CN110044329A - 一种用于测量全站仪的设站高度的测量仪器及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于测量全站仪的设站高度的测量仪器，包括竖直设置且高度可调的对中杆和固定于所述对中杆的顶端的觇板；所述觇板的棱镜的两侧具有刻度部。本发明还公开了一种应用上述测量仪器测量全站仪的设站高度的方法，该方法利用水准原理，将待测全站仪架设于观测点，将测量仪器设置于已知点以作为后视点，继而调整测量仪器的高度以保证测量仪器的顶端与待测全站仪的视线平齐，从而根据该测量仪器获取的数据以及已知点的位置判断待测全站仪的设站高度。上述测量仪器的使用方便快捷，易于搬运，极大了减小了全站仪在设站过程中的测量难度，且测量仪器能够较为地直观获取待测全站仪的设站高度，测量精度更高。

Description

一种用于测量全站仪的设站高度的测量仪器及方法

技术领域

本发明涉及控制测量领域，尤其涉及一种用于测量全站仪的设站高度的测量仪器。本发明还涉及一种应用上述测量仪器的方法。

背景技术

全站仪设站时存在无法准确量取仪器的设站高度的情况，例如控制点的平面和高程不为同一点时，仪器对中平面点，需采用已知的水准点进行后视高度才能求取高程，从而准确建站。针对前述情况，通常采用三角高程方法求取仪器高时，但这一方法对仪器竖直度盘指标差有一定要求，且易产生计算错误。为此，如何快速完成全站仪设置且保证精度满足要求，成为本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于测量全站仪的设站高度的测量仪器，使用便捷、操作简单，可精确测量仪器的设站高度。本发明的另一目的是提供一种应用上述测量仪器测量全站仪的设站高度的方法。

为实现上述目的，本发明提供一种用于测量全站仪的设站高度的测量仪器，包括竖直设置且高度可调的对中杆和固定于所述对中杆的顶端的觇板；所述觇板的棱镜的两侧具有刻度部。

优选地，所述刻度部具体为粘贴于所述棱镜的两侧的刻度尺，且任一所述刻度尺的精度为毫米。

优选地，任一所述刻度尺的测量范围为-4cm～6cm。

优选地，所述对中杆沿高度方向具有刻度，且所述对中杆的刻度的精度为厘米。

本发明还提供一种应用上述测量仪器测量全站仪的设站高度的方法，包括：

选取观测点并将待测全站仪架设于所述观测点；

选取已知点以作为后视点并将测量仪器设置于所述后视点；

调整所述对中杆的高度以利用水准原理测量待测全站仪的设站高度。

优选地，所述调整所述对中杆的高度以利用水准原理测量待测全站仪的设站高度的步骤具体包括：

调整所述对中杆的高度、以使待测全站仪的目镜的十字丝落于所述觇板；

获取所述对中杆的高度和所述刻度部的读数；

根据所述对中杆的高度、所述刻度部的读数和所述后视点的位置获取待测全站仪的设站高度。

优选地，所述调整所述对中杆的高度、以使待测全站仪的目镜的十字丝落于所述觇板的步骤之前还包括：

将待测全站仪的竖直度盘调整至90°以保证视线水平；

关闭待测全站仪的目标锁定功能。

优选地，所述选取观测点并将待测全站仪架设于所述观测点的步骤具体包括：

选取观测点以获取所述观测点的高程点坐标；

将待测全站仪安置于所述观测点；

将待测全站仪对中整平。

相对于上述背景技术，本发明所提供的用于测量全站仪的设站高度的测量仪器可应用于全站仪设站高度的测量，测量时首先选取观测点和已知点，并在观测点上架设全站仪，在已知点上设置测量仪器以作为后视点；进而调整对中杆以实现测量仪器的顶端与待测全站仪的视线平齐、以便待测全站仪的视线落于对中杆顶端的觇板，而后根据该测量仪器获取的数据以及已知点的位置判断待测全站仪的设站高度。

相比于利用三角高程方程求解待测全站仪的设站高度而言，该测量仪器可较为地直观获取待测全站仪的设站高度，且精度相比于前者更加精确。由于操作该测量仪器的主要方式是调整该测量仪器的高度、以保证待测全站仪的水平视线能够落至对中杆顶端的觇板上，因而该测量仪器结构简单、便于携带，且操作方便快捷。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所提供的用于测量全站仪的设站高度的测量仪器的结构示意图；

图2为图1的左视图；

图3为图1的俯视图；

图4为本发明实施例所提供的第一种计算全站仪的设站高度的方法的流程示意图；

图5为本发明实施例所提供的第二种计算全站仪的设站高度的方法的流程示意图；

图6为本发明实施例所提供的第三种计算全站仪的设站高度的方法的流程示意图；

其中，1-觇板、11-棱镜、12-刻度尺、2-对中杆。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1至图6，图1为本发明实施例所提供的用于测量全站仪的设站高度的测量仪器的结构示意图；图2为图1的左视图；图3为图1的俯视图；图4为本发明实施例所提供的第一种计算全站仪的设站高度的方法的流程示意图；图5为本发明实施例所提供的第二种计算全站仪的设站高度的方法的流程示意图；图6为本发明实施例所提供的第三种计算全站仪的设站高度的方法的流程示意图。

请参考图1、图2和图3，本发明提供一种用于测量全站仪的设站高度的测量仪器，包括竖直设置且高度可调的对中杆2和固定于对中杆2的顶端的觇板1；觇板1的棱镜11的两侧具有刻度部。

对中杆2的高度可调也即对中杆2的顶端能够相对于对中杆2的底端上下移动，从而改变对中杆2相对于已知点的高度。将该测量仪器设置于后视点时，通过调整对中杆2的高度能够使得位于观测点处的待测全站仪的水平视线落至对中杆2顶端的觇板1。

觇板1的棱镜11的两侧具有刻度部，通过刻度部获取待测全站仪的视线相对于觇板1的位置；最终结合刻度部的读数、对中杆2的高度以及已知点的位置得到待测全站仪的设站高度。

由于上述测量仪器仅需要通过调整对中杆2的高度就能够实现测量待测全站仪的设站高度的目的，因而整个测量仪器不仅操作简单快捷，而且结构简单、质量轻、方便携带和搬运。

在一种具体实施方式中，为了简化觇板1的设置，上述实施例中的刻度部具体为粘贴于觇板本体且位于棱镜11两侧的刻度尺12，也即本申请所提供的计算全站仪的设站高度的方法所使用的觇板1可在现有觇板的基础上进行简单改造，节约成本。

刻度尺12的测量范围可根据待测全站仪的应用场合具体设置。由于对中杆2相比于刻度尺12而言，其调节范围较大，因而整个测量仪器相对于已知点的高度的调整主要由对中杆2承担，同时考虑测量的精度，刻度尺12可采用精度为毫米级的刻度尺12，测量范围不宜过大，例如设置为-4cm～6cm即可满足大部分待测全站仪的应用场合，此时，对中杆2的精度可设置为厘米。

与之类似，对中杆2沿高度方向也可具有刻度，当对中杆2的长度改变后，通过前述刻度方便快捷地获取对中杆2当前的长度。作为优选。

为了方便调节对中杆2的长度和方便获取对中杆2的刻度数，对中杆2具体可包括两端滑动连接的支撑杆；两个支撑杆可彼此套接以实现滑动连接，也可在其中一个支撑杆的侧面设置滑槽，将另一支撑杆嵌入前述滑槽内实现滑动连接，无论具体采用哪种方式，两个支撑杆均能够在拉伸和压缩后保持相对固定，以支撑固定于支撑杆顶端的觇板1。

其中，刻度线设置于两个支撑杆中位置靠近内侧的一个支撑杆，举例而言，若两个支撑杆相互套接，将位于外侧的支撑杆视为外杆，将位于内侧的支撑杆视为内杆，则刻度线设置于内杆的外周，当内杆相对于外杆滑动时，外杆的顶端所对应的刻度随内杆的移动而变化，合理设置刻度则可使得外杆的顶端所对应的刻度恰好等于外杆和内杆的长度之和，也即等于对中杆2相对于已知点的高度。

由于对中杆2的调节范围较大，为了方便起见，上述对中杆2的精度为厘米。当然，觇板1和对中杆2的刻度并不局限于毫米和厘米，也可以根据该测量仪器的使用场地设置为其他精度等级。

本发明还提供一种计算全站仪的设站高度的方法，应用上述任一测量仪器，请参考图1和图4，包括：

S1：选取观测点并将待测全站仪架设于观测点；

S2：选取已知点以作为后视点并将测量仪器设置于后视点；

S3：调整对中杆2的高度以利用水准原理测量待测全站仪的设站高度。

全站仪设站时需要选取控制点作为设置全站仪的观测点，当前述控制点的平面和高程不是同一点时会导致无法准确获取全站仪的仪器高，也即全站仪的设站高度，为此，本发明先后选取观测点和已知点这两点，其中，待测全站仪架设于观测点，测量仪器设置于已知点；继而通过调整对中杆2的高度，使测量仪器的顶端与待测全站仪的视线平齐，从而依据水准原理获取待测全站仪的设站高度。

通过上述方法得到的待测全站仪的设站高度的精度主要取决于测量仪器的精度，而基于测量仪器的高度获取的待测全站仪的设站高度较为直观，误差累计小；此外，根据待测全站仪的应用场合调整测量仪器的测量范围和精度。

请参考图1和图5，调整对中杆2的高度以利用水准原理测量待测全站仪的设站高度的步骤具体包括：

S31：调整对中杆2的高度、以使待测全站仪的目镜的十字丝落于觇板1；

S32：获取对中杆2的高度和刻度部的读数；

S33：根据对中杆2的高度、刻度部的读数和后视点的位置获取待测全站仪的设站高度。

调节对中杆2的高度，使得待测全站仪的目镜的十字丝落至对中杆2顶端的觇板1，简单来说，使得待测全站仪的水平视线与测量仪器的顶端齐平；继而获取对中杆2的高度以及刻度部的读数，例如获取对中杆2的高度与刻度尺12的读数，则待测全站仪的设站高度即为对中杆2的高度和刻度尺12的读数之和减去观测点与已知点之间的高程差。其中，当观测点与已知点的高程相等时，则待测全站仪的设站高度即为对中杆2的高度与刻度尺12的读数之和。

请参考图1和图6，其中，调整对中杆2的高度、以使待测全站仪的目镜的十字丝落于觇板1的步骤之前还包括：

S21：将待测全站仪的竖直度盘调整至90°以保证视线水平；

S22：关闭待测全站仪的目标锁定功能。

为了方便后续将全站仪的水平视线投射至觇板1，在调整对中杆2高度之前还应将待测全站仪的竖直度盘调整至90°以保证视线水平；此外，还可关闭待测全站仪的目标锁定功能，避免给调整对中杆2以对齐待测全站仪的水平视线的过程带来干扰。

当然，上述两个步骤也可以在选取观测点之前进行，还可在选取已知点之前进行；上述两个步骤可在同一阶段完成，也可在不同阶段完成，换句话说，上述两个步骤既可以均放在选取观测点之前进行，也可以将任意一个步骤放在选取观测点之前进行，将另一步骤放在选取观测点之后进行。

进一步的，选取观测点并将待测全站仪架设于观测点的步骤具体包括：

S31：选取观测点以获取观测点的高程点坐标；

S32：将待测全站仪安置于观测点；

S33：将待测全站仪对中整平。

如第二种计算全站仪的设站高度的方法中提及，待测全站仪的设站高度等于对中杆2的高度和刻度尺12的读数之和减去观测点与已知点之间的高程差，当观测点和已知点的高程不同时，则观测点与已知点之间的高程差不为零，为此，还需在计算待测全站仪的设站高度之前获取观测点的高程点坐标。

其他有关待测全站仪应用水准原理进行测量时的操作可参照全站仪的正常的使用方法进行操作，例如对中和整平，此处不再展开说明。

以上对本发明所提供的用于测量全站仪的设站高度的测量仪器及方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种用于测量全站仪的设站高度的测量仪器，其特征在于，包括竖直设置且高度可调的对中杆(2)和固定于所述对中杆(2)的顶端的觇板(1)；所述觇板(1)的棱镜(11)的两侧具有刻度部。

2.根据权利要求1所述的测量仪器，所述刻度部具体为粘贴于所述棱镜(11)的两侧的刻度尺(12)，且任一所述刻度尺(12)的精度为毫米。

3.根据权利要求2所述的测量仪器，其特征在于，任一所述刻度尺(12)的测量范围为-4cm～6cm。

4.根据权利要求3所述的测量仪器，其特征在于，所述对中杆(2)沿高度方向具有刻度，且所述对中杆(2)的刻度的精度为厘米。

5.一种计算全站仪的设站高度的方法，其特征在于，应用如权利要求1至4任一项所述的测量仪器，包括：

选取观测点并将待测全站仪架设于所述观测点；

选取已知点以作为后视点并将测量仪器设置于所述后视点；

调整所述对中杆(2)的高度以利用水准原理测量待测全站仪的设站高度。

6.根据权利要求5所述的测量全站仪的设站高度的方法，其特征在于，所述调整所述对中杆(2)的高度以利用水准原理测量待测全站仪的设站高度的步骤具体包括：

调整所述对中杆(2)的高度、以使待测全站仪的目镜的十字丝落于所述觇板(1)；

获取所述对中杆(2)的高度和所述刻度部的读数；

根据所述对中杆(2)的高度、所述刻度部的读数和所述后视点的位置获取待测全站仪的设站高度。

7.根据权利要求6所述的测量全站仪的设站高度的方法，其特征在于，所述调整所述对中杆(2)的高度、以使待测全站仪的目镜的十字丝落于所述觇板(1)的步骤之前还包括：

将待测全站仪的竖直度盘调整至90°以保证视线水平；

关闭待测全站仪的目标锁定功能。

8.根据权利要求7所述的测量全站仪的设站高度的方法，其特征在于，所述选取观测点并将待测全站仪架设于所述观测点的步骤具体包括：

选取观测点以获取所述观测点的高程点坐标；

将待测全站仪安置于所述观测点；

将待测全站仪对中整平。