简易型全站仪制造技术

一种简易型全站仪，具有基座、水平回转平台、支架和竖轴，支架上设有主横轴和副横轴。主横轴的轴心线与竖轴的轴心线相交，形成主交点。副横轴的轴心线与竖轴的轴心线相交，形成副交点。在主横轴上固定有一号主观测装置，在副横轴上固定有一号副观测装置，一号主观测线和一号副观测线处于同一铅垂面。竖轴与水平回转平台之间安装有水平度盘，在主横轴和支架相应部位之间安装主度盘，在副横轴和支架相应部位之间安装副度盘。本发明专利技术结构相对简单，测量精确、操作方便，本发明专利技术的测距过程和光速无关，测量时，就无需再测量温度、气压、湿度等大气情况，不再需要在测量前对仪器进行气象修正，使本全站仪的电子系统得到简化。

【技术实现步骤摘要】


本专利技术涉及全站仪。

技术介绍

测距是最基本的测量项目之一。全站仪是应用极广的测绘仪器。全站仪可以在测站点对某目标点同时进行测距和测角，获得距离、水平角、垂直角三个基本数据。全站仪整体结构分为两大部分：基座和照准部。照准部的望远镜，可以在水平面内和垂直面内进行3600旋转，便于照准目标。基座用于仪器的整平和三脚架的连接。全站仪的合作目标以棱镜最为常见。其中，三棱镜一般由基座与三脚架连接安装，单棱镜常用对中杆及支架安装。详见李泽球主编，武汉理工大学出版社2012年7月出版之《全站仪测量技术》，2.1节，p14-p15。
测量时，在测站点，全站仪对中整平，在目标点，棱镜对中整平。当望远镜照准目标时，全站仪的水平度盘度和垂直度盘分别给出目标点相对测站点的水平角和垂直角。李泽球主编，武汉理工大学出版社2012年7月出版之《全站仪测量技术》，1.2节，p7-p9，介绍了编码度盘、光栅度盘、动态度盘等三种度盘。
全站仪在望远镜内内置红外发生器和接收器，可以发射和望远镜光轴同轴的红外光。如果有免棱镜测量功能的全站仪，望远镜内还内置激光器，可以发射和望远镜光轴同轴的可见红色激光。通过测量光波在待测距离上的往返时间，即可获得被测距离。见何保喜主编，黄河水利出版社2005年8月出版之《全站仪测量技术》p23、p27。
何保喜主编，黄河水利出版社2005年8月出版之《全站仪测量技术》第二章第二节，介绍了目前全站仪的测距原理，主要是脉冲法、相位法测距，都需要对应的复杂的电子系统。脉冲法测距，直接测定全站仪发出的脉冲往返被测距离的时间。根据叶晓明、凌模著，武汉大学出版社2004年3月出版之《全站仪原理误差》p8，用于计时的时钟频率即便有极微小的误差，也会导致很大的测量误差。比如时钟频率为100MHz，即便有±1Hz的频率误差，测距误差也将达到±1.5m。所以脉冲法测量精度低，主要用于远程低精度测量。相位法测距，其原理是通过测量连续的调制信号在待测距离上往返产生的相位变化来间接测定传播时间，从而求得传播距离。相位法测距，涉及复杂的控制和运算，比如测尺转换和控制、光路转换控制，减光自动控制，测相节奏（时序控制）、相位距离换算、粗精尺距离衔接运算等等（见叶晓明、凌模著，武汉大学出版社2004年3月出版之《全站仪原理误差》p15）。测量的电子系统远比脉冲法复杂。由此会导致很多问题。叶晓明、凌模著，武汉大学出版社2004年3月出版之《全站仪原理误差》p42第3章进行了分析，比如电路中的同频光电窜扰信号导致的周期误差，内部石英晶体振荡器受温度影响导致的误差。李广云、李宗春主编，测绘出版社2011年1月出版之《工业测量系统原理与应用》p134，也提及实际测距频率和设计频率不一致导致的测距误差问题。
有一个问题对测距精度至关重要，无论脉冲测距或者相位测距，其测距精度都取决于对大气中的光速的精确测量。而实际测量过程中，光速受到大气温度、湿度、气压等情况影响，需要事先测量这些气象参数，并进行相关的气象改正。根据李泽球主编，武汉理工大学出版社2012年7月出版之《全站仪测量技术》p22，全站仪的气象改正还与该全站仪所用测距光波的波长有关。

技术实现思路

本专利技术的目的在于提出一种测量精确、操作方便的简易型全站仪。
为达到上述目的，本专利技术采取技术方案之一如下：本专利技术基座、水平回转平台、支架和竖轴，支架固定在水平回转平台上，竖轴与基座固定连接，水平回转平台处于基座上且围绕竖轴的轴心线旋转，竖轴与水平回转平台之间安装有水平度盘，支架上设有相互平行的水平的且各能围绕自身轴心线进行旋转的主横轴和副横轴，主横轴的轴心线与竖轴的轴心线相交，形成主交点，副横轴的轴心线与竖轴的轴心线相交，形成副交点，在主横轴上固定有一号主观测装置，一号主观测装置为一望远镜，其视准轴称为一号主观测线，一号主观测线通过主交点且垂直于主横轴的轴心线，在副横轴上固定有一号副观测装置，一号副观测装置为一望远镜，其视准轴称为一号副观测线，一号副观测线通过副交点且垂直于副横轴的轴心线，一号主观测线和一号副观测线处于同一铅垂面；在主横轴和支架相应部位之间安装主度盘，在副横轴和支架相应部位之间安装副度盘；上述水平回转平台、主横轴和副横轴的旋转均为手动。
为达到上述目的，本专利技术采取技术方案之二如下：本专利技术具有基座、水平回转平台、支架和竖轴，支架固定在水平回转平台上，竖轴与基座固定连接，水平回转平台处于基座上且围绕竖轴的轴心线旋转，竖轴与水平回转平台之间安装有水平度盘，支架上设有相互平行的水平的且各能围绕自身轴心线进行旋转的主横轴和副横轴，主横轴的轴心线与竖轴的轴心线相交，形成主交点，副横轴的轴心线与竖轴的轴心线相交，形成副交点，在主横轴上固定有二号主观测装置，二号主观测装置为一望远镜，其视准轴称为二号主观测线，二号主观测线通过主交点且垂直于主横轴的轴心线，在副横轴上固定有二号副观测装置，二号副观测装置为一内置CCD数字相机的望远镜，其视准轴称为二号副观测线，二号副观测线通过副交点且垂直于副横轴的轴心线，二号主观测线和二号副观测线处于同一铅垂面；在主横轴和支架相应部位之间安装主度盘，在副横轴和支架相应部位之间安装副度盘；上述水平回转平台和主横轴的旋转为手动，副横轴的旋转为电动。
为达到上述目的，本专利技术采取技术方案之三如下：本专利技术具有基座、水平回转平台、支架和竖轴，支架固定在水平回转平台上，竖轴与基座固定连接，水平回转平台处于基座上且围绕竖轴的轴心线旋转，竖轴与水平回转平台之间安装有水平度盘，支架上设有相互平行的水平的且各能围绕自身轴心线进行旋转的主横轴和副横轴，主横轴的轴心线与竖轴的轴心线相交，形成主交点，副横轴的轴心线与竖轴的轴心线相交，形成副交点，在主横轴上固定有三号主观测装置，三号主观测装置为一内置CCD数字相机的望远镜，其视准轴称为三号主观测线，三号主观测线通过主交点且垂直于主横轴的轴心线，在副横轴上固定有三号副观测装置，三号副观测装置为一内置CCD数字相机的望远镜，其视准轴称为三号副观测线，三号副观测线通过副交点且垂直于副横轴的轴心线，三号主观测线和三号副观测线处于同一铅垂面；在主横轴和支架相应部位之间安装主度盘，在副横轴和支架相应部位之间安装副度盘；上述水平回转平台、主横轴和副横轴的旋转均为电动。
为达到上述目的，本专利技术采取技术方案之四如下：本专利技术具有基座、水平回转平台、支架和竖轴，支架固定在水平回转平台上，竖轴与基座固定连接，水平回转平台处于基座上且围绕竖轴的轴心线旋转，竖轴与水平回转平台之间安装有水平度盘，支架上设有相互平行的水平的且各能围绕自身轴心线进行旋转的主横轴和副横轴，主横轴的轴心线与竖轴的轴心线相交，形成主交点，副横轴的轴心线与竖轴的轴心线相交，形成副交点，在主横轴上固定有四号主观测装置，四号主观测装置为一激光器，其光轴称为四号主观测线，四号主观测线通过主交点且垂直于主横轴的轴心线，在副横轴上固定有四号副观测装置，四号副观测装置为一激光器，其光轴称为四号副观测线，四号副观测线通过副交点且垂直于副横轴的轴心线，四号主观测线和四号副观测线处于同一铅垂面；在主横轴和支架相应部位之间安装主度盘，在副横轴和支架相应部位之间安装副度盘；上述水平回本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种简易型全站仪，具有基座（1）、水平回转平台（2）、支架（4）和竖轴（9），支架（4）固定在水平回转平台（2）上，竖轴（9）与基座（1）固定连接，水平回转平台（2）处于基座（1）上且围绕竖轴（9）的轴心线（9a）旋转，竖轴（9）与水平回转平台（2）之间安装有水平度盘（3），其特征在于：支架（4）上设有相互平行的水平的且各能围绕自身轴心线进行旋转的主横轴（5）和副横轴（8），主横轴（5）的轴心线（5a）与竖轴（9）的轴心线（9a）相交，形成主交点，副横轴（8）的轴心线（8a）与竖轴（9）的轴心线（9a）相交，形成副交点，在主横轴（5）上固定有一号主观测装置（6‑1），一号主观测装置（6‑1）为一望远镜，其视准轴称为一号主观测线（6‑1a），一号主观测线（6‑1a）通过主交点且垂直于主横轴（5）的轴心线（5a），在副横轴（8）上固定有一号副观测装置（7‑1），一号副观测装置（7‑1）为一望远镜，其视准轴称为一号副观测线（7‑1a），一号副观测线（7‑1a）通过副交点且垂直于副横轴（8）的轴心线（8a），一号主观测线（6‑1a）和一号副观测线（7‑1a）处于同一铅垂面；在主横轴（5）和支架（4）相应部位之间安装主度盘（11），在副横轴（8）和支架（4）相应部位之间安装副度盘（12）；上述水平回转平台（2）、主横轴（5）和副横轴（8）的旋转为手动。...

【技术特征摘要】
1.一种简易型全站仪，具有基座（1）、水平回转平台（2）、支架（4）和竖轴（9），支架（4）固定在水平回转平台（2）上，竖轴（9）与基座（1）固定连接，水平回转平台（2）处于基座（1）上且围绕竖轴（9）的轴心线（9a）旋转，竖轴（9）与水平回转平台（2）之间安装有水平度盘（3），其特征在于：支架（4）上设有相互平行的水平的且各能围绕自身轴心线进行旋转的主横轴（5）和副横轴（8），主横轴（5）的轴心线（5a）与竖轴（9）的轴心线（9a）相交，形成主交点，副横轴（8）的轴心线（8a）与竖轴（9）的轴心线（9a）相交，形成副交点，在主横轴（5）上固定有一号主观测装置（6-1），一号主观测装置（6-1）为一望远镜，其视准轴称为一号主观测线（6-1a），一号主观测线（6-1a）通过主交点且垂直于主横轴（5）的轴心线（5a），在副横轴（8）上固定有一号副观测装置（7-1），一号副观测装置（7-1）为一望远镜，其视准轴称为一号副观测线（7-1a），一号副观测线（7-1a）通过副交点且垂直于副横轴（8）的轴心线（8a），一号主观测线（6-1a）和一号副观测线（7-1a）处于同一铅垂面；在主横轴（5）和支架（4）相应部位之间安装主度盘（11），在副横轴（8）和支架（4）相应部位之间安装副度盘（12）；上述水平回转平台（2）、主横轴（5）和副横轴（8）的旋转为手动。
2.一种简易型全站仪，具有基座（1）、水平回转平台（2）、支架（4）和竖轴（9），支架（4）固定在水平回转平台（2）上，竖轴（9）与基座（1）固定连接，水平回转平台（2）处于基座（1）上且围绕竖轴（9）的轴心线（9a）旋转，竖轴（9）与水平回转平台（2）之间安装有水平度盘（3），其特征在于：支架（4）上设有相互平行的水平的且各能围绕自身轴心线进行旋转的主横轴（5）和副横轴（8），主横轴（5）的轴心线（5a）与竖轴（9）的轴心线（9a）相交，形成主交点，副横轴（8）的轴心线（8a）与竖轴（9）的轴心线（9a）相交，形成副交点，在主横轴（5）上固定有二号主观测装置（6-2），二号主观测装置（6-2）为一望远镜，其视准轴称为二号主观测线（6-2a），二号主观测线（6-2a）通过主交点且垂直于主横轴（5）的轴心线（5a），在副横轴（8）上固定有二号副观测装置（7-2），二号副观测装置（7-2）为一内置CCD数字相机的望远镜，其视准轴称为二号副观测线（7-2a），二号副观测线（7-2a）通过副交点且垂直于副横轴（8）的轴心线（8a），二号主观测线（6-2a）和二号副观测线（7-2a）处于同一铅垂面；在主横轴（5）和支架（4）相应部位之间安装主度盘（11），在副横轴（8）和支架（4）相应部位之间安装副度盘（12）；上述水平回转平台（2）和主横轴（5）的旋转为手动，副横轴（8）的旋转为电动。
3.一种简易型全站仪，具有基座（1）、水平回转平台（2）、支架（4）和竖轴（9），支架（4）固定在水平回转平台（2）上，竖轴（9）与基座（1）固定连接，水平回转平台（2）处于基座（1）上且围绕竖轴（9）的轴心线（9a）旋转，竖轴（9）与水平回转平台（2）之间安装有水平度盘（3），其特征在于：支架（4）上设有相互平行的水平的且各能围绕自身轴心线进行旋转的主横轴（5）和副横轴（8），主横轴（5）的轴心线（5a）与竖轴（9）的轴心线（9a）相交，形成主交点，副横轴（8）的轴心线（8a）与竖轴（9）的轴心线（9a）相交，形成副交点，在主横轴（5）上固定有三号主观测装置（6-3），三号主观测装置（6-3）为一内置CCD数字相机的望远镜，其视准轴称为三号主观测线（6-3a），三号主观测线（6-3a）通过主交点且垂直于主横轴（5）的轴心线（5a），在副横轴（8）上固定有三号副观测装置（7-3），三号副观测装置（7-3）为一内置CCD数字相机的望远镜，其视准轴称为三号副观测线（7-3a），三号副观测线（7-3a）通过副交点且垂直于副横轴（8）的轴心线（8a），三号主观测线（6-3a）和三号副观测线（7-3a）处于同一铅垂面；在主横轴（5）和支架（4）相应部位之间安装主度盘（11），在副横轴（8）和支架（4）相应部位之间安装副度盘（12）；上述水平回转平台（2）、主横轴（5）和副横轴（8）的旋转均为电动。
4.一种简易型全站仪，具有基座（1）、水平回转平台（2）、支架（4）和竖轴（9），支架（4）固定在水平回转平台（2）上，竖轴（9）与基座（1）固定连接，水平回转平台（2）处于基座（1）上且围绕竖轴（9）的轴心线（9a）旋转，竖轴（9）与水平回转平台（2）之间安装有水平度盘（3），其特征在于：支架（4）上设有相互平行的水平的且各能围绕自身轴心线进行旋转的主横轴（5）和副横轴（8），主横轴（5）的轴心线（5a）与竖轴（9）的轴心线（9a）相交，形成主交点，副横轴（8）的轴心线（8a）与竖轴（9）的轴心线（9a）相交，形成副交点，在主横轴（5）上固定有四号主观测装置（6-4），四号主观测装置（6-4）为一激光器，其光轴称为四号主观测线（6-4a），四号主观测线（6-4a）通过主交点且垂直于主横轴（5）的轴心线（5a），在副横轴（8）上固定有四号副观测装置（7-4），四号副观测装置（7-4）为一激光器，其光轴称为四号副观测线（7-4a），四号副观测线（7-4a）通过副交点且垂直于副横轴（8）的轴心线（8a），四号主观测线（6-4a）和四号副观测线（7-4a）处于同一铅垂面；在主横轴（5）和支架（4）相应部位之间安装主度盘（11），在副横轴（8）和支架（4）相应部位之间安装副度盘（12）；上述水平回转平台（2）、主横轴（5）和副横轴（8）的旋转均为手动。
5.一种简易型全站仪，具有基座（1）、水平回转平台（2）、支架（4）和竖轴（9），支架（4）固定在水平回转平台（2）上，竖轴（9）与基座（1）固定连接，水平回转平台（2）处于基座（1）上且围绕竖轴（9）的轴心线（9a）旋转，竖轴（9）与水平回转平台（2）之间安装有水平度盘（3），其特征在于：支架（4）上设有相互平行的水平的且各能围绕自身轴心线进行旋转的主横轴（5）和副横轴（8），主横轴（5）的轴心线（5a）与竖轴（9）的轴心线（9a）相交，形成主交点，副横轴（8）的轴心线（8a）与竖轴（9）的轴心线（9a）相交，形成副交点，在主横轴（5）上固定有五号主观测装置（6-5），五号主观测装置（6-5）为一激光器，其光轴称为五号主观测线（6-5a），五号主观测线（6-5a）通过主交点且垂直于主横轴（5）的轴心线（5a），在副横轴（8）上固定有五号副观测装置（7-5），五号副观测装置（7-5）为一激光器，其光轴称为五号副观测线（7-5a），五号副观测线（7-5a）通过副交点且垂直于副横轴（8）的轴心线（8a），五号主观测线（6-5a）和五号副观测线（7-5a）处于同一铅垂面；在主横轴（5）和支架（4）相应部位之间安装主度盘（11），在副横轴（8）和支架（4）相应部位之间安装副度盘（12）；上述水平回转平台（2）和主横轴（5）的旋转为手动，副横轴（8）的旋转为电动。
6.一种简易型全站仪，具有基座（1）、水平回转平台（2）、支架（4）和竖轴（9），支架（4）固定在水平回转平台（2）上，竖轴（9）与基座（1）固定连接，水平回转平台（2）处于基座（1）上且围绕竖轴（9）的轴心线（9a）旋转，竖轴（9）与水平回转平台（2）之间安装有水平度盘（3），其特征在于：支架（4）上设有相互平行的水平的且各能围绕自身轴心线进行旋转的主横轴（5）和副横轴（8），主横轴（5）的轴心线（5a）与竖轴（9）的轴心线（9a）相交，形成主交点，副横轴（8）的轴心线（8a）与竖轴（9）的轴心线（9a）相交，形成副交点，在主横轴（5）上固定有六号主观测装置（6-6），六号主观测装置（6-6）为一激光器，其光轴称为六号主观测线（6-6a），六号主观测线（6-6a）通过主交点且垂直于主横轴（5）的轴心线（5a），在副横轴（8）上固定有六号副观测装置（7-6），六号副观测装置（7-6）为一激光器，其光轴称为六号副观测线（7-6a），六号副观测线（7-6a）通过副交点且垂直于副横轴（8）的轴心线（8a），六号主观测线（6-6a）和六号副观测线（7-6a）处于同一铅垂面；在主横轴（5）和支架（4）相应部位之间安装主度盘（11），在副横轴（8）和支架（4）相应部位之间安装副度盘（12）；上述水平回转平台（2）、主横轴（5）和副横轴（8）的旋转均为电动。
7.一种简易型全站仪，具有基座（1）、水平回转平台（2）、支架（4）和竖轴（9），支架（4）固定在水平回转平台（2）上，竖轴（9）与基座（1）固定连接，水平回转平台（2）处于基座（1）上且围绕竖轴（9）的轴心线（9a）旋转，竖轴（9）与水平回转平台（2）之间安装有水平度盘（3），其特征在于：支架（4）上设有相互平行的水平的且各能围绕自身轴心线进行旋转的主横轴（5）和副横轴（8），主横轴（5）的轴心线（5a）与竖轴（9）的轴心线（9a）相交，形成主交点，副横轴（8）的轴心线（8a）与竖轴（9）的轴心线（9a）相交，形成副交点，在主横轴（5）上固定有七号主观测装置（6-7），七号主观测装置（6-7）为一望远镜，其视准轴称为七号主观测线（6-7a），七号主观测线（6-7a）通过主交点且垂直于主横轴（5）的轴心线（5a），在副横轴（8）上固定有七号副观测装置（7-7），七号副观测装置（7-7）为一激光器，其光轴称为七号副观测线（7-7a），七号副观测线（7-7a）通过副交点且垂直于副横轴（8）的轴心线（8a），七号主观测线（6-7a）和七号副观测线（7-7a）处于同一铅垂面；在主横轴（5）和支架（4）相应部位之间安装主度盘（11），在副横轴（8）和支架（4）相应部位之间安装副度盘（12）；上述水平回转平台（2）、主横轴（5）和副横轴（8）的旋转均为手动。
8.一种简易型全站仪，具有基座（1）、水平回转平台（2）、支架（4）和竖轴（9），支架（4）固定在水平回转平台（2）上，竖轴（9）与基座（1）固定连接，水平回转平台（2）处于基座（1）上且围绕竖轴（9）的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘浏，范真，
申请(专利权)人：江苏理工学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32