本實用新型涉及測量技術領域，尤其是電子水準儀儀器高的測量。

背景技術：

水準儀是建立水平視線測定地面兩點間高差的儀器。原理為根據(jù)水準測量原理測量地面點間高差。主要部件有望遠鏡、管水準器（或補償器）、垂直軸、基座、腳螺旋。按結構分為微傾水準儀、自動安平水準儀、激光水準儀和電子水準儀。按精度分為精密水準儀和普通水準儀。

目前，電子水準儀的照準標尺和調(diào)焦仍需目視進行。人工調(diào)試后，標尺條碼一方面被成像在望遠鏡分化板上，供目視觀測，另一方面通過望遠鏡的分光鏡，又被成像在光電傳感器（又稱探測器）上，供電子讀數(shù)。由于各廠家標尺編碼的條碼圖案各不相同，因此條碼標尺一般不能互通使用。當使用傳統(tǒng)水準標尺進行測量時，電子水準儀也可以像普通自動安平水準儀一樣使用，不過這時的測量精度低于電子測量的精度，特別是精密電子水準儀，由于沒有光學測微器，當成普通自動安平水準儀使用時，其精度更低。

當前電子水準儀采用了原理上相差較大的三種自動電子讀數(shù)方法：1）相關法（徠卡NA3002/3003）2) 幾何法（蔡司DiNi10/20）3) 相位法（拓普康DL101C/102C）。它與傳統(tǒng)儀器相比有以下特點：

1)讀數(shù)客觀。不存在誤差、誤記問題，沒有人為讀數(shù)誤差。

2)精度高。視線高和視距讀數(shù)都是采用大量條碼分劃圖像經(jīng)處理后取平均得出來的，因此削弱了標尺分劃誤差的影響。多數(shù)儀器都有進行多次讀數(shù)取平均的功能，可以削弱外界條件影響。不熟練的作業(yè)人員業(yè)也能進行高精度測量。

3)速度快。由于省去了報數(shù)、聽記、現(xiàn)場計算的時間以及人為出錯的重測數(shù)量，測量時間與傳統(tǒng)儀器相比可以節(jié)省1/3左右。

4)效率高。只需調(diào)焦和按鍵就可以自動讀數(shù)，減輕了勞動強度。視距還能自動記錄，檢核，處理并能輸入電子計算機進行后處理，可實線內(nèi)外業(yè)一體化。

確定地面點高程的測量工作，稱為高程測量。高程測量又是測量三項基本工作之一。根據(jù)使用儀器和施測方法的不同，高程測量可分為水準測量、三角高程測量和氣壓高程測量。用水準儀測量高程，稱為水準測量，它是高程測量中最常用、最精密的方法。

水準測量的基本原理是利用水準儀提供的“水平視線”，測量兩點間高差，從而由已知點高程推算出未知點高程。

目前，通常用高差法測量高程。若已知A點的高程，欲測定B點的高程，則在、兩點上豎立兩根尺子，并在、兩點之間安置一架可以得到水平視線的儀器。假設水準儀的水平視線在尺子上的位置讀數(shù)分別為尺（后視）讀數(shù)為，尺（前視）讀數(shù)為，則、兩點之間的高程差（簡稱高差）為

（1）

于是點的高程為

（2）

（3）

連續(xù)水準測量。在實際水準測量中，A、B 兩點間高差較大或相距較遠，安置一次水準儀不能測定兩點之間的高差。此時有必要沿A、B 的水準路線增設若干個必要的臨時立尺點，即轉(zhuǎn)點（用作傳遞高程）。根據(jù)水準測量的原理依次連續(xù)地在兩個立尺中間安置水準儀來測定相鄰各點間高差，求和得到A、B 兩點間的高差值。

目前測量高程使用的高差法中，由于水準儀儀器高是未知的，每次測量兩點的高程差都必須在兩點之間架設水準儀以測量兩點的水準尺讀數(shù)，這樣測量效率受到了限制。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型所要解決的技術問題是如何精確地測量電子水準儀儀器高。

一種具有儀器高實時精確測量功能的電子水準儀，包括電子水準儀，延展基座，測量尺和攝像頭，延展基座為電子水準儀基座的水平延伸體，延展基座上具有一豎直方向的穿孔尺套，測量尺從穿孔尺套中穿過，攝像頭安裝在延展基座上，與電子水準儀通過有線或無線方式相連，朝向測量尺的刻度面，測量尺下端為基底。優(yōu)選地，測量尺的刻度面上有一豎直方向的凹槽，刻度位于凹槽內(nèi)。優(yōu)選地，測量尺的橫截面為矩形，測量尺上端安裝有圓水準器或管水準器，在穿孔尺套上安裝有兩軸向方向相互垂直且上下錯位的微調(diào)螺旋，微調(diào)螺旋內(nèi)部一端嵌套在測量尺豎直方向的凹槽內(nèi)。優(yōu)選地，測量尺的刻度與水準尺的刻度相配套。優(yōu)選地，基底固定安裝在測量尺下端。優(yōu)選地，基底為圓柱形。優(yōu)選地，基底可拆卸更換。優(yōu)選地，測量尺為銦鋼尺。優(yōu)選地，測量尺的長度在1650-1800mm之間。本實用新型由于采用了以上技術方案，具有以下有益效果：利用電子水準儀自身圖像讀數(shù)功能讀取儀器高，測量精度很高且節(jié)省了大量成本；電子水準儀的高程是已知的，減少了該基準點上的高程測量步驟，測量效率翻倍；電子水準儀精平后，測量尺與延展基座和大地兩平面嚴格垂直，其次測量尺始終伸開與地面基準點緊密接觸，且攝像頭的測量精度很高，共同保證了所測儀器高程的精度。

附圖說明

圖1是一種具有儀器高實時精確測量功能的電子水準儀整體結構示意圖；

圖2是電子水準儀與測量尺連接部分結構示意圖；

圖3是測量尺凹槽結構示意圖；

圖4是微調(diào)螺旋、穿孔尺套、測量尺的連接結構示意圖；

圖5是目前的高程測量高差法原理示意圖；

圖6是本實用新型的高程測量高差法原理示意圖；

圖中：1.電子水準儀，2.測量尺，3.攝像頭，4.延展基座，5.圓柱形基底，6. 穿孔尺套，7.刻度，8.圓水準器，9.微調(diào)螺旋，10.凹槽。

具體實施方式

實施例1，如附圖1-4所示。

一種具有儀器高實時精確測量功能的電子水準儀，包括電子水準儀，延展基座，測量尺和攝像頭，延展基座為電子水準儀基座的水平延伸體，延展基座上具有一豎直方向的穿孔尺套，測量尺從穿孔尺套中穿過，攝像頭安裝在延展基座上，與電子水準儀通過有線方式相連，朝向測量尺的刻度面，測量尺下端為基底。

由于物距是恒定的，攝像頭可按其焦距固定安裝，使測量尺上的標尺象清晰地呈在攝像頭。利用電子水準儀自身圖像讀數(shù)功能讀取攝像頭的照片數(shù)據(jù)，測出儀器高，測量精度很高且節(jié)省了大量成本。測量尺依靠自身重力，能夠保證測量尺底端與地面基準點時刻保持接觸，減少測量誤差，同時亦可實時監(jiān)測儀器高的微小變化。

優(yōu)選地，測量尺的刻度面上有一豎直方向的凹槽，刻度位于凹槽內(nèi)。這是為了避免刻度面在穿孔尺套內(nèi)滑動帶來的磨損。優(yōu)選地，測量尺的橫截面為矩形，測量尺上端安裝有圓水準器或管水準器，在穿孔尺套上安裝有兩軸向方向相互垂直且上下錯位的微調(diào)螺旋，微調(diào)螺旋內(nèi)部一端嵌套在測量尺豎直方向的凹槽內(nèi)。該結構中，兩個微調(diào)螺旋在各自的調(diào)節(jié)方向上互不影響，且可以在各自方向上推拉測量尺，保證了測量尺能夠在兩個微調(diào)螺旋的調(diào)節(jié)下實現(xiàn)調(diào)平，同時保證了及時測量尺有微小形變，也能順利插入穿孔尺套進行調(diào)平。調(diào)平后測量尺是豎直的，便可準確讀取位移計讀數(shù)。優(yōu)選地，測量尺的刻度與水準尺的刻度相配套。這是為了使得測量尺與水準尺能夠配套使用。

優(yōu)選地，基底固定安裝在測量尺下端。優(yōu)選地，基底為圓柱形。這是為了方便基底與地面基準點的接觸。優(yōu)選地，基底可拆卸更換。優(yōu)選地，測量尺為銦鋼尺。銦鋼尺結構穩(wěn)定，不容易發(fā)生形變。優(yōu)選地，測量尺的長度在1650-1800mm之間。此高度范圍符合測量時的人體工程學，方便使用。該電子水準儀使用方法：a.架設電子水準儀，伸開測量尺，使其底端接觸到地面基準；b.粗平；c.粗略瞄準、調(diào)焦、精確瞄準；d.精平；e.讀數(shù)；f.測取儀器高，在電子水準儀上讀取攝像頭所拍照片，獲得儀器高；g.高程測量原理與步驟，已知A點的高程，欲測定B點的高程，則在點上豎立水準尺，在點之間安置一架可以得到水平視線的電子水準儀，假設電子水準儀的水平視線在尺子上的位置讀數(shù)分別為尺讀數(shù)為，電子水準儀儀器高為h，于是點的高程為

之后轉(zhuǎn)動望遠鏡測量C尺讀數(shù)c，然后以B點或A點為已知點，再用高差法計算C點的高程，測完后再在D點安置電子水準儀，以此循環(huán)測量下去。

下面詳述本實用新型的高程測量原理與步驟。

高差法，即利用高差計算待測點高程的方法。在此，與目前的普遍使用的高差法進行對比說明。

目前的高差法原理如圖5所示，其測量步驟與計算方法如背景技術所述。

本實用新型的高差法原理如圖6所示，由于本實用新型的電子水準儀儀器高h是已知的，相當于目前高差法中的尺讀數(shù)，即無需測量尺（前視）讀數(shù)，則、兩點之間的高程差（簡稱高差）為

（4）

于是點的高程為

（5）

于是點的高程為

（6）

將目前的和本實用新型的測量步驟對比可知，本實用新型在測量點的高程，電子水準儀只測量了尺（后視）讀數(shù)，當轉(zhuǎn)動望遠鏡瞄準C點上C尺子，即可測量C尺（前視）讀數(shù)c，然后以B點或A點為已知點，再用高差法計算C點的高程。這樣，免去了B點高程的測量，測量效率翻倍。