【正文】 個周期，所以可得圖 （四） 所示的狀態(tài)變換圖。其中，復位電路采用由 MAX813L 芯片組成的看門狗電路。其波形關系如圖 4 所示。 該電路的主要任務是將產生的原始模擬信號轉換為數字信號，即模 數轉換。 編碼膠片寬度是收發(fā)裝置距離的兩倍，兩收發(fā)裝置位置關系應滿足 B=(+)+A，圖中 n=0。其功能實現過程為：在發(fā)光管和接收管之間放一圓形黑白相間且寬度相同的編碼膠片，使三者分別處于相互平行的平面內，將發(fā)光管和接收管中心對正，并使編碼膠片可以繞其軸心旋轉。目前，市場上一些具有成熟技術的角度傳感器有自增角機、電位器、碼盤、霍爾元件和齒輪計數器等。此外，利用激光干涉原理也可測量角度，它主要采用三角法， 將角位移轉換為線位移再進行測量。這就為地形、勘查、工程、大地等測量提供了更加實用的工具和手段。最后，簡單展望大比例尺數字測圖的發(fā)展趨勢。摘 要 光學測角法是高精度動態(tài)角度測量的一種有效的解決途徑 。 關鍵字：測角碼盤 編碼膠片 狀態(tài)編碼 角度測 量 光學方法 abstract Angle measurement with optical methods Optical methods are one of the most effective way of dynamic angle measurement with high accuracy . Firstly， this article introduces one kind of manufacture simply, the price small advantage, the application surface broad angulation coded disk design proposal。隨著光電技術的發(fā)展，目前世界上已研制出能自動測距和測角，并自動記錄或顯 示角度、距離、高程和坐標的儀器，這種儀器成為全站式電子速測儀，其自動測角均采用的是光電測角的方法，光電測角不但可以消除人眼誤差影響，提高測量精度，更重要的是能使測角過程自動化，因而大大減輕了測量工作的勞動強度和提高了作業(yè)效率。激光測角儀有單頻，雙頻和環(huán)形激光測角儀三種。這些產品中，有的精度很高，但價格昂貴，有的價格便宜，但結構復雜，往往難于同時滿足結構簡單、價格便宜的要求。上電后，發(fā)光管會連續(xù)不斷地發(fā)射信號，但由于膠片是黑白相同的，所以當黑色部分正對發(fā)光管時， 發(fā)光管發(fā)出的信號將被阻擋，使接收管接收不到信號；而當白色部分正對發(fā)光管時，發(fā)光管發(fā)出的信號將透過膠片射到接收管上。 同理，當膠片向右轉動時， A、 B 信號變化恰好相反。由傳感器產生的 0V 為振蕩中心的正弦波信號，經跟隨器處理后轉換為以 +為振蕩中心的正弦波信號。 信號控制及傳輸 （ 圖 三） 為控制傳輸電路圖。正常工作時，由 89C2051 為其定時提供觸發(fā)信號，不產生復位；若發(fā)生錯誤，則在距上次觸發(fā)信號 后，該電路會自動產生復位信號，對 89C2051 進行復位。 0 01 10 11 0+ （圖四） 若規(guī)定順序時針方向計數器為加，逆時針方向計數器為減。 ① 上電開始后，軟件首先對 AT89C2051 的內部寄存器和 RS422 串行口進行初始化。 ③ 在執(zhí)行程序中，可根據不同 需要設定上下限進行數據處理。 以高低角采集為例，系統(tǒng)指標要求高低角變化范圍是 50～ 1450 密位，設計中采用的編碼膠片精度是 480 單位 /圈。若出現丟碼現象，說明單片機采集速度低于碼盤轉動速度，可根據實際情況更換采集芯片或降低碼盤轉動速度。 說明實際應用電路中各級輸出信號與原理電路的設計完全相符，軟件采集的信號為真 實值。 第二章 角度測量的其它方法 角度測量是幾何量計量技術的重要組成部分，發(fā)展較為完備，各種測量手段的綜合運用使測量準確度達到了很高的水平。 測角技術中研究最早的是機械式和電磁式測角技術，如多齒分度臺和圓磁柵等，這些方法的主要缺點大多為手工測量，不容易實現自動化，測量精度受到限制 [1~5]。下面主要介紹幾種近幾年來發(fā)展起來的小角度測量方法和可用于整周角測量的方法。的分辨率都非常困難。39。儀器中用一個自準直儀作為基準指示器，可以測得絕對角度，利用光柵細分原理可測 360 度范圍內的任意角度，附加零伺服機構可以對轉臺進行實時調整，限制零漂。[15]。經過變形透鏡后直射或斜射到隨被測件一起轉動的反射型衍射光柵上，該光柵是 PBT 特制的 2400 線 /mm正弦相位光柵。內反射法小角度測量就是利用在全反射條件下入射角變化時反射光強的變化關系，通過反射光強的變化來測量入射角的變化的。內反射法是由 P S Huang 等人提出來的 [18]，用該方法制成的測角儀體積可以做得很小，因此特別適用于尺寸受限制的空間小角度的在線測量，而且結構簡單，成本低。在測量角度方面，以 3 弧分范圍內的分辨力為 弧秒。用外差干涉測角方法。 3 角秒的最佳分辨力【 22】。 激光干 涉小角度測量 干涉小角度測量的基本原理可以表示成圖 5 的形式。這種技術已經發(fā)展得非常成熟， 美國、日本、德國、俄羅斯等國家早已將激光干涉小角度測量技術作為小角度測量的國家基準 [25]。39。系統(tǒng)的核心部分由旋轉鏡 RM、旋轉鏡懸架 SU 以及防傾斜裝置 TP 構成。 （ 二） 定值角型任意角干涉測量技術 兩塊平面鏡以一定的夾角排列而構成的光學組件即為定值角，用標準定值角取代邁克爾遜干涉儀中的測量干涉經就構成定值角干涉儀。該系統(tǒng)能在 0～ 360 度范圍內實現任意角度的高準確度測量，測量不確定度優(yōu)于 39。 （三） 雙頻激光楔形平板干設法測量任意轉角 利用雙光線經過楔形平板時光程差變化與平板轉角的關系，測得光程差的變化，從而得出相應的轉角變化。系統(tǒng)中光線 4次通過楔形平板，采用了差動結構，可以消除楔形平板的平移和擺動誤差產生的影響。 為了解決以上問題，本文作者在此原理的基礎上提出了一種基丁光柵楔形平板的雙頻激光干涉角度測量的新方法，可以簡化測量裝置，相應的提高系統(tǒng)靈敏度和測量精度。 環(huán)形激光測教法 環(huán)形激光器已發(fā)展成為在 360 度整周角度范圍內的高測量精度和高測量分辨力的角度和角速度傳感器，在慣性導航和角速度定位方面有重要 的用途。 （ 2） 可以實現高速轉角測量，動態(tài)響應范圍寬。 環(huán)形激光測角的基本原理如圖 10 所示。為了消除環(huán)形激光器比例系數絕對值長時間波動引起的測量誤差，與測量過程同時進行激光器校準， 即用2π 角度（整轉）內的周期數相加的方法確定環(huán)形激光器差頻周期角值。他們還將環(huán)形激光用于衍射光譜儀衍射角的測量，在 0 度到360 度范圍內測量誤差大約為 弧秒 [33]。光學內反射法小角度測量的主要優(yōu)點是體積小，可以做成袖珍式測角儀，但其測量范圍也很小，因此只能用于小角度測量。在整周角度測量中，環(huán)形激光器被認為優(yōu)于目前其他技術。 隨著電子技術、激光技術、計算機硬件和軟件技術的發(fā)展，產生了測距儀、全站儀、陀螺儀等光電結合型的測繪儀器，傳統(tǒng)的測繪方法因此而發(fā)生了巨大的變化。以全站儀為代表的智能化、數字化儀器是測量儀器今后的發(fā)展方向之一。 以衛(wèi)星遙感（ RS）、全球定位系統(tǒng)（ GPS）為代表的空間對地觀測技術在測繪科學中的應用日趨成熟，遙感包括衛(wèi)星遙感和航空遙感，基于遙感資料建立數字地面模型（ DTM）進而應用于測繪工作已獲得了較多的應用。GPS 已經成為大地測量的主要技術手段，不僅具有全天候、高精度和高度靈活性的優(yōu)點，而且與傳統(tǒng)的測量技術相比，無嚴格的控制測量等級之分，不必考慮測點間通視，不需造標，不存在誤差積累，可同時進行三維定位等優(yōu)點，在外業(yè)測量模式、誤差來源和數據處理方面是對傳統(tǒng)測量觀念的革命性轉變。 ISS 可分為兩大類：平臺式和捷聯式。雖然提高了效率、減輕了強度，可是外業(yè)人員還會抱怨要帶的儀器過多，對于測圖系統(tǒng)集成的呼聲 日益高漲。測站為自動跟蹤式全站儀，可以無人操作；棱鏡站有跑鏡員和電子平板操作員 (甚至平板操作員兼任司鏡員 )。測站無人操作，而在鏡站遙控開機測量，全站儀自動跟蹤，自動照準，自動記錄，及時獲取觀測成果，還可在鏡站遙控進行檢查與編碼。當時會議上有關 GPS 的論文較多，充分反映了 GPS 技術發(fā)展迅速、應用廣泛， GPS 系統(tǒng)儀真正成為高精度、全天候和全球性的無線電導航、定位、定時的多功能系統(tǒng)。（ 4）能夠自動照準天然目標的新一代測量機器人的設計思想已經成熟，不久將有儀器問世。那么能否將便攜式計算機與電子手薄的優(yōu)勢互補？可以，性能不斷加強的掌上式電腦裝上專業(yè)定制的測量軟件后，就達到了便攜式計算機和電子手薄的最佳組合。掌上電腦使用圖形用戶操作界面的操作系統(tǒng)，具有良好的圖形顯示和交互操作的特性，由電子手簿的 Yes 或 No 的應答式操作改為人 機交流的交互式操作；裝載了專業(yè)測量軟件后，就成為了小型的測圖軟件平臺，在這個平臺上可以利用測量軟件的功能，將全站儀采集的離散點數據編輯成帶有屬性的圖形數據，在編輯的同時就可顯示在屏幕上，也就是“即測即現”；由于掌上電腦屏幕分辨率的提高，顯示的圖形將更細膩、更精確，使得在測量現場就可對數據進行檢查；低能耗的優(yōu)點，不僅是滿足長時間作業(yè)的要求，而且保持了作業(yè)的連續(xù)性，在最佳的測量條件下進行最多的測量作業(yè)，減少測量環(huán)境對測量數據精度的影響。 GPS 和全站儀相結合的新型全站儀已被用于多種測量工作，掌上電腦和全站儀的結合或者全站儀自身的功能不斷完善，到時如果全站儀的