探究手動調焦對數字水準儀誤差的影響

魯宇

摘? 要：在水準項目工作實施中，現使用的數字水準儀在人工完成照準和調焦之后，不同操作人員因視力不同，對目鏡調焦會有不同差異，讀數就會產生視覺誤差。文章旨在研究因不同操作人員視力不同造成調焦程度不同，不同調焦程度對水準儀測量結果的誤差影響。

關鍵詞：手動調焦;數字水準儀;物鏡焦距

中圖分類號：TH89 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2019）31-0001-06

Abstract： In the implementation of the leveling project， after the digital level is manually completed and focused， different operators will have different kinds of focusing of the eyepiece because of their different eyesight， and the reading will produce visual error. The purpose of this paper is to study the different focusing degree caused by different operators' visual acuity， as well as the influence of different focusing degree on the error of level measurement results.

Keywords： manual focusing; digital level; focal length of objective lens

1 研究目標

在常年水準項目工作實施中，現使用的數字水準儀在人工完成照準和調焦之后，不同操作人員因視力不同，對目鏡調焦會有不同差異，水準儀的物鏡和視鏡的焦距沒有調好，讀數就會產生視覺誤差而該誤差是否可控，可控范圍等卻暫無詳細研究成果，本文便是針對調焦對測量誤差影響進行探究。

2 研究內容

本課題旨在通過對不同測量人員在相同調焦方式下進行實際測量與相同測量人員在不同調焦方式下進行實際測量的數據對比，通過大量實驗數據得到規律性結果，探究不同調焦方式對水準測量結果誤差的影響。對于其產生的測量誤差影響趨勢及可控范圍，現階段并無明確著作解釋說明。

3 實施方案（包括技術路線等）

選取多個不同實驗人員，在高差固定，條件相同觀測場地;相同目鏡對焦情況下，調節物鏡，收集測量結果;相同物鏡對焦情況下，調節目鏡，收集測量結果;依照個人習慣調節目鏡物鏡焦距，收集測量結果。（本項目數據采集使用DINI03數字水準儀，儀器編號733721，銦瓦條碼標尺編號37869，37870檢定單位為中國地震局第二監測中心）

4 目鏡調焦對實驗結果影響

實驗前，由觀測員A將十字絲調至清晰穩定后，觀測員A、B分別讀數記錄。再由觀測員B將十字絲調至清晰穩定后，重復，得出數據如表1所示。

因此本次實驗中，不考慮目鏡（十字絲清晰度）對實驗結果的影響。

5 實驗過程及結果

（1）選取1個點位作為原點，命名為0號點，在距離0號點5m、10m、20m、30m、50m處，分別打樁，依次命名為1至5號。（2）將物鏡調焦螺旋按照儀器本身刻度凹槽進行劃分，共計15檔位（24°/檔位）。（3）使用同一儀器，更換觀測人員進行實驗數據采集。（4）選取不同光照條件（本次僅使用晴/陰），進行實驗數據采集。（5）將機器讀數次數設為3次取平均值，分別變換儀器高兩次，得到三組數據對比。（6）將所得結果與該儀器調焦透鏡運行誤差實測結果進行對比。（7）得出結論。

6 物鏡調焦對實驗結果影響的數據采集（單位/m）（見A-F組實驗）

7 結論

（1）光照較差的情況下，儀器與標尺距離超過30m后，誤差變化斜率極大。（2）儀器與標尺間距達到50m時，調焦螺旋旋轉角對測量結果影響極大。（3）不同觀測人員因視力不同，對調焦螺旋轉動角度不同。其測得實驗數據不同。必須禁止中途更換觀測人員的行為。（4）觀測距離超過20m時，誤差起伏明顯增大。在追求精密測量的過程中，每站儀器與標尺間距均需盡可能保證在20m內。但精確數值仍需實驗驗證。（5）目鏡調焦螺旋對實際測量數據結果的影響較小。（6）焦距旋轉偏離儀器穩定時清晰穩定位置角度越大，實驗數據值起伏越大。（7）光照條件極好，觀測距離5m的情況下，物鏡調焦螺旋旋轉角104°時，仍可以讀數且數值偏差較小，本次實驗中該情況僅出現了一次。（8）除上述條件外，物鏡調焦螺旋旋轉角度超過48°時，讀數起伏開始劇烈增加。（9）物鏡調焦螺旋旋轉角超過72°時，一般情況下，無法讀數。

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