CN111982069A - 一种倾斜度测量方法 - Google Patents

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姚志东
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介西西
庄浩然
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Abstract

本发明涉及建筑测量技术领域，尤其涉及一种倾斜度测量方法。所述倾斜度测量方法包括：S1、建立三维坐标系；S2、测量建筑的不同高度的截面的周向的至少三个测量点的坐标，以确定相应不同高度的截面的圆心；S3、基于测得的不同高度的截面的圆心，确定建筑的倾斜度。本发明的倾斜度测量方法，应用于测量圆柱形和圆锥形的建筑的倾斜度，通过测量不同高度的截面的周向的三个测量点的坐标，基于圆心公式，确定相应不同高度的截面的圆心坐标，基于各圆心坐标得到建筑的中心线，从而判断出建筑的倾斜及垂直程度，操作简单，测量方便，测量精度高。

Description

一种倾斜度测量方法
技术领域
本发明涉及建筑测量技术领域，尤其涉及一种倾斜度测量方法。
背景技术
多数房屋建筑结构采用方形造型，可通过测量各个侧面竖向边的垂直度来判断其倾斜状况。但是，对于一些圆柱形或圆锥形造型的高耸结构，如烟囱或筒仓等，因其截面为圆形，没有固定的边，其中心线的垂直度很难进行准确测量，从而很难准确判断其倾斜状况。
目前无论是采用吊锤法还是采用全站仪等仪器测量圆柱形或圆锥形高耸结构的倾斜状况，都是测量某一外边缘的倾斜。因高耸结构本身没有确定的竖向边，因此测量的外边缘倾斜状况会存在偏差。例如采用吊锤法，本身吊锤会受周边风环境的影响而产生抖动偏差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种倾斜度测量方法，能够准确测得圆柱形和圆锥形建筑的倾斜程度。
为实现上述目的，提供以下技术方案：
提供一种倾斜度测量方法，用于圆柱形或圆锥形的建筑，包括：
S1、建立三维坐标系；
S2、测量建筑的不同高度的截面的周向的至少三个测量点的坐标，以确定相应不同高度的截面的圆心；
S3、基于测得的不同高度的截面的圆心，确定建筑的倾斜度。
作为倾斜度测量方法的一种优选方案，步骤S2包括：
S2.1、选取三个地面测量点，分别为A点、B点和C点，并测量三个地面测量点的坐标，三个地面测量点的Z向坐标均为零，三个测量点以建筑的底面的圆心为圆心呈圆周分布；
S2.2、确定建筑的距地面不同高度的截面的周向上的三个测量点，测量点的Z向坐标大于零，相邻两截面的间距以及最底部的截面距地面的间距均相等，不同高度的截面的周向上的三个测量点与三个地面测量点一一对应；
S2.3、测量建筑的距地面不同高度的截面的周向上的三个测量点的坐标，设定高度为Zi的截面的周向的三个测量点为Di点、Ei点和Fi点，Di点、Ei点和Fi点在X向和Y向的坐标分别为(XDi，YDi)、(XEi，YEi)和(XFi，YFi)，i＝1,2,3，…n，n为正整数。
作为倾斜度测量方法的一种优选方案，在步骤S2.3之后，步骤S2还包括：
S2.4、设定高度为Zi的截面的圆心坐标为(Xi，Yi)，则Di点、Ei点和Fi点距圆心的距离分别为：
Figure BDA0002672034950000021
Figure BDA0002672034950000022
Figure BDA0002672034950000023
S2.5、由R1＝R2，R2＝R3，可得：
Figure BDA0002672034950000024
求解二元一次方程得到：
Figure BDA0002672034950000031
作为倾斜度测量方法的一种优选方案，步骤S3包括：
设定建筑在高度为Zi处的倾斜角度a，则a＝|(Yi-Y0)/(Xi-X0)|，其中，X0和Y0分别为三个地面测量点所在圆周的圆心。
作为倾斜度测量方法的一种优选方案，步骤S3包括：
建筑的整体倾斜程度，基于各不同高度的截面的圆心坐标的连线进行判断。
作为倾斜度测量方法的一种优选方案，采用全站仪测量确定Di点、Ei点和Fi点的位置，并采用全站仪测量Di点、Ei点和Fi点的坐标。
作为倾斜度测量方法的一种优选方案，A点、B点和C点沿圆周等间隔均布。
作为倾斜度测量方法的一种优选方案，设定相邻两截面的间距以及最底部的截面距地面的间距为L，L为1.5m-2m。
作为倾斜度测量方法的一种优选方案，计算高度为Zi的截面的圆心坐标为(Xi，Yi)时，采用Excel软件进行计算。
本发明的有益效果为：
本发明提供的倾斜度测量方法，应用于测量圆柱形和圆锥形的建筑的倾斜度，通过测量不同高度的截面的周向的三个测量点的坐标，基于圆心公式，确定相应高度的截面的圆心坐标，基于各圆心坐标得到建筑的中心线，从而判断出建筑的倾斜及垂直程度，操作简单，测量方便，测量精度高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的测量圆柱状的建筑的示意图；
图2为本发明实施例提供的测量圆锥状的建筑的示意图。
具体实施方式
为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1所示，本实施例提供一种倾斜度测量方法，用于测量圆柱形或圆锥形的建筑的倾斜程度，操作简单，测量精确。该倾斜度测量方法包括：
S1、建立三维坐标系。
在建筑附近的地面选择一点作为坐标原点O点，并确定X轴和Y轴，Z轴垂直于地面，由此得到三维坐标系。
S2、测量建筑的不同高度的截面的周向的至少三个测量点的坐标，以确定相应不同高度的截面的圆心。
由三点坐标可确定相应截面的圆心。
具体地，
S2.1、选取三个地面测量点，分别为A点、B点和C点，并测量三个地面测量点的坐标，三个地面测量点的Z向坐标均为零，三个测量点以建筑的底面的圆心为圆心呈圆周分布。
优选地，A点、B点和C点沿圆周等间隔均布。
S2.2、确定建筑的距地面不同高度的截面的周向上的三个测量点，测量点的Z向坐标大于零，相邻两截面的间距以及最底部的截面距地面的间距均相等，不同高度的截面的周向上的三个测量点与三个地面测量点一一对应。
S2.3、测量建筑的距地面不同高度的截面的周向上的三个测量点的坐标，设定高度为Zi的截面的周向的三个测量点为Di点、Ei点和Fi点，Di点、Ei点和Fi点在X向和Y向的坐标分别为(XDi，YDi)、(XEi，YEi)和(XFi，YFi)，i＝1,2,3，…n，n为正整数。
采用全站仪测量确定Di点、Ei点和Fi点的位置，并采用全站仪测量Di点、Ei点和Fi点的坐标。
具体可在三个地面测量点A点、B点和C点处各放置一个全站仪，通过全站仪确定相邻两截面在垂直于地面方向的间距，进而确定Di点、Ei点和Fi点的位置。
设定相邻两截面的间距以及最底部的截面距地面的间距为L，L优选为1.5m-2m，测量误差小。
进一步地，
S2.4、设定高度为Zi的截面的圆心坐标为(Xi，Yi)，则Di点、Ei点和Fi点距圆心的距离分别为：
Figure BDA0002672034950000061
Figure BDA0002672034950000062
Figure BDA0002672034950000063
S2.5、由R1＝R2，R2＝R3，可得：
Figure BDA0002672034950000064
等号左右两边展开后得到：
Figure BDA0002672034950000065
简化后得到：
Figure BDA0002672034950000066
求解二元一次方程得到：
Figure BDA0002672034950000071
将Di点、Ei点和Fi点的坐标带入上述公式，采用Excel软件进行计算得到高度为Zi的截面的圆心坐标为(Xi，Yi)。
S3、基于测得的不同高度的截面的圆心，确定建筑的倾斜度。
对于建筑在某高度的倾斜程度的判断，设定建筑在高度为Zi处的倾斜角度a，则a＝|(Yi-Y0)/(Xi-X0)|，其中，X0和Y0分别为三个地面测量点所在圆周的圆心，由A点、B点和C点的坐标并结合圆心公式求解得到。
对于建筑的整体倾斜程度的判断，基于各不同高度的截面的圆心坐标的连线，从而得到建筑的近似中心线，根据中心线的倾斜程度进行判断建筑的倾斜程度。
本实施例提供的用于测量圆柱形和圆锥形的建筑的倾斜度测量方法，通过测量不同高度的截面的周向的三个测量点的坐标，基于圆心公式，确定相应不同高度的截面的圆心坐标，基于各圆心坐标得到建筑的中心线，从而判断出建筑的倾斜及垂直程度，操作简单，测量方便，测量精度高。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (9)

1.一种倾斜度测量方法，用于圆柱形或圆锥形的建筑，其特征在于，包括：
S1、建立三维坐标系；
S2、测量建筑的不同高度的截面的周向的至少三个测量点的坐标，以确定相应不同高度的截面的圆心；
S3、基于测得的不同高度的截面的圆心，确定建筑的倾斜度。
2.根据权利要求1所述的倾斜度测量方法，其特征在于，步骤S2包括：
S2.1、选取三个地面测量点，分别为A点、B点和C点，并测量三个地面测量点的坐标，三个地面测量点的Z向坐标均为零，三个测量点以建筑的底面的圆心为圆心呈圆周分布；
S2.2、确定建筑的距地面不同高度的截面的周向上的三个测量点，测量点的Z向坐标大于零，相邻两截面的间距以及最底部的截面距地面的间距均相等，不同高度的截面的周向上的三个测量点与三个地面测量点一一对应；
S2.3、测量建筑的距地面不同高度的截面的周向上的三个测量点的坐标，设定高度为Zi的截面的周向的三个测量点为Di点、Ei点和Fi点，Di点、Ei点和Fi点在X向和Y向的坐标分别为(XDi，YDi)、(XEi，YEi)和(XFi，YFi)，i＝1,2,3，…n，n为正整数。
3.根据权利要求2所述的倾斜度测量方法，其特征在于，在步骤S2.3之后，步骤S2还包括：
S2.4、设定高度为Zi的截面的圆心坐标为(Xi，Yi)，则Di点、Ei点和Fi点距圆心的距离分别为：
Figure FDA0002672034940000011
Figure FDA0002672034940000012
Figure FDA0002672034940000021
S2.5、由R1＝R2，R2＝R3，可得：
Figure FDA0002672034940000022
求解二元一次方程得到：
Figure FDA0002672034940000023
4.根据权利要求3所述的倾斜度测量方法，其特征在于，步骤S3包括：
设定建筑在高度为Zi处的倾斜角度a，则a＝|(Yi-Y0)/(Xi-X0)|，其中，X0和Y0分别为三个地面测量点所在圆周的圆心。
5.根据权利要求3所述的倾斜度测量方法，其特征在于，步骤S3包括：
建筑的整体倾斜程度，基于各不同高度的截面的圆心坐标的连线进行判断。
6.根据权利要求2所述的倾斜度测量方法，其特征在于，采用全站仪测量确定Di点、Ei点和Fi点的位置，并采用全站仪测量Di点、Ei点和Fi点的坐标。
7.根据权利要求1所述的倾斜度测量方法，其特征在于，A点、B点和C点沿圆周等间隔均布。
8.根据权利要求2所述的倾斜度测量方法，其特征在于，设定相邻两截面的间距以及最底部的截面距地面的间距为L，L为1.5m-2m。
9.根据权利要求3所述的倾斜度测量方法，其特征在于，计算高度为Zi的截面的圆心坐标为(Xi，Yi)时，采用Excel软件进行计算。
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