CN113048855A - 一种通视觇板 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种通视觇板，包括基板连接器、固定板、分划板座、测标、觇板框、棱镜座及粗瞄安装座，本申请基于半数测回时仪器、照准觇板基座整体旋转180°测量方法进行设计，实验结果表明，本申请可以有效的减弱仪器、照准觇板结构误差的影响，测角精度于传统方法相比提高了三倍以上。

Description

一种通视觇板

技术领域

本发明属于航天设备技术领域，尤其涉及一种通视觇板。

背景技术

在航天发射活动中，需要为航天器瞄准定向提供基准方位角，而快速精密的实现基准方位角传递和射向基准方位的标定，直接影响到航天器的入轨精度，因此在实际工作中，对航天发射系统精密方位基准的测量要求越来越高，由于航天发射场常设在面积较小的场地，惯性导航平台测试场地多建在封闭的室内，这些精密工程作业环境特点概括起来就是：视野狭窄、作业范围小、边长很短，受到这些条件限制，通常在作业中要针对短边甚至超短边上进行精密方位传递，对于边长仅十几米甚至几米的短边，要保证精密方位的传递，用常规的测量方法难以实现。

工程测量中，精密的短边水平角测量，一是需要有高精度的角度测量仪器及设备，另一方面就是需要减弱各种误差对水平角观测精度的影响，航天发射场布设的各类基准方位边，大多数在100m以内，最长的也不过200m左右，甚至几米至十几米，在短边方位角传递中，最主要的误差是对中误差，在架设位置不变的情况下，作为照准目标的设备换上全站仪/经纬仪进行观测时，两者轴系中心的偏差即为对中误差，10米距离下，对中误差每增大0.1mm，角度误差便增大2″，现用作照准目标的棱镜对中精度为0.5mm，角度精度至少为10″，达不到观测要求，目前10米内短边方位角传递主要采用全站仪/经纬仪对瞄法和内(外)觇标法。

现有技术需要的仪器装备多，对仪器操作的要求高，需要作业的人员多，投入大，操作步骤繁琐，操作难度大，用时长。需要技术要求高，对瞄法在对瞄过程中，十字丝影像对调焦要求较高，望远镜视准轴并不一定重合，达到平行要求，才可进行方位传递，并且观测的是视线平行线，不是实有目标，不能进行测距，只能进行方位角传递，不能进行坐标传递。

发明内容

本发明提供了一种通视觇板，可以有效的减弱仪器、照准觇板结构误差的影响，测角精度于传统方法相比提高了三倍以上。

为了解决上述背景技术中的问题，本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种通视觇板，包括基板连接器、固定板、分划板座、测标、觇板框、棱镜座及粗瞄安装座；

所述觇板框为中心镂空的矩形板体，所述基板连接器安装于所述觇板框下方中央位置，所述固定板安装于所述觇板框底边一侧的中央，位于所述基板连接器正上方，所述分划板座安装于所述固定板的对侧，也位于所述基板连接器的正上方，在所述分划板座上安装有所述分划板，所述分划板与所述固定板的顶部均高于所述觇板框的底边，伸入所述觇板框的中心镂空区域，所述测标安装于所述觇板框的底边上方，位于所述固定板及所述分划板之间；

所述棱镜座及所述粗瞄安装座均安装于所述觇板框的顶边中央位置，在所述棱镜座上安装有小棱镜，在所述粗瞄安装座中安装有粗瞄具。

作为发明的进一步说明：所述基板连接器为可旋转式连接器，使得所述觇板框与基板之间为转动连接。

作为发明的进一步说明：所述测标设置为正三角形，在所述测标中心开设有通视圆孔，所述通视圆孔与所述固定板及所述分划板配合。

作为发明的进一步说明：所述测标的正面喷涂为黄色漆面，背面喷涂为红色漆面。

作为发明的进一步说明：所述小棱镜与所述棱镜座为转动连接，所述小棱镜可以调节俯仰角度，且能停止在任意角度。

作为发明的进一步说明：所述粗瞄具的中心与所述小棱镜的表面垂直设置。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

1、精密短边测角技术研究中，对于仪器、照准觇板结构误差的研究较少，而通过其误差模型可以看出，仪器、照准觇板几何中心与点位中心的偏移量对水平角观测量造成直接性影响，且距离越短影响越大，在精密短边水平角测量中不可忽视；经过大量的实验测试，基于半数测回时仪器、照准觇板基座整体旋转180°测量方法设计了本申请中的通视觇板，实验结果表明，使用本申请可以有效的减弱仪器、照准觇板结构误差的影响，测角精度于传统方法相比提高了三倍以上。

2、本申请中的觇板框能够旋转180°，测标采用正三角形，三角形中心有精密的通视圆孔，便于各种长度测量照准观测，同时还安装有便于距离测量的小棱镜，便于坐标测量与传递。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明中基板连接器的结构示意图；

图3为本发明中固定板的结构示意图；

图4为本发明中测标的结构示意图；

图5为本发明中觇板框的结构示意图；

图6为本发明中棱镜座的结构示意图；

图7为本发明中粗瞄安装座的结构示意图；

图8为本发明进行一测站方向法观测时的限差表。

附图标记说明

1、基板连接器；2、固定板；3、分划板；4、分划板座；5、测标；6、觇板框；7、棱镜座；8、粗瞄安装座；9、粗瞄具；10、8″小棱镜。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1至图7所示，一种通视觇板，包括基板连接器1、固定板2、分划板3座、测标5、觇板框6、棱镜座7及粗瞄安装座8。

具体的，所述觇板框6为中心镂空的矩形板体，在本实施例中采用3mm铝合金板，外形为长方形，长180mm，高180mm，所述基板连接器1安装于所述觇板框6下方中央位置，所述基板连接器1为可旋转式连接器，使得所述觇板框6与基板之间为转动连接，通过旋转180°的方法实现高精度方位传递。

所述固定板2安装于所述觇板框6底边一侧的中央，位于所述基板连接器1正上方，所述分划板3座安装于所述固定板2的对侧，也位于所述基板连接器1的正上方，在所述分划板3座上安装有所述分划板3，所述分划板3与所述固定板2的顶部均高于所述觇板框6的底边，伸入所述觇板框6的中心镂空区域。

所述测标5安装于所述觇板框6的底边上方，位于所述固定板2及所述分划板3之间，所述测标5设置为正三角形，在所述测标5中心开设有通视圆孔，所述通视圆孔与所述固定板2及所述分划板3配合，所述测标5的正面喷涂为黄色漆面，背面喷涂为红色漆面。

所述棱镜座7及所述粗瞄安装座8均安装于所述觇板框6的顶边中央位置，在所述棱镜座7上安装有徕卡8″小棱镜10，在所述粗瞄安装座8中安装有粗瞄具9，所述徕卡8″小棱镜10与所述棱镜座7为转动连接，所述徕卡8″小棱镜10可以调节俯仰角度，且能停止在任意角度，所述粗瞄具9的中心与所述徕卡8″小棱镜10的表面垂直设置，在测角和测距时转动旋转观测云台使通视觇板能够对准经纬仪或全站仪。

工作原理：

觇板主体中心挖空形成觇板框6，测标5采用正三角形，三角形中心有精密的通视圆孔，正面为黄色，背面为红色；水平角观测时，边长在30m以内时，照准测标5的通视圆孔中的同心圆进行观测，若超过30m，则测标5的尖端，以确保觇板正背面被照准的是同一位置，照准觇板的顶部装有徕卡8″小棱镜10，便于距离的测量，测量时，在同一时间段内观测的后半数测回，仪器和照准觇板基座整体旋转180°(即仪器和照准觇板基座安置到对称的位置)再实施观测，取上下半数测回观测值的均值作为最终角度观测结果，可以有效的消除仪器、照准觇板结构误差的影响。

在导线测量中，水平角观测通常采用方向法和全圆方向法实施，当导线仅有两个方向测量时，均观测其前进方向的左角，在方向法观测中，采用通视觇板做为照准目标使用时，导线点上测站仪器和目标测站通视觇板利用旋转云台，采用测量基座整体旋转180°的测量方法，以便消除测站上仪器和目标测站通视觇板由于机械加工制造而带来的轴系误差影响，提高导线点位的对中精度，从而减弱导线测量对基准方位传递的误差影响。

基于半数测回仪器、照准觇板基座整体旋转180°的测量方法，是指在导线测量的过渡点上，使用仪器和通视觇板在盘左、盘右对径180°的位置上对称观测。

(1)当测站上的方向观测数在3个以上时，一般采用方向观测法，上半测回操作，在测站上，通常是用全站仪盘左照准目标，将水平度盘配置到0°左右。顺时针转动全站仪照准部，依次瞄准其他目标测站上的双面通视觇板后观测，最后返回到零方向目标，即上半测回归零。再次观测零方向目标的读数称为归零差。

(2)下半测回操作，纵转全站仪望远镜(基座整体旋转180°，使全站仪进入盘右位置。)盘右瞄准照准目标，逆时针转动照准部，反向依次瞄准其他目标测站上的双面通视觇板观测。最后返回到零方向目标的操作称为下半测回归零。至此。一测回的观测操作完成。

对称观测法使用条件：

观测墩、过渡点均使用对称观测法；地面测量标志点上实施精密对中且观测视线距离小于10米的测站，使用对称观测法。

照准目标设定：

照准点上，观测目标可根据测量条件选择双面通视觇板作为测量标志；过渡点和构成短边的观测墩上，应使用双面通视觇板或轴系误差较小的观测目标。

经纬仪对称观测

当水平角观测采用经纬仪对称观测，观测方法如下：

a)按照(全圆)方向法观测第1测回；

b)第1测回观测结束后，应根据经纬仪架设位置进行不同的操作。它们是：

1)过渡点上，使用旋转云台连同经纬仪旋转到180°的对称位置并精密整平经纬仪；

2)作为点位的观测墩，将墩面上经纬仪连同基(底)座整体旋转到180°的对称位置，并在基(底)座下铺垫约1.2毫米厚度的垫板或根据实际情况进行处理，确保在对称位置观测时经纬仪基(底)座、垫板和墩面密切结合，然后精密整平经纬仪；

3)点位位于地面且距照准点视线距离有小于10米的测站，使用旋转云台连同经纬仪旋转到180°的对称位置，然后再对经纬仪做精密对中并精密整平经纬仪。

c)按照方向法观测第2测回。

双面通视觇板对称观测

在照准点上观测目标安置的是通视觇板，水平角观测采用对称观测，方法如下：

a)对方测站上按照(全圆)方向法观测第1测回；

b)第1测回观测结束后，需根据通视觇板架设位置进行不同的操作。它们是：

1)在过渡点上，使用旋转云台连同通视觇板旋转到180°的对称位置，然后精密整平通视觇板；

2)作为点位的观测墩，将墩面上通视觇板连同基座整体旋转到180°的对称位置，并在基(底)座下铺垫约1.2毫米厚度的垫板或根据实际情况处理，确保在对称位置通视觇板基(底)座、垫板和墩面密切结合，然后精密整平通视觇板。

c)对方测站上按照方向法观测第2测回。

经纬仪与通视觇板同时对称观测按上述方法同时实施。

如需观测两个及以上测回，各测回的零方向应以公式(1)为增量配置水平度盘读数。

旋转云台是一种能使经纬仪或测量觇板架设在该云台上，通过该云台的旋转实现在对径180°两个位置上进行观测或照准的基座平台。通视觇板是指在对径180°两个位置上实现照准同一位置的测量觇板。

对称观测法是指水平角测量中的第1测回和第2测回，经纬仪和(或)通视觇板分别安置在对径180°位置观测和被照准的水平角测量方法。

经纬仪对称观测是指水平角测量中的第1测回和第2测回，经纬仪分别安置在对径180°位置观测的水平角测量方法。

通视觇板对称观测是指水平角测量中的第1测回和第2测回，通视觇板分别安置在对径180°位置并由经纬仪观测该觇板的水平角测量方法。

除观测墩上设站外，如果方向数个时按分组方向法实施，每组测量前均应实施测站和照准点精密对中。对于方向数为两个的水平角观测，各测回均以后视方向作为起测(起始)方向观测。

为提高测角精度，减少读盘刻划误差的影响，各测回起始方向的度盘读数位置应均匀的分布在度盘的不同位置，根据不同的测量等级和使用的仪器，测站度盘设置按照(1)式设置起始度盘位置。

DJ2、电子经纬仪、全站仪：

式中：

m为测回数；

i为测回次序(i＝1，2，…m)。

限差规定：一测站方向法观测限差如图8。

超限成果按以下原则进行处理：

(1)双照准读数差、半测回归零差和一测回内2C互差有任一项超限，该测回全部重测；

(2)化归同一起始方向后，方向值测回互差超限，所有方向重测一测回。重测结果与已有结果比对，取相近合限的两个测回作为观测成果。如果重测后不合限或有分群现象，需对测站和所有照准点进行对中检查，重新观测该测站；

(3)三角形闭合差超限，应对测量成果进行分析，找出误差大的测站，重新观测该测站。

以上给出的实施例是实现本发明较优的例子，本发明不限于上述实施例。本领域的技术人员根据本发明技术方案的技术特征所做出的任何非本质的添加、替换，均属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种通视觇板，其特征在于：包括基板连接器、固定板、分划板座、测标、觇板框、棱镜座及粗瞄安装座；

所述觇板框为中心镂空的矩形板体，所述基板连接器安装于所述觇板框下方中央位置，所述固定板安装于所述觇板框底边一侧的中央，位于所述基板连接器正上方，所述分划板座安装于所述固定板的对侧，也位于所述基板连接器的正上方，在所述分划板座上安装有所述分划板，所述分划板与所述固定板的顶部均高于所述觇板框的底边，伸入所述觇板框的中心镂空区域，所述测标安装于所述觇板框的底边上方，位于所述固定板及所述分划板之间；

所述棱镜座及所述粗瞄安装座均安装于所述觇板框的顶边中央位置，在所述棱镜座上安装有小棱镜，在所述粗瞄安装座中安装有粗瞄具。

2.根据权利要求1所述的一种通视觇板，其特征在于：所述基板连接器为可旋转式连接器，使得所述觇板框与基板之间为转动连接。

3.根据权利要求1所述的一种通视觇板，其特征在于：所述测标设置为正三角形，在所述测标中心开设有通视圆孔，所述通视圆孔与所述固定板及所述分划板配合。

4.根据权利要求1所述的一种通视觇板，其特征在于：所述测标的正面喷涂为黄色漆面，背面喷涂为红色漆面。

5.根据权利要求1所述的一种通视觇板，其特征在于：所述小棱镜与所述棱镜座为转动连接，所述小棱镜可以调节俯仰角度，且能停止在任意角度。

6.根据权利要求1所述的一种通视觇板，其特征在于：所述粗瞄具的中心与所述小棱镜的表面垂直设置。

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