测量仪器视差产生原因及处置方法的研究

朱海军

摘 要：视差在观察仪器和测量仪器中经常遇到的问题，视差的产生是光学系统内无穷远像面与分划线面轴之间不重合的现象。产生视差的原因主要有两种：一是主要是观测仪器距离观察的物体距离太近导致。二是由于在使用、运输仪器的过程中由于颠簸震动造成调焦机件的位置发生位移造成的。该文主要对调焦机件产生位移造成的视差进行分析研究。

关键词：视差危害原因 视差种类 分析检校方法

中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）10（a）-0180-02

深入研究视差的产生的原因以及处置方法，对提高测量仪器的测量精度有着重要的意义。测量仪器如水准仪、全站仪在观测目标的时候必须要求望远镜观测到时预测目标要清晰，但是由于视差的存在使得测绘工作人员在进行实地测量时，造成像物不能重合，不能精确瞄准目标产生瞄准误差，造成所得数据不准确。

1 视差产生的原因及危害

在进行工程测量过程中，通过目镜进行观察瞄准所测目标时。存在仪器视差原因一般两种情况：一是物像距离太近。这种情况可以通过调节目镜和调焦物镜能够消除。二是如果眼睛在出瞳平面内位置发生变化，物像与分划之间产生移动，影响了瞄准的精度，从而造成系统差。这在实际使用中总是会出现的常见现象。如果严重时人的眼睛不能同时看清物像与分划。我们主要研究第二情况，会造成线视差、视度误差、角度误差。这三种误差是操作仪器人员不能够排除的故障，问题是提高施工测量精度保证仪器技术状况完好。

2 常见视差的种类及分析

视差的常量有线视差、视度视差、角误差三种。他们从不同的角度反映视差现象。

（1）线视差，直接用无穷远像面与分划面轴向间隔b来表示的视度差。通常以像面为基准，分划面在像面之前b值为负，在像面后b值为正，分别称前视差和后视差。

（2）用视度差换算视差，无穷远像点和分划面如不轴重合，他们在系统像方射出的光束的会聚、发散程度就不一样，就会在一定的视度差Δ（SD）。因此，可以用这种视度差表示视差。同一视差现像，其视度差值Δ（SD）与线视差之间有一定的关系。如图1所示，表示点表示分划十字中心表示轴上像点。由两点发出的光线经目镜射出后光束顶点分别在、两点视度公式。

视度差值为：

。

（3）角视差，如果无穷远像点分划面刻线轴向不重合，那么他们在系统物方对应光束的张角大小也不一样，所以，可以用他们之间的张角（如图2）。

视角差量与视线差量b 之间的关系也可从中推导出来。因为角视差与其像方共轭角量关系为：

从两式中消去b，可以得出视度差Δ（SD）与角是差值ε的关系，因为，所以。

这三种视差量之间的关系，三种视差表示方法中，线视差b是用系统内部像点与十字丝刻线面间隔，比较直接反映出视差的本质。视角视差是用十字丝终点的物方光束角表示的；视差值是利用像点和十字丝中心像方光束会聚火发散的差值来表示、后两种方法容易辨别。

3 视差的检校方法

常用有效的检校仪器是为了保证仪器在观测时能够清晰地观测到目标保证所测数据的准确性。一般分为检验和校正两部分。检验的通常都要借助专业的仪器设备进行。一种是视度镜检验；另一种是是平行光管检验法。（1）视度镜检验，视差可以用物像与十字丝刻线的视度差表示，测出十字丝与物像的像方视度值求出两者之差算出视差量的大小。（2）平行光管视差检验，平行光管视差检测的方法俗稱：“摆头法”。根据仪器存在视差这一情况，眼睛出瞳平面内摆动，产生瞄准误差的原理得来的，这种方法判断出来的是角视差。

视差校正就是排除物像与公视差与系统十字丝不重合，使其在正常视差范围内。通常情况下测量测距仪器的视差要比观测仪器的要求高。视差的校正方法就是前后移十字丝透镜与物镜框之间的距离。遵循以下规律，如采用“摆头法”检测视差，应注意观察物像和十字丝像摆动的方向，那个与眼瞳摆动方向一致说明该像在前。例如：被检测仪器十字丝像随着眼瞳摆动，说明十字丝在物像前，应向后移动十字丝透镜或将物镜框向前移动；反之，若物像随眼瞳一起摆动，说明物像在前，应将物镜后移，或将十字丝透镜前移。

综上所述，仪器在差生视差后，首先要判定仪器产生误差的原因，而后根据产生视差的原因，采取相应的处置方法，使仪器在正常的视差范围内，提高数据的精确度。

参考文献

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[2] 徐彬，郁梅，叶锡恩，等.一种基于H.264的立体视频编码中的视差估计快速算法[J].浙江大学学报：物理版，2005（7）：123-125.