平行光管在測繪儀器檢定中的運用研究

楊磊

西安航光儀器廠 陜西西安 710119

傳統(tǒng)測繪儀器普遍存在儀器校準的資金、設(shè)備、時間等局限性問題，使其使用受到限制。平行光管在測繪儀器中可以將測量目標引入到平行光管分劃板中，然后將刻劃圖像呈現(xiàn)給觀測者，從而很好地克服了傳統(tǒng)測繪儀器的技術(shù)問題，節(jié)約了時間、資金、設(shè)備、人員，能夠更好地為測繪工作創(chuàng)建便利條件，因此平行光管在測繪儀器中的應(yīng)用前景良好[1]。

1 平行光管成像原理

平行光管主要結(jié)構(gòu)包括物鏡、分劃板、毛玻璃、光源。當(dāng)無窮遠處的目標經(jīng)過平行光管后，目標在物鏡焦平面上成像，透鏡焦平面上的目標成像在無窮遠處。因此，觀測者看到一個無窮遠的目標成像。

2 水平基準中的應(yīng)用

測繪儀器中應(yīng)用平行光管，借助配套測微器和測量讀數(shù)裝置可以用于測繪儀器水準儀視準線誤差校準。根據(jù)平行光管分劃板的不同可以分為以十字絲為分劃板的光學(xué)水準儀檢定裝置和以條碼水準標尺影像分劃板的數(shù)字水準儀檢定裝置。前者具有無窮遠的視距，后者具有特定視距。

光學(xué)水準儀檢定裝置中，兩個平行光管徑口中心線重合，并安裝在平臺上，其中一個平行光管安裝有測微器，能夠?qū)蓚€平行光管的十字絲進行位置調(diào)整，使十字絲重合。將光學(xué)水準儀分別對準兩個平行光管的十字絲分劃板，然后旋轉(zhuǎn)螺旋鈕對兩個平行光管的十字絲位置進行調(diào)節(jié)，使光學(xué)水準儀十字絲橫絲與兩個平行光管十字絲橫絲重合。用安裝在其中一個平行光管上的測微器測量并讀取出光學(xué)水準儀橫絲讀數(shù)以及另一個平行光管十字絲橫絲讀數(shù)。計算出兩個平行光管光軸的平行度[2]。計算公式如下：

數(shù)字水準儀檢定過去只能在室外完成，需要天氣、光線、溫差、濕度、穩(wěn)定性等多項條件滿足要求才能進行數(shù)字水準儀檢定。除了一些光學(xué)項目的檢定可以在室內(nèi)進行以外，一些測量精度較高的檢定項目必須在室外檢定。為了克服傳統(tǒng)數(shù)字水準儀檢定的條件限制，采用平行光管可有效提升數(shù)字水準儀檢定效率。數(shù)字水準儀檢定裝置中，兩個平行光管徑口中心線重合，并安裝在平臺上。平行光管分劃板上安裝專業(yè)配套的條碼標尺影像，通過條碼標尺影像來提取特定視距，然后再依據(jù)一定的焦距比例微縮到分劃板上。在采用平行光管后，數(shù)字水準儀檢定不僅可以在室內(nèi)完成光學(xué)項目的檢定，還可以完成電子i 角檢定、電子補償精度檢定、單次高差標準差檢定等測量精度較高的檢定項目。對數(shù)字水準儀普通檢定和平行光管檢定結(jié)果進行實驗，檢定結(jié)果如表1。

表1 數(shù)字水準儀普通檢定和平行光管檢定結(jié)果對比

從實驗結(jié)果比較看，平行光管檢定結(jié)果符合儀器檢定的要求。此外，由于平行光管的數(shù)字水準儀對于外界環(huán)境因素要求較少，因此在室內(nèi)檢測可以實現(xiàn)較好的儀器檢定效果，檢定所需時間比室外普通檢定所需的時間更少[3]。

3 無窮遠目標中的應(yīng)用

平行光管能夠在多目標檢定裝置中提供無窮遠目標分劃板載體，因此測量目標更加穩(wěn)定可靠。在經(jīng)緯儀、全站儀等測角檢定中，利用平行光管中的十字絲分劃板獲得高分辨率的目標成像，使儀器能夠清晰的觀測到無窮遠分劃板刻度線，從而實現(xiàn)測角的高精度測量。檢定裝置中，平行光管采用多角度分布方式間隔分布在同一個扇形平面上，不同的平行光管相互獨立，安裝牢固，為檢定過程穩(wěn)定性提供保證。應(yīng)用過程中，技術(shù)人員應(yīng)注意平行光管位置、角度、高度、焦距以及十字絲垂直度，使參數(shù)能夠符合測繪儀器檢定要求。

4 結(jié)語

綜上所述，作為測繪儀器檢定的重要載體，平行光管具有使用性強、檢測準確度高、檢測時間段等優(yōu)點，成為越來越多測繪儀器檢定裝置的組成部分，在測繪領(lǐng)域發(fā)揮出重要作用。