測量儀器視差產生原因及處置方法的研究

朱海軍

摘 要：視差在觀察儀器和測量儀器中經常遇到的問題，視差的產生是光學系統內無窮遠像面與分劃線面軸之間不重合的現象。產生視差的原因主要有兩種：一是主要是觀測儀器距離觀察的物體距離太近導致。二是由于在使用、運輸儀器的過程中由于顛簸震動造成調焦機件的位置發生位移造成的。該文主要對調焦機件產生位移造成的視差進行分析研究。

關鍵詞：視差危害原因 視差種類 分析檢校方法

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）10（a）-0180-02

深入研究視差的產生的原因以及處置方法，對提高測量儀器的測量精度有著重要的意義。測量儀器如水準儀、全站儀在觀測目標的時候必須要求望遠鏡觀測到時預測目標要清晰，但是由于視差的存在使得測繪工作人員在進行實地測量時，造成像物不能重合，不能精確瞄準目標產生瞄準誤差，造成所得數據不準確。

1 視差產生的原因及危害

在進行工程測量過程中，通過目鏡進行觀察瞄準所測目標時。存在儀器視差原因一般兩種情況：一是物像距離太近。這種情況可以通過調節目鏡和調焦物鏡能夠消除。二是如果眼睛在出瞳平面內位置發生變化，物像與分劃之間產生移動，影響了瞄準的精度，從而造成系統差。這在實際使用中總是會出現的常見現象。如果嚴重時人的眼睛不能同時看清物像與分劃。我們主要研究第二情況，會造成線視差、視度誤差、角度誤差。這三種誤差是操作儀器人員不能夠排除的故障，問題是提高施工測量精度保證儀器技術狀況完好。

2 常見視差的種類及分析

視差的常量有線視差、視度視差、角誤差三種。他們從不同的角度反映視差現象。

（1）線視差，直接用無窮遠像面與分劃面軸向間隔b來表示的視度差。通常以像面為基準，分劃面在像面之前b值為負，在像面后b值為正，分別稱前視差和后視差。

（2）用視度差換算視差，無窮遠像點和分劃面如不軸重合，他們在系統像方射出的光束的會聚、發散程度就不一樣，就會在一定的視度差Δ（SD）。因此，可以用這種視度差表示視差。同一視差現像，其視度差值Δ（SD）與線視差之間有一定的關系。如圖1所示，表示點表示分劃十字中心表示軸上像點。由兩點發出的光線經目鏡射出后光束頂點分別在、兩點視度公式。

視度差值為：

。

（3）角視差，如果無窮遠像點分劃面刻線軸向不重合，那么他們在系統物方對應光束的張角大小也不一樣，所以，可以用他們之間的張角（如圖2）。

視角差量與視線差量b 之間的關系也可從中推導出來。因為角視差與其像方共軛角量關系為：

從兩式中消去b，可以得出視度差Δ（SD）與角是差值ε的關系，因為，所以。

這三種視差量之間的關系，三種視差表示方法中，線視差b是用系統內部像點與十字絲刻線面間隔，比較直接反映出視差的本質。視角視差是用十字絲終點的物方光束角表示的；視差值是利用像點和十字絲中心像方光束會聚火發散的差值來表示、后兩種方法容易辨別。

3 視差的檢校方法

常用有效的檢校儀器是為了保證儀器在觀測時能夠清晰地觀測到目標保證所測數據的準確性。一般分為檢驗和校正兩部分。檢驗的通常都要借助專業的儀器設備進行。一種是視度鏡檢驗；另一種是是平行光管檢驗法。（1）視度鏡檢驗，視差可以用物像與十字絲刻線的視度差表示，測出十字絲與物像的像方視度值求出兩者之差算出視差量的大小。（2）平行光管視差檢驗，平行光管視差檢測的方法俗稱：“擺頭法”。根據儀器存在視差這一情況，眼睛出瞳平面內擺動，產生瞄準誤差的原理得來的，這種方法判斷出來的是角視差。

視差校正就是排除物像與公視差與系統十字絲不重合，使其在正常視差范圍內。通常情況下測量測距儀器的視差要比觀測儀器的要求高。視差的校正方法就是前后移十字絲透鏡與物鏡框之間的距離。遵循以下規律，如采用“擺頭法”檢測視差，應注意觀察物像和十字絲像擺動的方向，那個與眼瞳擺動方向一致說明該像在前。例如：被檢測儀器十字絲像隨著眼瞳擺動，說明十字絲在物像前，應向后移動十字絲透鏡或將物鏡框向前移動；反之，若物像隨眼瞳一起擺動，說明物像在前，應將物鏡后移，或將十字絲透鏡前移。

綜上所述，儀器在差生視差后，首先要判定儀器產生誤差的原因，而后根據產生視差的原因，采取相應的處置方法，使儀器在正常的視差范圍內，提高數據的精確度。

參考文獻

[1] 張耀.基礎矩陣計算及其在立體視差估計中的應用[J].西安電子科技大學學報，2008（1）：50-52.

[2] 徐彬，郁梅，葉錫恩，等.一種基于H.264的立體視頻編碼中的視差估計快速算法[J].浙江大學學報：物理版，2005（7）：123-125.