本发明专利技术公开了一种应用于野外测量的冷测式高精度全站仪，属于测绘技术领域，可以实现通过在现有的双轴自动补偿模块中，采用半导体制冷的方式来维持电子水准泡的校准温度，从而可以忽略高温环境对电子水准泡的补偿影响，利用测量前校准时制冷至标准温度，实现接近零误差的校准后，通过隔热的方式，一方面对电子水准泡的冷量进行储冷，另一方面隔绝外界高温的热量入侵对电子水准泡进行干扰，同时通过温度监测实时控制电子水准泡的温度，在均匀制冷的同时响应实时测量的倾斜误差作出补偿改正，提高测量精度，大幅降低外界高温环境对测试过程中自动补偿的影响，实现独立于外界环境下的冷测。
【技术实现步骤摘要】
一种应用于野外测量的冷测式高精度全站仪
本专利技术涉及测绘
，更具体地说，涉及一种应用于野外测量的冷测式高精度全站仪。
技术介绍
全站仪，即全站型电子测距仪，是一种集光、机、电为一体的高技术测量仪器，是集水平角、垂直角、距离（斜距、平距）、高差测量功能于一体的测绘仪器系统。与光学经纬仪比较电子经纬仪将光学度盘换为光电扫描度盘，将人工光学测微读数代之以自动记录和显示读数，使测角操作简单化，且可避免读数误差的产生。因其一次安置仪器就可完成该测站上全部测量工作，所以称之为全站仪。广泛用于地上大型建筑和地下隧道施工等精密工程测量或变形监测领域。目前全站仪已经引入了双轴自动补偿系统，作业时若全站仪纵轴倾斜，会引起角度观测的误差，盘左、盘右观测值取中不能使之抵消。而全站仪特有的双轴（或单轴）倾斜自动补偿系统，可对纵轴的倾斜进行监测，并在度盘读数中对因纵轴倾斜造成的测角误差自动加以改正(某些全站仪纵轴最大倾斜可允许至±6′）。也可通过将由竖轴倾斜引起的角度误差，由微处理器自动按竖轴倾斜改正计算式计算，并加入度盘读数中加以改正，使度盘显示读数为正确值，即所谓纵轴倾斜自动补偿。双轴自动补偿的所采用的构造（现有水平，包括Topcon,Trimble）：使用一电子水泡（该水泡不是从外部可以看到的，与检验校正中所描述的不是一个水泡）来标定绝对水平面，该水泡是中间填充液体，两端是气体。在水泡的上部两侧各放置一发光二极管，而在水泡的下部两侧各放置一光电管，用一接收发光二极管透过水泡发出的光。而后，通过运算电路比较两二极管获得的光的强度。当在初始位置，即绝对水平时，将运算值置零。当作业中全站仪器倾斜时，运算电路实时计算出光强的差值，从而换算成倾斜的位移，将此信息传达给控制系统，以决定自动补偿的值。自动补偿的方式初由微处理器计算后修正输出外，还有一种方式即通过步进马达驱动微型丝杆，把此轴方向上的偏移进行补正，从而使轴时刻保证绝对水平。但是众所周知，全站仪在高精度测量时对温度的要求很高，这是因为上述电子水泡的基本元素是液体，具有热胀冷缩效应，所有与自动补偿有关的校准，都必须在特定的温度条件下进行，但是在测量作业时，温度的变化时常会引起液体的不均匀的热胀冷缩，导致电子水泡在进行补偿时，将温度带来的误差当作全站仪倾斜误差予以改正，电子水泡就会从中心偏置一定的格数，导致测量误差的超限，尤其是在环境多变的野外环境中测量，温度对电子水泡的影响更为剧烈，由于在测量工作中不可能做到实时校准，因此经常会导致测量数据超限复测，浪费时间精力的同时，严重延缓测量效率，甚至还无法达到测量要求的测量精度。
技术实现思路
1．要解决的技术问题针对现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种应用于野外测量的冷测式高精度全站仪，它可以实现通过在现有的双轴自动补偿模块中，采用半导体制冷的方式来维持电子水准泡的校准温度，从而可以忽略高温环境对电子水准泡的补偿影响，利用测量前校准时制冷至标准温度，实现接近零误差的校准后，通过隔热的方式，一方面对电子水准泡的冷量进行储冷，另一方面隔绝外界高温的热量入侵对电子水准泡进行干扰，同时通过温度监测实时控制电子水准泡的温度，在均匀制冷的同时响应实时测量的倾斜误差作出补偿改正，提高测量精度，大幅降低外界高温环境对测试过程中自动补偿的影响，实现独立于外界环境下的冷测。2．技术方案为解决上述问题，本专利技术采用如下的技术方案。一种应用于野外测量的冷测式高精度全站仪，包括全站仪本体，所述全站仪本体包括CPU控制模块、测量模块、液晶显示模块、键盘输入模块、电源模块和自动补偿模块，且测量模块、液晶显示模块、键盘输入模块、电源模块和自动补偿模块均与CPU控制模块连接，所述CPU控制模块连接有数据处理模块，所述全站仪本体内安装有存储器，且存储器与CPU控制模块连接，所述自动补偿模块包括暗盒，所述暗盒内开凿有安装空腔，所述安装空腔内安装有电子水准泡，所述电子水准泡外端包裹有储冷包层，所述储冷包层上下两端均安装有半导体制冷片，所述半导体制冷片远离储冷包层一端安装有导热片，所述半导体制冷片左右两侧均设有光壳体，且光壳体安装在储冷包层上，位于上侧的一对所述光壳体内顶壁上安装有发光二极管，位于下侧的一对所述光壳体内底壁上安装有光电管，所述储冷包层上下两端均开凿有一对透光孔，所述透光孔内放置有相匹配的导冷块，所述导冷块远离电子水准泡一端固定连接有磁铁导块，所述光壳体内侧壁上安装有电磁铁，所述磁铁导块侧壁上固定连接有连接杆，所述光壳体内侧壁上还安装有弹性转轴，且弹性转轴与连接杆之间转动连接，所述发光二极管、电磁铁和光电管均与CPU控制模块连接。进一步的，所述储冷包层和导热片之间填充有隔热材料，所述隔热材料采用酚醛泡沫塑料、气凝胶毡或真空隔热板中的任意一种，隔热材料一方面可以阻止半导体制冷片的制冷端和制热端之间的冷量交互，提高制冷端对储冷包层的最佳制冷效果，另一方面可以实现对储冷包层的储冷和外界环境的隔热。进一步的，所述透光孔和导冷块的竖截面形状为梯形，且直径为2-5mm，一方面通过增大与透光孔侧壁的接触面积来提高导冷效果，另一方面导冷块和透光孔之间允许一定的复位偏差，可以始终保持贴合。进一步的，所述储冷包层和导冷块靠近电子水准泡一端均涂覆有导热硅胶层，所述导热硅胶层的厚度为1-2mm，导热硅胶层一方面可以提高导冷效果，另一方面可以起到缓冲保护电子水准泡的作用。进一步的，所述暗盒上下两端均开凿有多个均匀分布的条形散热孔，所述暗盒上下两端均安装有散热风扇，且散热风扇的吹风口正对条形散热孔，通过对半导体制冷片的制热端迅速散热来保持温差，可以间接提高制冷端的制冷效果，延长半导体制冷片的使用寿命。进一步的，所述CPU控制模块连接有数据传输模块，所述数据传输模块连接有云服务器，所述的数据传输模块采用128位AES对称密钥算法进行加密传输，一方面可以将测量数据实时加密发送至云服务器，既能实现数据的备份和共享，防止丢失和占用存储器的本地空间，还能实时进行云计算满足业务需求，另一方面也可以实时从云服务器上下载和获得信息，例如已知点的坐标信息和通知等，既避免手动输入坐标信息的错误，同时可以及时获取云服务器的通知，包括天气通知或任务通知等。进一步的，所述CPU控制模块连接有蓝牙模块，所述蓝牙模块连接有用户移动设备，且用户移动设备与云服务器连接，用户可以通过蓝牙模块连接上全站仪本体，实现信息的双向传输，也可以通过3g、4g或WiFi连接上云服务器，为用户测量提供便利。进一步的，所述安装空腔内安装有热电偶，且热电偶的测温端与储冷包层接触，所述热电偶与CPU控制模块连接，可以实时检测储冷包层的温度并发送至用户移动设备，由用户移动设备控制一对半导体制冷片实现精准的温度控制。进一步的，所述光电管与CPU控制模块之间依次连接有输入脉冲电平转换电路、放大电路和滤波电路，可以实现光信号至电信号的转换、放大和过滤，提高补偿计算时的精确性，得到最佳的倾斜改正值，提高测量数据的精度。进一步的，所述全站仪本体外本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种应用于野外测量的冷测式高精度全站仪，包括全站仪本体（1），其特征在于：所述全站仪本体（1）包括CPU控制模块（101）、测量模块（102）、液晶显示模块（103）、键盘输入模块（104）、电源模块（105）和自动补偿模块（106），且测量模块（102）、液晶显示模块（103）、键盘输入模块（104）、电源模块（105）和自动补偿模块（106）均与CPU控制模块（101）连接，所述CPU控制模块（101）连接有数据处理模块（107），所述全站仪本体（1）内安装有存储器（108），且存储器（108）与CPU控制模块（101）连接，所述自动补偿模块（106）包括暗盒（4），所述暗盒（4）内开凿有安装空腔，所述安装空腔内安装有电子水准泡（5），所述电子水准泡（5）外端包裹有储冷包层（6），所述储冷包层（6）上下两端均安装有半导体制冷片（7），所述半导体制冷片（7）远离储冷包层（6）一端安装有导热片（8），所述半导体制冷片（7）左右两侧均设有光壳体（9），且光壳体（9）安装在储冷包层（6）上，位于上侧的一对所述光壳体（9）内顶壁上安装有发光二极管（10），位于下侧的一对所述光壳体（9）内底壁上安装有光电管（18），所述储冷包层（6）上下两端均开凿有一对透光孔（12），所述透光孔（12）内放置有相匹配的导冷块（13），所述导冷块（13）远离电子水准泡（5）一端固定连接有磁铁导块（15），所述光壳体（9）内侧壁上安装有电磁铁（16），所述磁铁导块（15）侧壁上固定连接有连接杆（17），所述光壳体（9）内侧壁上还安装有弹性转轴，且弹性转轴与连接杆（17）之间转动连接，所述发光二极管（10）、电磁铁（16）和光电管（18）均与CPU控制模块（101）连接。/n...
【技术特征摘要】
1.一种应用于野外测量的冷测式高精度全站仪，包括全站仪本体（1），其特征在于：所述全站仪本体（1）包括CPU控制模块（101）、测量模块（102）、液晶显示模块（103）、键盘输入模块（104）、电源模块（105）和自动补偿模块（106），且测量模块（102）、液晶显示模块（103）、键盘输入模块（104）、电源模块（105）和自动补偿模块（106）均与CPU控制模块（101）连接，所述CPU控制模块（101）连接有数据处理模块（107），所述全站仪本体（1）内安装有存储器（108），且存储器（108）与CPU控制模块（101）连接，所述自动补偿模块（106）包括暗盒（4），所述暗盒（4）内开凿有安装空腔，所述安装空腔内安装有电子水准泡（5），所述电子水准泡（5）外端包裹有储冷包层（6），所述储冷包层（6）上下两端均安装有半导体制冷片（7），所述半导体制冷片（7）远离储冷包层（6）一端安装有导热片（8），所述半导体制冷片（7）左右两侧均设有光壳体（9），且光壳体（9）安装在储冷包层（6）上，位于上侧的一对所述光壳体（9）内顶壁上安装有发光二极管（10），位于下侧的一对所述光壳体（9）内底壁上安装有光电管（18），所述储冷包层（6）上下两端均开凿有一对透光孔（12），所述透光孔（12）内放置有相匹配的导冷块（13），所述导冷块（13）远离电子水准泡（5）一端固定连接有磁铁导块（15），所述光壳体（9）内侧壁上安装有电磁铁（16），所述磁铁导块（15）侧壁上固定连接有连接杆（17），所述光壳体（9）内侧壁上还安装有弹性转轴，且弹性转轴与连接杆（17）之间转动连接，所述发光二极管（10）、电磁铁（16）和光电管（18）均与CPU控制模块（101）连接。
2.根据权利要求1所述的一种应用于野外测量的冷测式高精度全站仪，其特征在于：所述储冷包层（6）和导热片（8）之间填充有隔热材料（19），所述隔热材料（19）采用酚醛泡沫塑料、气凝胶毡或真空隔热板中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的一种应用于野外测量的冷测式...
【专利技术属性】
技术研发人员：苏嵩，孙跃，
申请(专利权)人：徐州迪沃通讯工程有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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