[科普中国]-激光水准仪

型式特点

激光水准仪1是利用激光束代替人工读数的一种水准仪，激光水准仪有专门激光水准仪和将激光装置附加在水准仪之上两种型式，与配有光电接收靶的水准尺配合，即可进行水准测量。与光学水准仪相比，激光水准仪具有精度高、视线长和能进行自动读数和记录等特点。

激光水准仪的硬件结构采用微处理器来控制光学扫描器扫描的原理，即把激光投射到光学扫描器上，利用微处理器及其它硬件电路，实时采集地平仪信号，经处理后再控制光学扫描器进行扫描，由此设计并制做了智能式激光水平仪。激光水平仪产生一条激光线，这条线总是实时地保持与地平线平行。

光学扫描器是一种低惯量扫描器，选用优化的、合理的扫描控制模型，用微处理器来控制光学扫描器来实现光束的偏转，即可以按控制模型来移动光束，也可以随机选址来移动光束，这种工作方式具有非常强的功能，并具有高速、高精度的特点，这就是智能化光学扫描。在国民经济及军事技术等方面，例如，激光缩微机、激光扫描检眼仪、激光标志机、大屏幕艺术显示、红外前视系统等技术中，具有广泛的应用前景。

激光水平仪是集光学、机械、电子、计算机为一体的综和性仪器，该仪器分为两部分，一部分为主机部分，另一部分为投射器部分；主机部分采集地平仪的姿态信号或手动信号，并对信号进行计算处理，控制光学扫描系统实时扫描。投射器部分利用激光系统(包括半导体激光器、激光电源和光学系统)和光学扫描系统，在主机的控制下产生一条激光扫描线，投射在二维空间任意方向、任意位置，这条扫描线总是与地平线平行，激光水平仪系统结构原理框图如图1所示。

图1

操作方法激光水准仪是利用激光束代替人工读数的一种水准仪。将激光器发出的激光束导入望远镜筒内，使其沿视准轴方向射出水平激光束。激光器内部结构如图2。

利用激光的单色性和相干性，可在望远镜物镜前装配一块具有一定遮光图案的玻璃片或金属片，即波带板，使之所生衍射干涉。经过望远镜调焦，在波带板的调焦范围内，获得一明亮而精细的十字型或圆形的激光光斑，从而更精确地照准目标。如在前、后水准标尺上配备能自动跟踪的光电接收靶，即可进行水准测量。在施工测量和大型构件装配中，常用激光水准仪建立水平面或水平线。

图3

应用数字水准仪是目前最先进的水准仪，配合专门的条码水准尺，通过仪器中内置的数字成像系统，自动获取水准尺的条码读数，不再需要人工读数。这种仪器可大大降低测绘作业劳动强度，避免人为的主观读数误差，提高测量精度和效率。

激光水平仪是一种智能化显示装置仪器。激光水平仪可安装于运动物体上，采集地平仪信号，在较大的视场显示地平线，实时显示出物体的运动姿态。激光水平仪如应用于飞机上，对防止空间定向障碍具有重要意义;另外，在医学检测中，利用手动信号来调节激光扫描线的位置，可对人脑进行某些病理检测2。