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码是为了提高读数精度和求视距二安排的。设两组R码的间距为P(=30mm),它在CCD行阵上成象所占的象素个数为Z,象素宽为D(=25μm),则P在CCD行阵上的成象长度为:
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L=Z*b (3-1)
Z可由一信号分析中得出,b是CCD光敏窗口的宽度,因此l和P都为已知数据。根据几何光学成象原理,可以象传统仪器用视距丝测量距离的视距测量原理一样求出视距:
D=P/l*f (3-2)
式中f是望远镜物镜的焦距。同时还可以求出物象比
A=P/l (3-3)
于是将测量信号放大到与标尺上的一样时,再进行相位测量,就可以精确得出相位差,即视线高。
电子水准仪的三种测量原理各有奥妙,三类仪器都经受了各种检验和实际测量的考验,能胜任精密水准测量作业。
误差分析编辑
数字水准仪是由光学机械部分和电子设备组成,其误差除由以上两项单独所产生的而外,还包括二者组合产生的误差。其中光学机械部分产生的误差已被大家所熟知。主要包括a、圆水准器误差;b、调焦透镜运行误差;c、竖轴倾斜引起的视准轴误差;d、自动补偿器的补偿误差。以下主要讨论电子设备和二者组合所产生的误差 [1] 。
1线阵探测器(CCD)的物理特性引起的误差
1.1光线的强弱引起条码标尺影像对比度的误差影响
数字水准仪是根据条码影像在探测器上的位置和比例进行测量的,CCD的物理特性决定其在光线过强或过弱、条码标尺表面光照不均匀、观测瞬间强光闪烁、外界热闪烁等情况下,都会大大降低标尺成像的对比度,也会造成局部失真,这将造成测量误差,甚至无法读数。 [1]
1.2人工光线的影响
徕卡NA系列数字水准仪的探测器是利用红外光部分(CCD阵列对红外光较敏感)接收和检测条码影像的。因此,在人工光线下进行测量时,如红外光成份较弱时,会造成测量误差,甚至无法读数。而在这方面,蔡司DINI系列数字水准仪是采用可见光接收和检测条码影像,所以不受此影响。 [1]
2信号分析和处理的误差