高精度光电三维倾角测量方法及其测量仪

摘要

本发明公开了一种高精度光电三维倾角测量方法及其测量仪，该测量仪采用CCD组件、两个反光镜、准直物镜、放大物镜、激光器组和航空插座等构成；该装置利用倒(正)垂垂线垂直指向地心方向的原理，利用空间结构放大或光学放大位移，从而实现了倾角和倾角变化的高精度测量。测量精度还可以通过光学系统的放大系数做调整、结构简单、紧凑、稳定可靠、成本低。并且还可以采用无线专用设备、无线公共网、有线专用设备、有线公共网进行远程数据传输和信号通讯。本发明可广泛应用于大坝、桥梁等建筑物的安全监测，还可应用于各种工业生产、军事和检测领域的倾角监测。

主权项

1.一种高精度光电三维倾角的测量方法，其特征在于，包括下列步骤：1)首先设置一光路系统，该光路系统包括两个反光镜，两个反光镜之间有准直物镜和放大物镜，在光路系统的一端有一激光器，另一端有CCD组件；光源发射出的光经过第一反光镜反射后，通过准直物镜、放大物镜到第二反光镜，由第二反光镜反射到CCD组件上；2)将一倒/正垂线或双金属标指针置于光路系统中并从主光轴上垂直引出，由于倒/正垂线或双金属标指针会挡住部分光线，在CCD组件上留下一条暗条纹，当坝体发生变形时，垂线相对于倾角测量仪发生移动，通过所述的光学系统后反映到CCD组件上就是暗条纹的移动，即可将光源发射出的光角度转化为条纹的位移变化，利用该暗条纹位移进行三维倾角测量，能够同时测量与水平面X-Y、与垂直面Z三个方向的三维倾角；所述倾角测量仪用于测量实现沿X、Y轴方向的倾角βx·βy测量，其中βx 是通过测量出倒/正垂垂线高度差为L两点的位移差Δy，通过下式βx＝Δy/L计算得到；βy是通过测量出倒/正垂垂线高度差为L两点的位移差Δx，通过下式βy＝Δx/L计算得到；所述双金属标仪和绕角测量仪用于绕垂直方向Z的绕角βZ测量，βZ是通过测量出距双金属标管管轴为R处的相对位移Δr，βZ＝Δr/R计算得到。