[发明专利]自动水准测量

说明书

技术领域

本发明的实施方式总体涉及自动水准仪。更具体地，本发明的实施方式涉及使用自动水准仪进行高程测量的方法。

背景技术

在测绘、施工和其他应用中通常采用多种仪器来测量角度、距离和高程。举例来说，数字水准仪通常用来提供高精度的高程测量。使用数字水准仪，相对于数字水准仪或者相对于已知的点，可以确定未知的点的高程。典型的水准测量过程包括：确定数字水准仪相对于已知点的高程(即，后视测量)，以及确定数字水准仪相对于未知点的高程(即，前视测量)。这些点之间的高程的差值可以用来确定未知点的高程。

在每个点处，数字水准仪确定在数字水准仪的水平视线和测量点之间的高程差值。这使用水准标尺来完成。数字水准仪用来确定其水平视线落在水准标尺的哪个位置，以及，水准标尺的刻度用来确定在水平视线和测量点之间的距离。

典型的水准测量过程需要一个人在测量点处握住水准标尺且另一个人在数字水准仪处执行测量。为了缩短测量时间，一些过程需要两个人握住水准标尺-一个人用于后视测量且一个人用于前视测量。

尽管数字水准仪通常用来确定高程，然而，需要改进的方法以增大测量精度、缩短测量时间和降低测量成本。

发明内容

本发明的实施方式提供了用于确定高程的改进方法。例如，根据本发明的实施方式，确定点相对于水准仪的高程的方法包括：使用无线链路，将第一信号从控制器发送到水准仪。第一信号指示水准仪使水准仪的校准单元与水准标尺的参照目标自动地对齐。该方法还包括使用无线链路在控制器处接收第二信号。第二信号从水准仪发出且指示校准单元与参照目标对齐。该方法还包括使用无线链路将第三信号从控制器发送到水准仪。第三信号指示水准仪自动地确定点相对于水准仪的高程。点的高程使用水准标尺上的图案来确定。

在一实施方式中，水准仪定位成距离所述点小于约100米。

在另一实施方式中，当所述水准仪定位成距所述点小于100米时，在小于±0.2毫米的精度范围内确定所述点相对于所述水准仪的所述高程。

在另一实施方式中，所述校准单元被配置成围绕所述水准仪的水平轴线独立地旋转。

在另一实施方式中，该方法还包括：使用所述无线链路在所述控制器处接收第四信号。第四信号从所述水准仪发出且提供所述点相对于所述水准仪的所述高程。

在另一实施方式中，所述水准仪包括数字水准仪。

在另一实施方式中，所述水准仪的所述校准单元执行扫描，以识别所述水准标尺的所述参照目标且使所述校准单元与所述参照目标对齐。在一些实施方式中，所述参照目标包括光学图案，且用于识别所述水准标尺的所述参照目标而执行的所述扫描是光学扫描以识别所述光学图案。在其他实施方式中，所述参照目标包括反射部分，以及在所述扫描期间，所述水准仪发出光且检测从所述参照目标的所述反射部分所反射的光。

根据本发明的另一实施方式，确定点相对于水准仪的高程的方法包括：当所述水准标尺从第一位置移动到所述点时，通过所述水准仪自动地跟踪所述水准标尺的移动。该方法还包括使用无线链路在所述水准仪处接收第一信号。第一信号指示所述水准仪使所述水准仪的校准单元与所述水准标尺的参照目标对齐。该方法还包括使所述水准仪的所述校准单元与所述水准标尺的所述参照目标自动地对齐。该方法还包括使用所述无线链路从所述水准仪发出第二信号。所述第二信号指示校准单元与所述水准标尺的参照目标对齐。该方法还包括使用所述无线链路在所述水准仪处接收第三信号。所述第三信号指示所述水准仪确定所述点相对于所述水准仪的所述高程。点的高程使用水准标尺上的图案来确定。

在一实施方式中，所述水准仪通过跟踪所述参照目标的移动，而跟踪所述水准标尺的移动。

在另一实施方式中，所述参照目标包括反射部分，以及所述水准仪发出光且检测从所述反射部分所反射的光以跟踪所述水准标尺的移动。

根据本发明的另一实施方式，确定点相对于水准仪的高程的方法包括使用无线链路将第一信号从控制器发送到所述水准仪。第一信号指示所述水准仪，当所述水准标尺从第一位置移动到所述点时，自动地跟踪所述水准标尺的参照目标的移动。该方法还包括使用所述无线链路将第二信号从所述控制器发送到所述水准仪。所述第二信号指示所述水准仪使所述水准仪的校准单元与所述水准标尺的参照目标自动地对齐，且还指示所述水准仪自动地确定所述点相对于所述水准仪的所述高程。所述点的所述高程使用所述水准标尺上的图案来确定。该方法还包括使用所述无线链路在所述控制器处接收第三信号。第三信号从所述水准仪发出且提供所述点相对于所述水准仪的高程。