CN202350774U - 一种无需调平装置的经纬仪 - Google Patents

Abstract

一种无需调平装置的经纬仪，包括观瞄测量单元，所述的观瞄测量单元上设有水平姿态测量装置，所述的观瞄测量单元和水平姿态测量装置输出连接计算处理单元，所述的计算处理单元输出显示水平方位角和垂直高低角。从而实现了经纬仪在不需要进行实际物理调平操作的情况下正常工作。可以大大减少经纬仪的作业展开操作时间，同时也避免了在使用中对水平泡指示准确性的调校操作。使得经纬仪在观瞄作业过程中减少了人为操作误差环节，使作业数据更准确，操作更简单，数据更可靠。

Description

一种无需调平装置的经纬仪

技术领域

本实用新型涉及一种经纬仪，特别是一种无需调平装置的经纬仪。 

背景技术

目前，各类经纬仪为了正确测量目标的方向角和高低角，在架设时都需要对其机械调平装置进行精确调平，该机械调平装置一般包括一个倾斜度可调整的机构以及水平泡装置，确保经纬仪的工作基准处于水平和垂直状态，也只有这样才能保证其观测数据的准确度和精度。而对其机械调平装置进行调水平操作需要仔细认真，费时繁杂，同时对操作还有一定的技巧要求。更为重要的就是调平环节极易造成人为误差，以及在有些紧急场合（如某些野战条件下）还难以完成精确调平。如果经纬仪的工作基准不水平，将造成大的测量误差，直接影响作业数据的准确度和精度。同时，由于普通经纬仪的机械调平装置的调平角度都比较小，这就需要在架设时，还得先对三脚架进行粗调平，这些都延长了作业准备时间。 

实用新型内容

本实用新型其目的就在于提供一种无需调平装置的经纬仪，实现经纬仪在不需要进行实际物理调平操作的情况下正常工作，可以大大减少经纬仪的作业展开操作时间，同时也避免了在使用中对水平泡指示准确性的调校操作。使得经纬仪在观瞄作业过程中减少了人为操作误差环节，使作业数据更准确，操作更简单，数据更可靠。 

实现上述目的而采取的技术方案，包括观瞄测量单元，所述的观瞄测量单元上设有水平姿态测量装置，所述的观瞄测量单元和水平姿态测量装置输出连接计算处理单元，所述的计算处理单元输出显示水平方位角和垂直高低角。 

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是，在普通经纬仪的基础上，增设一个水平姿态测量装置，实时测量出经纬仪的倾斜角，使经纬仪形成一个水平数学基准，然后计算处理单元把目标观瞄参数通过坐标系统换算得到水平基准面上的目标测角参数，免除了目标观瞄作业时经纬仪的物理调水平等繁杂、费时、细心的人工操作，调水平的人工操作完全由计算处理单元自动实现实时解算，在观瞄时由计算处理单元自动同步完成数学调平。解决了经纬仪测角作业中无需水平调整过程，从而实现了从仪器的三脚架架设、垂线对点到直接观瞄测角作业，避免了由于人工水平调整所引起的人为测量误差，使得观瞄测角作业快速、便捷、高效、可靠。简化了经纬仪测角的可操作性，缩小了作业时间。避免了普通经纬仪水平泡的日常调整校正和维护。可以广泛地应用于目标方位、方向角和高低角以及方位传递测角作业等普通经纬仪的所有使用领域和行业。 

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。 

附图1为本实用新型无调平装置的原理示意图。 

具体实施方式

本装置包括观瞄测量单元3，如附图所示，所述的观瞄测量单元3上设有水平姿态测量装置6，所述的观瞄测量单元3和水平姿态测量装置6输出连接计算处理单元10，所述的计算处理单元10输出显示水平方位角α′11和垂直高低角θ′12。 

所述的计算处理单元10包括计算处理单元的数学水平基准运算7、计算处理单元的数学调平运算8和计算处理单元的归心计算9。 

本装置是基于现有的经纬仪，在其内部设置一个水平姿态测量装置，利用计算机采集水平姿态测量装置的姿态信息以及经纬仪的水平度盘的方位读数和高低转角读数，应用坐标转换原理建立一个实时的数学水平平台，计算机在这个数学平台上解算出目标的真正水平方位角和垂直高低角。从而实现在使用经纬仪时不需要进行实际物理调平操作，完全取消机械调平装置，该装置一般包括一个倾斜度可调整的机构以及水平泡装置。可以大大减少经纬仪的作业展开操作的时间，同时也避免了在使用中对水平泡指示准确性的调校操作。尽管为了测量水平姿态所采用的原理方案不尽相同，有的是采用加速度计做测量基准，有的采用陀螺做基准，但是，本装置而是利用了水平姿态测量装置的信号并与其它观瞄信号有效融合。 

本装置由于在实际使用时不需要进行调水平操作及其调平机构，它工作状态可以处于倾斜状态下直接观瞄作业，获得准确的目标水平方位角和垂直高低角，从而使得经纬仪的实际使用非常简单。在定点测量时，只需要把该实用新型直接架设在三脚架上，利用垂线对点后就可以直接进行目标观瞄，其输出值便是目标点的水平方位角和垂直高低角，该数据等同于经纬仪在水平状态下的观瞄数据。经纬仪的偏斜量也是通过计算机利用姿态测量装置的姿态角归算到对点中心的，操作使用过程简单方便，减少了仪器状态的人工调整环节，避免了人为误差。这对经纬仪野外观瞄架设以及作业准备都十分有利。由于无需调平，使得架设时间可以大大缩小，同时使其读数更加可靠和稳定。 

如附图所示，本装置在普通经纬仪上增设了水平姿态测量装置6，它固联在观瞄测量单元3上，在安装标定时调整水平姿态测量装置6的方位，使其测量轴X与观瞄测量单元3的水平度盘零位时水平视轴平行，此时水平姿态测量装置6的测量轴Y也与观瞄测量单元3的垂直度盘转轴平行。这样经纬仪观瞄坐标系与水平姿态测量装置6本体坐标系重合，就使得水平姿态测量装置6能正确指示出观瞄坐标系的姿态。通过一定的数学算法，就可以把观瞄坐标系获得的观瞄参数水平度盘角度值α1和垂直度盘角度值θ2，通过数学调平运算8数学调平运算投影到水平姿态测量装置6本体坐标系中，可得到在水平姿态测量装置6本体坐标系中的观瞄参数。再通过水平姿态测量装置6水平姿态测量装置的姿态测量参数横滚角λ_x4和俯仰角λ_y5建立的水平数学基准，把水平姿态测量装置6本体坐标系中的观瞄参数，通过数学水平基准运算7数学水平面基准运算投影到水平坐标系中，得到观瞄坐标系中心水平面内的测角参数。对于经纬仪倾斜所产生的位置偏移，可以通过经纬仪本体的有效尺寸以及姿态测量参数横滚角λ_x4和俯仰角λ_y5，通过归心计算9归心计算把该测角参数转换到对标点处的测角参数，从而获得对标点处于水平基座上对目标观瞄的实际测角参数水平方位角α′11和垂直高低角θ′12。最后通过显示单元13把水平方位角α′11和垂直高低角θ′12显示出来形成测量成果。 

在从上所述可知，本实用新型在硬件配置上只需在普通经纬仪的基础上，在其内部增加一水平姿态测量装置以及相应的计算处理单元以及相应的显示器便可。取消其水平调整基座及其机构以及水平模拟指示装置---水平泡，本实用新型在结构形式上与普通经纬仪无大异。经纬仪的光学系统和观瞄操作等部分均可保持不变。 

其方法便是利用计算处理单元利用姿态参数以及原始观瞄参数按照规定的软件算法，经过数学调平运算、数学水平面基准运算以及归心计算等数据处理方法，完成经纬仪的自动数学调平。 

Claims (1)

1.一种无需调平装置的经纬仪，包括观瞄测量单元（3），其特征在于，所述的观瞄测量单元（3）上设有水平姿态测量装置（6），所述的观瞄测量单元（3）和水平姿态测量装置（6）输出连接计算处理单元（10），所述的计算处理单元（10）输出显示水平方位角α′（11）和垂直高低角θ′（12）。

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