电子经纬仪系统分析.ppt

电子经纬仪系统分析电子经纬仪系统分析Page 2目录目录 ContentsContents电子经纬仪简介1电子经纬仪系统分析4电子经纬仪原理分析2电子经纬仪补偿系统 电子经纬仪发展前景353536252732Page 3利用电子技术测角，带有角度数字显示或存储装置的经纬仪。利用电子技术测角，带有角度数字显示或存储装置的经纬仪。简介测量水平和竖直角度的测绘仪器。测量水平和竖直角度的测绘仪器。电子 经纬 仪电子与光学电子与光学电子到数字化电子到数字化WHY?经纬Page 4采用了光电技术采用了光电技术数字显示数字显示可通过输出端口直接输出测量结果可通过输出端口直接输出测量结果中国 南方总结特点：总结特点：简介Page 5 简介l l目镜；目镜；2 2望远镜制动、微动螺旋；望远镜制动、微动螺旋；3 3水平制动、微动螺旋；水平制动、微动螺旋；4 4操纵面板；操纵面板；5 5望远镜；望远镜；6 6瞄准器；瞄准器；7 7内嵌式电池盒；内嵌式电池盒；8 8管水准器；管水准器；9 9轴座连接螺旋；轴座连接螺旋；1010概略定向度盘；概略定向度盘；llll脚螺旋脚螺旋瑞士瑞士WILDWILD厂生产的厂生产的T2000T2000电子经纬仪电子经纬仪功能介绍功能介绍Page 6 原理介绍电子经纬仪的测角原理电子经纬仪的测角原理光栅莫尔条纹原理光栅莫尔条纹原理基于码盘原理基于码盘原理增量式增量式绝对式绝对式动态测角动态测角时间间隔转化为角度。时间间隔转化为角度。精度较高。精度较高。Page 7 原理介绍:增量式增量式光栅莫尔条纹测角原理光栅莫尔条纹测角原理(增量式增量式)光栅莫尔条纹光信号光栅莫尔条纹光信号电信号电信号(正弦波信号正弦波信号)放大放大数字角度数字角度测量系统测量系统脉冲信号脉冲信号细分细分处理处理计算计算角度数值角度数值液晶显示器液晶显示器莫尔条纹的移动量与物体角位移的移动量是一一对应的莫尔条纹的移动量与物体角位移的移动量是一一对应的Page 8 横向莫尔条纹横向莫尔条纹光栅度盘光栅度盘主光栅主光栅 指示光栅。指示光栅。光栅莫尔条纹信号的产生光栅莫尔条纹信号的产生 原理介绍:增量式增量式Page 9 BB很小很小B条纹宽度，条纹宽度，w栅距，栅距，两光栅的交角，两光栅的交角，原理介绍:增量式增量式Page 10 原理介绍:增量式增量式莫尔条纹的位移发大作用莫尔条纹的位移发大作用当光栅相对移动一个节距当光栅相对移动一个节距W时，时，条纹移动一个宽度周期条纹移动一个宽度周期B。莫尔条纹放大倍数莫尔条纹放大倍数K为为1wBKPage 11 原理介绍:增量式增量式常见莫尔条纹常见莫尔条纹读数系统读数系统1 光源2 透镜3 主光栅4 指示光栅5 接收物镜6 光探测器发光二极管发光二极管光栅度盘光栅度盘光电接收管光电接收管透射式透射式反射式反射式Page 12 原理介绍:增量式增量式以日本TOPCON公司的ETL-l电子经纬仪为例准正弦波信号的形成准正弦波信号的形成狭缝被平均分成四个窗框Page 13 原理介绍:增量式增量式角度计算方法角度计算方法SSN/80（上图中N=5）需要用细分方法求出Page 14 原理介绍:增量式增量式莫尔条纹细分法莫尔条纹细分法直接四细分微机Page 15 原理介绍:绝对绝对式式绝对式测角原理绝对式测角原理光学经纬仪光学经纬仪电子经纬仪电子经纬仪光学经纬仪的度盘分划光学经纬仪的度盘分划一定的编码一定的编码相应的角值相应的角值Page 16 原理介绍:绝对绝对式式0123456789101112131415状态数与码道数的关系：状态数与码道数的关系：nM2 分辨率与码道数的关系：分辨率与码道数的关系：n2/360M=16，要求码道数为四，分辨率为 =22.5编编 码码 度度 盘盘Page 17 原理介绍:绝对绝对式式编码度盘的读数系统编码度盘的读数系统Page 18度盘中心光电接收管n1SR 原理介绍:绝对绝对式式角度电子测微技术角度电子测微技术Page 19纯二进制码盘 葛莱码盘矩阵码盘码盘码盘 分类：分类：原理介绍:绝对绝对式式不同的码盘不同的码盘不同的编码方式不同的编码方式不同的解码算法不同的解码算法 单码度盘单码度盘混合编码码盘混合编码码盘Page 20状态状态二进制码二进制码Grey码码状态状态二进制码二进制码Grey码码000000000810001100100010001910011101200100011101010111130011001011101111104010001101211001010501010111131101101160110010114111010017011101001511111000特点特点：1、各位数均为无权代码；、各位数均为无权代码；2、相邻两数之间只有一位码发生变化。、相邻两数之间只有一位码发生变化。格莱（格莱（GreyGrey）码）码 原理介绍:绝对绝对式式Page 21 原理介绍:动态测角动态测角动态测角原理动态测角原理经纬仪度盘刻划经纬仪度盘刻划测量两个时间标志的间隔来得到角度测量两个时间标志的间隔来得到角度Page 22 原理介绍:动态测角动态测角则任一个角度均可表示为：则任一个角度均可表示为：0n设单位角度为：设单位角度为：0 n 利用四个标志之间的时间隔来确定和检核。利用四个标志之间的时间隔来确定和检核。利用内外光栅探测器的信号延迟时间来测定。利用内外光栅探测器的信号延迟时间来测定。Page 23 原理介绍:动态测角动态测角 （精测）（精测）Page 24n(粗测粗测)原理介绍:动态测角动态测角A 的结果为准，其它三个测量值用于检验。Page 25 补偿系统电子测角自动补偿系统的工作原理电子测角自动补偿系统的工作原理1211212212发光二极管发光二极管接收二极管接收二极管Z=PPZHHiTT21T21Titip水平角改正数=ittan，竖直角改正数=ip式中为竖直角。Page 26 补偿系统（1 1）Kern E2Kern E2电子经纬仪的补偿系统电子经纬仪的补偿系统（2 2）SET CSET C电子速测仪的补偿系统电子速测仪的补偿系统发光二极管光电探测阵列补偿器液体盒1234光电探测阵列线性光电传感器聚光棱镜发光二极管S3S2S4S1气泡几种补偿系统几种补偿系统Page 27 系统分析电子经纬仪光电信号处理系统电子经纬仪光电信号处理系统举例说明1、光栅盘直径71mm。2、液晶显示和分划板照明。3、垂直角自动补偿(补偿范围为土3)。4、读数精度为1”，测量精度为2”。5、光栅刻线为16200条线，即每一条刻线代表80”，则细分要求是八十细分。6、测量数据自动存储、自动显示。7、超过自动补偿范围或系统测量出错时将自动显示。以提示操作员手动调节和检查。8、供电电源采用四节五号电池。9、水准器采用长水准器和圆水准器。长水准器为30”2mm；圆水准器为82mm。10、工作时间为(碱性干电池)12小时。系统的主要技术指标为：系统的主要技术指标为：Page 28光电系统组成示意图光电系统组成示意图 系统分析Page 29 系统分析模拟角度测量系统示意图模拟角度测量系统示意图Page 30 系统分析系统原理方框图系统原理方框图Page 31 系统分析水泡补偿器水泡补偿器补偿器原理图补偿器原理图通过检测含水泡电容电路的振荡频带宽度来计算补偿角度的。通过检测含水泡电容电路的振荡频带宽度来计算补偿角度的。利用物质介电常数的不同为原理来工作利用物质介电常数的不同为原理来工作Page 32 前景分析主要的电子经纬仪生产厂商主要的电子经纬仪生产厂商瑞士瑞士徕卡徕卡Leica威特威特Wild德国德国蔡司蔡司Zeiss日本日本尼康尼康Nikon日本日本索佳索佳SokkishaTC系列系列TPS系列系列ETL1DT05DTM700DTMASET系列系列日本日本拓普康拓普康Topcon日本日本宾得宾得Pentax瑞典瑞典捷创力捷创力Geotronices中国中国南方南方SouthGTS系列系列PTSVGDM系列系列ET系列系列NTS系列系列Page 33 前景分析最近应用最近应用测量空区和天井测量空区和天井手持激光测距仪配合电子经纬仪航天器检测航天器检测基于两台或多台电子经纬仪组成的非接触式航天器检测3台T3000A电子经纬仪 大型天线大型天线精密安装测量精密安装测量气象观测气象观测电子式测风经纬仪。etcPage 34 前景分析增加了增加了CCD图像采集系统图像采集系统DSP图像处理系统图像处理系统数字化数字化最后做一个最后做一个OSD叠加处理叠加处理