探究手動(dòng)調(diào)焦對(duì)數(shù)字水準(zhǔn)儀誤差的影響

魯宇

摘? 要：在水準(zhǔn)項(xiàng)目工作實(shí)施中，現(xiàn)使用的數(shù)字水準(zhǔn)儀在人工完成照準(zhǔn)和調(diào)焦之后，不同操作人員因視力不同，對(duì)目鏡調(diào)焦會(huì)有不同差異，讀數(shù)就會(huì)產(chǎn)生視覺(jué)誤差。文章旨在研究因不同操作人員視力不同造成調(diào)焦程度不同，不同調(diào)焦程度對(duì)水準(zhǔn)儀測(cè)量結(jié)果的誤差影響。

關(guān)鍵詞：手動(dòng)調(diào)焦;數(shù)字水準(zhǔn)儀;物鏡焦距

中圖分類(lèi)號(hào)：TH89 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2019）31-0001-06

Abstract： In the implementation of the leveling project， after the digital level is manually completed and focused， different operators will have different kinds of focusing of the eyepiece because of their different eyesight， and the reading will produce visual error. The purpose of this paper is to study the different focusing degree caused by different operators' visual acuity， as well as the influence of different focusing degree on the error of level measurement results.

Keywords： manual focusing; digital level; focal length of objective lens

1 研究目標(biāo)

在常年水準(zhǔn)項(xiàng)目工作實(shí)施中，現(xiàn)使用的數(shù)字水準(zhǔn)儀在人工完成照準(zhǔn)和調(diào)焦之后，不同操作人員因視力不同，對(duì)目鏡調(diào)焦會(huì)有不同差異，水準(zhǔn)儀的物鏡和視鏡的焦距沒(méi)有調(diào)好，讀數(shù)就會(huì)產(chǎn)生視覺(jué)誤差而該誤差是否可控，可控范圍等卻暫無(wú)詳細(xì)研究成果，本文便是針對(duì)調(diào)焦對(duì)測(cè)量誤差影響進(jìn)行探究。

2 研究?jī)?nèi)容

本課題旨在通過(guò)對(duì)不同測(cè)量人員在相同調(diào)焦方式下進(jìn)行實(shí)際測(cè)量與相同測(cè)量人員在不同調(diào)焦方式下進(jìn)行實(shí)際測(cè)量的數(shù)據(jù)對(duì)比，通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得到規(guī)律性結(jié)果，探究不同調(diào)焦方式對(duì)水準(zhǔn)測(cè)量結(jié)果誤差的影響。對(duì)于其產(chǎn)生的測(cè)量誤差影響趨勢(shì)及可控范圍，現(xiàn)階段并無(wú)明確著作解釋說(shuō)明。

3 實(shí)施方案（包括技術(shù)路線等）

選取多個(gè)不同實(shí)驗(yàn)人員，在高差固定，條件相同觀測(cè)場(chǎng)地;相同目鏡對(duì)焦情況下，調(diào)節(jié)物鏡，收集測(cè)量結(jié)果;相同物鏡對(duì)焦情況下，調(diào)節(jié)目鏡，收集測(cè)量結(jié)果;依照個(gè)人習(xí)慣調(diào)節(jié)目鏡物鏡焦距，收集測(cè)量結(jié)果。（本項(xiàng)目數(shù)據(jù)采集使用DINI03數(shù)字水準(zhǔn)儀，儀器編號(hào)733721，銦瓦條碼標(biāo)尺編號(hào)37869，37870檢定單位為中國(guó)地震局第二監(jiān)測(cè)中心）

4 目鏡調(diào)焦對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果影響

實(shí)驗(yàn)前，由觀測(cè)員A將十字絲調(diào)至清晰穩(wěn)定后，觀測(cè)員A、B分別讀數(shù)記錄。再由觀測(cè)員B將十字絲調(diào)至清晰穩(wěn)定后，重復(fù)，得出數(shù)據(jù)如表1所示。

因此本次實(shí)驗(yàn)中，不考慮目鏡（十字絲清晰度）對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。

5 實(shí)驗(yàn)過(guò)程及結(jié)果

（1）選取1個(gè)點(diǎn)位作為原點(diǎn)，命名為0號(hào)點(diǎn)，在距離0號(hào)點(diǎn)5m、10m、20m、30m、50m處，分別打樁，依次命名為1至5號(hào)。（2）將物鏡調(diào)焦螺旋按照儀器本身刻度凹槽進(jìn)行劃分，共計(jì)15檔位（24°/檔位）。（3）使用同一儀器，更換觀測(cè)人員進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集。（4）選取不同光照條件（本次僅使用晴/陰），進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集。（5）將機(jī)器讀數(shù)次數(shù)設(shè)為3次取平均值，分別變換儀器高兩次，得到三組數(shù)據(jù)對(duì)比。（6）將所得結(jié)果與該儀器調(diào)焦透鏡運(yùn)行誤差實(shí)測(cè)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。（7）得出結(jié)論。

6 物鏡調(diào)焦對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果影響的數(shù)據(jù)采集（單位/m）（見(jiàn)A-F組實(shí)驗(yàn)）

7 結(jié)論

（1）光照較差的情況下，儀器與標(biāo)尺距離超過(guò)30m后，誤差變化斜率極大。（2）儀器與標(biāo)尺間距達(dá)到50m時(shí)，調(diào)焦螺旋旋轉(zhuǎn)角對(duì)測(cè)量結(jié)果影響極大。（3）不同觀測(cè)人員因視力不同，對(duì)調(diào)焦螺旋轉(zhuǎn)動(dòng)角度不同。其測(cè)得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不同。必須禁止中途更換觀測(cè)人員的行為。（4）觀測(cè)距離超過(guò)20m時(shí)，誤差起伏明顯增大。在追求精密測(cè)量的過(guò)程中，每站儀器與標(biāo)尺間距均需盡可能保證在20m內(nèi)。但精確數(shù)值仍需實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。（5）目鏡調(diào)焦螺旋對(duì)實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)結(jié)果的影響較小。（6）焦距旋轉(zhuǎn)偏離儀器穩(wěn)定時(shí)清晰穩(wěn)定位置角度越大，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)值起伏越大。（7）光照條件極好，觀測(cè)距離5m的情況下，物鏡調(diào)焦螺旋旋轉(zhuǎn)角104°時(shí)，仍可以讀數(shù)且數(shù)值偏差較小，本次實(shí)驗(yàn)中該情況僅出現(xiàn)了一次。（8）除上述條件外，物鏡調(diào)焦螺旋旋轉(zhuǎn)角度超過(guò)48°時(shí)，讀數(shù)起伏開(kāi)始劇烈增加。（9）物鏡調(diào)焦螺旋旋轉(zhuǎn)角超過(guò)72°時(shí)，一般情況下，無(wú)法讀數(shù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉海波，凌模，楊博雄.大地測(cè)量?jī)x器望遠(yuǎn)鏡調(diào)焦運(yùn)行誤差研究[J].大地測(cè)量與地球動(dòng)力學(xué)，2009，29（S1）：136-137+143.

[2]張翠.工程用數(shù)字水準(zhǔn)儀的測(cè)量方法的研究[D].西安理工大學(xué)，2016.

[3]王少君.工程用數(shù)字水準(zhǔn)儀無(wú)線測(cè)量系統(tǒng)的研究[D].西安理工大學(xué)，2016.

[4]甄彥奇，呂曉冬，李運(yùn)龍.內(nèi)調(diào)焦望遠(yuǎn)鏡調(diào)焦鏡運(yùn)行誤差的測(cè)定[J].黑龍江水利科技，1997（04）：54-55.

[5]陸優(yōu).數(shù)字水準(zhǔn)儀原理及檢測(cè)方法的研究[D].武漢大學(xué)，2004.

[6]李成凱，宋宜容.水準(zhǔn)儀i角的測(cè)量與計(jì)算[J].青海大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），1997（02）：63-67.

[7]孔德偉.水準(zhǔn)儀望遠(yuǎn)鏡調(diào)焦運(yùn)行誤差檢驗(yàn)方法[J].計(jì)量技術(shù)，1993（04）：28-29.