明实施例的便携水准标尺组合成整体直尺的结构示意图。
[0026] 图2是本发明实施例的便携水准标尺连接处放大示意图。
[0027] 图3是本发明实施例1测定上节直尺最上端有效分划至顶端的高度示意图。
[0028] 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。
[0029] 图5是本发明实施例2测定上节直尺最上端有效分划至顶端的高度示意图。
[0030] 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。
[0031] 图7、8是本发明实施例3的示意图。
具体实施方式
[0032] 实施例1:
[0033] a.如图1所示将由下节直尺1与上节直尺2构成的便携水准标尺组合成整体直尺 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和下节直尺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。
[0034] 但由于组装等原因,如图2所示下节直尺1和下节直尺2的连接处4产生断开的缝 隙,造成连接处分划间距的拉长,即出现分划断裂现象,造成分划高程读数的不准确。
[0035] 设下节直尺1最上端可识别的有效分划读数为_,上节直尺2最下端可识别的有效
Figure CN105716571BD00051
分划读数为
Figure CN105716571BD00052
、上节直尺2最上端可识别的有效分划读数为
Figure CN105716571BD00053
;本实施例中,下节直尺1最 上端可识别的有效分划读数为_
Figure CN105716571BD00054
,上节直尺2最下端可识别的有效分划读数为.„
Figure CN105716571BD00055
101 cm,上节直尺2最上端的有效分划读数.
Figure CN105716571BD00056
[0036] b.测定上节直尺2最上端有效分划.
Figure CN105716571BD00057
至顶端的高度β:
[0037] b.l如图3所示:在地面测量点
Figure CN105716571BD00058
不远处安置水准仪20,水准仪20的水平视线应照 准正置在测量点
Figure CN105716571BD00059
上的便携水准标尺10下节直尺1的IOOcm以下,同时应保证当便携水准标 尺倒置在同一测量点.
Figure CN105716571BD000510
:上,同一高度的水准视线照准便携水准标尺IOlcm以下;
[0038] b. 2读取正置在测量点
Figure CN105716571BD000511
上的便携水准标尺分划高度数据
Figure CN105716571BD000512
=50cm,读取倒置在 同一测量点上的便携水准标尺分划高度数老
Figure CN105716571BD000513
Figure CN105716571BD000514
[0039] b · 3 计·
Figure CN105716571BD000515
[0040] 经过计算β=4 cm。
[0041] 有关说明:
Figure CN105716571BD000516
时,表明上节直尺2最上端的有效分划、
Figure CN105716571BD000517
;即为顶端,
Figure CN105716571BD000518
时,表 明上节直尺2最上端的有效分划与实际标尺顶端之间距离。
[0042] c.测定上节直尺2与下节直尺1之间分划断裂的分划高度差
Figure CN105716571BD000519
[0043] 如图4所示
Figure CN105716571BD000520
Figure CN105716571BD000521
,即下节直尺1长度小于上节直尺2长度,安置水准仪20,使水准仪的 水平视线照准正置在测量点
Figure CN105716571BD000522
上的便携水准标尺101 cm以上,读取水平视线的分划高度数 据::
Figure CN105716571BD000523
为120cm;然后保持水准仪20水平视线不动,将便携水准标尺颠倒安置在同一测量点,
Figure CN105716571BD000524
,再次读取水平视线的分划高度数据
Figure CN105716571BD000525
为-133.6 cm,按下式计算:
[0044]
Figure CN105716571BD000526
[0045] 经过计算
Figure CN105716571BD000527
=250-133.6+4-120=0.4cm;
[0046] f.精密测量标高_
[0047] 同现有技术,在地面点分别安置便携水准标尺10和水准仪20,获得标高读数
Figure CN105716571BD00061
Figure CN105716571BD00062
[0048] 当: £肘,则
[0049] 当丨 时,则
[0050] 当
Figure CN105716571BD00063
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 或调整标尺10立点进行重测。
[0051] 实施例2:
[0052] a.如图1、2所示,上节直尺1与下节直尺2采用塔尺式伸缩式结构连接,将上节直 尺1从下节直尺2内套中拔出固定构成整体直尺10,上节直尺1和下节直尺2的材料结构等与 实施例1相同;与实施例1所不同的是本实施例2的下节直尺1最上端可识别的有效分划读数 为
Figure CN105716571BD00064
flSOcm,上节直尺2最下端可识别的有效分划读数为%=200〇11;上节直尺2最上端的有 效分划读数
Figure CN105716571BD00065
:=250 cm。
[0053] b.测定上节直尺2最上端有效分划至顶端的高度β:
[0054] b.l如图5所示:在测量点
Figure CN105716571BD00066
不远处安置水准仪20,水准仪20的水平视线应照准正 置在测量点
Figure CN105716571BD00067
上的便携水准标尺150 cm以下及倒置在同一测量点
Figure CN105716571BD00068
上的便携水准标尺 200cm以下;
[0055] b. 2读取正置在测量点
Figure CN105716571BD00069
上的便携水准标尺下节直尺1分划高度数据;
Figure CN105716571BD000610
,读 取倒置在同一测量点
Figure CN105716571BD000611
上的便携水准标尺上节直尺2分划高度数据I
Figure CN105716571BD000612
[0056] b · 3 计算
Figure CN105716571BD000613
[0057] 经过计算β=4 cm。
[0058] c.测定上节直尺与下节直尺之间分划断裂的分划高度差
Figure CN105716571BD000614
[0059] 如图6所示’
Figure CN105716571BD000615
Figure CN105716571BD000616
,即下节直尺1长度长于上节直尺2,安置水准仪,使水准仪的水平视 线照准正置在测量点
Figure CN105716571BD000617
上的便携水准标尺150 cm以下,读取水平视线的分划高度数据
Figure CN105716571BD000618
为 140cm;然后保持水准仪水平视线不动,将便携水准标尺颠倒安置在同一测量点
Figure CN105716571BD000619
,再次读 取水平视线的分划高度数据
Figure CN105716571BD000620
』为_133.6 cm,用下式计算:
[0060]
Figure CN105716571BD000621
[0061] 经过计算,
Figure CN105716571BD000622
=250-133.6+4-140=-19.6cm;
[0062] f.精密测量标高
Figure CN105716571BD000623
[0063] 同现有技术在地面点分别安置便携水准标尺和水准仪,获得标高读数
Figure CN105716571BD000624
Figure CN105716571BD000625
[0064] 当丨 :时,则;
[0065] 当: :时,则
[0066] 当
Figure CN105716571BD000626
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。
[0067] 实施例3:
[0068] a.如图1、2所示,将由下节直尺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,下节直尺1和上节直尺2是现有一体式直尺断裂而成,故下节直 尺1最上端可识别的有效分划读数为_
Figure CN105716571BD00071
,上节直尺2最下端可识别的有效分划读数为
Figure CN105716571BD00072
cm;上节直尺2最上端的有效分划
Figure CN105716571BD00073
读数200 cm。
[0069] b.测定上节直尺2最上端有效分划至顶端的高度β:
[0070] b.l如图7所示,在测量点
Figure CN105716571BD00074
不远处安置水准仪20,水准仪20的水平视线应照准正 置在测量点上的便携水准标尺10的分划IOOcm以下及倒置在同一测量启
Figure CN105716571BD00075
上的便携水准
Figure CN105716571BD00076
标尺10的分划IOlcm以下;
[0071] b. 2读取正置在测量点
Figure CN105716571BD00077
上的便携水准标尺分划高度数据
Figure CN105716571BD00078
,读取倒置在 同一测量点上的便携水准标尺分划高度数据
Figure CN105716571BD00079
Figure CN105716571BD000710
[0072] b · 3计算
Figure CN105716571BD000711
[0073] 经过计算,β=1 cm,表明上节直尺2最上端的有效分划与顶端之间的距离为I cm。
[0074] c.测定上节直尺与下节直尺之间分划断裂的分划高度差:
Figure CN105716571BD000712
[0075] 如图7所示,
Figure CN105716571BD000713
...................,因下节直尺1的长度等于上节直尺2,无法进行颠倒测定。
Figure CN105716571BD000714
[0076] 此时,需在上节直尺2的顶端套接一个高度为ξ:的尺垫5,人为使缝隙4在便携水准 标尺10上的位置偏离标尺10的中位线,并可按前述实施例1的方法处理。
[0077] 增加尺垫5后如图8所示,再按前述b步骤重新测定上节直尺2最上端有效分划\3至 顶端的高度β:
[0078] 如图8所示,在测量点不远处安置水准仪20,水准仪20的水平视线应照准正置在
Figure CN105716571BD000715
测量启
Figure CN105716571BD000716
^上的便携水准标尺10的分划IOOcm以下及倒置在同一测量点:
Figure CN105716571BD000717
上的便携水准标尺 10的分划101 cm以下;
[0079] 读取正置在测量点上的便携水准标尺分划高度数据:
Figure CN105716571BD000718
,读取倒置在同一
Figure CN105716571BD000719
Figure CN105716571BD000720
Figure CN105716571BD000721
测量点上的便携水准标尺分划高度数据· ; Sr... .W.
[0080] 计·
Figure CN105716571BD000722
.,经过计算,β+霉=6cm,表明上节直尺2最上端的有效 分划与顶端之间的距离为6cm,其中尺垫5的高度为g=5cm。
[0081] 再次安置水准仪20,使水准仪20的水平视线照准正置在测量点
Figure CN105716571BD000723
上的便携水准标 尺101 cm以上,读取水平视线的分划高度数据102cm;然后保持水准仪20水平视线不动,将 便携水准标尺颠倒安置在同一测量点
Figure CN105716571BD000724
再次读取水平视线的分划高度数据为-103.6 cm, 按下式计算:
[0082]
Figure CN105716571BD000725
[0083] 经过计算,
Figure CN105716571BD00081
=200-103.6+1+5-102=0.4cm;
[0084] f.精密测量标高
Figure CN105716571BD00082
[0085] 同现有技术在地面点分别安置便携水准标尺和水准仪,获得标高读数
[0086] 当
Figure CN105716571BD00083
时,则
Figure CN105716571BD00084
[0087] 当
Figure CN105716571BD00085
时,则
Figure CN105716571BD00086
[0088] 当
Figure CN105716571BD00087
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)

1.一种适用于便携水准标尺的颠倒式精密测定标高方法,a.将由下节直尺与上节直 尺构成的便携水准标尺组合成整体直尺;设下节直尺最上端可识别的有效分划读数为Xi, 上节直尺最下端可识别的有效分划读数为上节直尺最上端可识别的有效分划读数为 其特征在于按照如下步骤进行: b.测定上节直尺最上端有效分划X3至顶端的高度β: b.l安置水准仪,使同一高度水准仪的水平视线照准正置的便携水准标尺Xi以下及倒 置在同一测量点上的便携水准标尺X3以下; b. 2读取正置在测量点上的便携水准标尺下节直尺分划高度数据及倒置在同一测量 点上的便携水准标尺上节直尺分划高度数振取负值; b. 3计 I
Figure CN105716571BC00021
Figure CN105716571BC00022
c. 测定上节直尺与下节直尺之间分划断裂的分划高度差t; 若
Figure CN105716571BC00023
,即下节直尺长度大于上节直尺长度,安置水准仪,使同一高度 的水准仪的水平视线照准正置在测量点上的便携水准标尺Xi以下及倒置在同一测量点上 的便携水准标尺\以上;读取正置在测量点上的便携水准标尺分划高度数据h及倒置在 同一测量点上的便携水准标尺分划高度数据Zi取负值;用下式计算:
Figure CN105716571BC00024
Figure CN105716571BC00025
,即下节直尺长度小于上节直尺长度,安置水准仪,使同一高度 水准仪的水平视线照准正置在测量点上的便携水准标尺
Figure CN105716571BC00026
以上及倒置在同一测量点上的 便携水准标月
Figure CN105716571BC00027
以下;读取正置在测量点上的便携水准标尺分划高度数据h及倒置在同 一测量点上的便携水准标尺分划高度数据
Figure CN105716571BC00028
取负值;用下式计算:
Figure CN105716571BC00029
Figure CN105716571BC000210
即下节直尺长度等于上节直尺长度,则在上节直尺顶端套接 一个尺垫,然后重复b、c步骤; d. 精密测量标高H 在地面点分别安置便携水准标尺和水准仪,获得标高读数i;
Figure CN105716571BC000211
当 当 当
Figure CN105716571BC000212
ί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。
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