CN113341436B - 地质剖面测量导线数据快速算法 - Google Patents

地质剖面测量导线数据快速算法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了地质剖面测量导线数据快速算法，涉及地质测量技术领域。本发明包括以下步骤：S1：地质剖面导线Ln+1的位置选定；S2：通过坐标测量设备测量导线Ln+1的起始点坐标Dn(Xn，Yn，Zn)；S3：通过坐标测量设备测量导线Ln+1的终点坐标Dn+1(Xn+1，Yn+1，Zn+1)；S4：采用导线数据快速算法公式计算出导线长度ln+1、导线方位αn+1、导线坡度βn+1。本发明利用导线的起始点、终点GPS坐标(X、Y、Z)的数据坐标值，通过计算公式直接快速获取地质剖面导线数据，不需要再另外测量其它数据，解决了现有的地质剖面导线测量时，使用地质罗盘、测绳获取导线数据费时、费力，并且经常由于操作难度大、测量仪器设备的精度及测量人员操作不当而造成测量数据误差大的问题。

Description

地质剖面测量导线数据快速算法
技术领域
本发明属于地质测量技术领域，特别是涉及地质剖面测量导线数据快速算法。
背景技术
实测地质剖面是研究地层、岩体、构造及矿产的基础资料，根据地质剖面的资料划分填图单元，是地质填图工作的前提，研究与测制地质剖面，是地质调查工作的主要方法之一。
现有地质剖面测量主要利用地质罗盘、测绳获取地质剖面导线数据，一般用50m、100m长的测绳测量导线长度，导线方位、地形坡度的测量是利用罗盘测斜仪，前后测手分别瞄准对方相同高度部位，使视线与地面平行一致，多测几次，前后校正。
使用地质罗盘获取导线方位、坡度时，由于地质罗盘精度及地质罗盘不易操作极易产生数据偏差导致导线数据不够准确，并且容易产生累积误差，利用地质罗盘、测绳获取地质剖面导线数据非常费时费力，并且需要2个人一起操作，基于当前地质剖面导线数据测量存在精度低、误差大、不易操作、费时费力的缺点，所以该专业领域上迫切需要能改进的技术，以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供地质剖面测量导线数据快速算法，利用导线的起始点、终点GPS坐标(X、Y、Z)的数据坐标值，通过计算公式直接快速获取地质剖面导线数据，不需要再另外测量其它数据，解决了现有的地质剖面导线测量时，使用地质罗盘、测绳获取的导线数据，费时、费力，并且经常由于操作难度大、测量仪器设备的精度及测量人员操作不当而造成测量数据误差大的问题。
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明为地质剖面测量导线数据快速算法，包括以下步骤：
S1：地质剖面导线Ln+1的位置选定；
S2：通过坐标测量设备测量导线Ln+1的起始点坐标Dn(Xn，Yn，Zn)；
S3：通过坐标测量设备测量导线Ln+1的终点坐标Dn+1(Xn+1，Yn+1，Zn+1)；
S4：采用导线长度快速算法公式计算出导线长度ln+1；
S5：采用导线方位快速算法公式计算出导线方位αn+1；
S6：采用导线坡度快速算法公式计算出导线坡度βn+1；
S7：由S4、S5和S6即可获取地质剖面导线Ln+1的导线数据，以此类推即可获取整个地质剖面导线数据。
进一步地，所述导线长度快速算法公式设置为：
Figure BDA0003101932380000021
进一步地，所述导线方位快速算法公式设置为：
αn+1＝((if(Xn+1＞Xn)，90，or 270)-(arctan(Yn+1-Yn)/(Xn+1-Xn))*180/π)，其中π值可取3.1415926。
进一步地，所述导线坡度快速算法公式设置为：
βn+1＝arcsin((Zn+1-Zn)/ln+1)*180/π，其中π值可取3.1415926。
进一步地，坐标测量设备包括云台板、三脚架和箱体，所述云台板的底部设置有三脚架，所述云台板的顶部固定有箱体，所述箱体的正面斜坡上设置有触摸显示屏，所述箱体的顶面上分别设置有水平泡、总开关和提手，所述箱体的侧面上设置有充电插孔，所述箱体的背面上设置有盖板，所述箱体的内部分别设置有控制器、蓄电池、GPS定位模块、无线网络模块和存储卡。
进一步地，所述充电插孔与蓄电池电性连接，所述蓄电池用于整个坐标测量设备的电能供给，通过充电插孔对蓄电池进行充电。
进一步地，所述GPS定位模块的输出端与控制器的输入端电性连接，所述控制器分别与触摸显示屏和存储卡双向电性连接，所述控制器通过无线网络模块与计算机无线连接，可通过触摸显示屏进行触屏操作，存储卡可取下进行数据的传输。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明利用GPS坐标(X、Y、Z)通过快速算法公式直接计算获取地质剖面测量导线数据，即导线长度l、导线方位α和导线坡度β数据，进而获取整个地质剖面导线数据，不需要使用地质罗盘、测绳测量，省时省力，测量精度高，可避免人为误差。
2、本发明通过设置触摸显示屏、GPS定位模块、无线网络模块和存储卡，使得导线的起始点和终点的GPS坐标数据的采集更加方便，数据的直观性较好，传输方便，记录方便，大大提高测量效率，通过GPS定位模块采集起始点坐标和终点坐标数据，将数据传输给控制器，控制器控制触摸显示屏进行实时数据的展示，并将数据通过存储卡存储起来，同时通过无线网络模块将坐标数据发送至计算机内，工作人员通过计算机内的地质软件进行地质剖面导线分析。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的坐标测量设备正面外观示意图；
图2为本发明的坐标测量设备背面外观示意图；
图3为本发明的坐标测量设备原理框图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、云台板；2、三脚架；3、箱体；4、触摸显示屏；5、水平泡；6、总开关；7、提手；8、充电插孔；9、盖板；10、控制器；11、蓄电池；12、GPS定位模块；13、无线网络模块；14、存储卡；15、计算机。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
本发明为地质剖面测量导线数据快速算法，包括以下步骤：
S1：地质剖面导线Ln+1的位置选定；
S2：通过坐标测量设备测量导线Ln+1的起始点坐标Dn(Xn，Yn，Zn)；
S3：通过坐标测量设备测量导线Ln+1的终点坐标Dn+1(Xn+1，Yn+1，Zn+1)；
S4：采用导线长度快速算法公式计算出导线长度ln+1；
S5：采用导线方位快速算法公式计算出导线方位αn+1；
S6：采用导线坡度快速算法公式计算出导线坡度βn+1；
S7：由S4、S5和S6即可获取地质剖面导线Ln+1的导线数据，以此类推即可获取整个地质剖面导线数据。
导线长度快速算法公式设置为：
Figure BDA0003101932380000051
导线方位快速算法公式设置为：
αn+1＝((if(Xn+1＞Xn)，90，or 270)-(arctan(Yn+1-Yn)/(Xn+1-Xn))*180/π)，其中π值可取3.1415926。
导线坡度快速算法公式设置为：
βn+1＝arcsin((Zn+1-Zn)/ln+1)*180/π，其中π值可取3.1415926。
请参阅图1-2所示，坐标测量设备包括云台板1、三脚架2和箱体3，云台板1的底部设置有三脚架2，云台板1的顶部固定有箱体3，箱体3的正面斜坡上设置有触摸显示屏4，箱体3的顶面上分别设置有水平泡5、总开关6和提手7，箱体3的侧面上设置有充电插孔8，箱体3的背面上设置有盖板9，箱体3的内部分别设置有控制器10、蓄电池11、GPS定位模块12、无线网络模块13和存储卡14。
其中如图3所示，充电插孔8与蓄电池11电性连接，蓄电池11用于整个坐标测量设备的电能供给，GPS定位模块12的输出端与控制器10的输入端电性连接，控制器10分别与触摸显示屏4和存储卡14双向电性连接，控制器10通过无线网络模块13与计算机15无线连接，坐标测量设备具体使用时，通过水平泡5和三脚架2的配合将该设备调整至水平，通过GPS定位模块12采集导线Ln+1的起始点坐标Dn(Xn，Yn，Zn)和终点坐标Dn+1(Xn+1，Yn+1，Zn+1)数据，将数据传输给控制器10，控制器10控制触摸显示屏4进行实时数据的展示，并将数据通过存储卡14存储起来，同时通过无线网络模块13将坐标数据发送至计算机15内，工作人员通过计算机15内的地质软件进行地质剖面导线分析。
具体实施例一测量地质剖面导线L1的导线数据
本发明为地质剖面测量导线数据快速算法，包括以下步骤：
S1：地质剖面导线L1的位置选定；
S2：通过坐标测量设备测量导线L1的起始点坐标D0(X0，Y0，Z0)，现测得D0坐标(393321.0，3049146.5，339.5)；
S3：通过坐标测量设备测量导线L1的终点坐标D1(X1，Y1，Z1)，现测得D1坐标(393355.0，3049064.5，347.5)；
S4：采用导线长度快速算法公式计算出导线长度l1为88.7m；
S5：采用导线方位快速算法公式计算出导线方位α1为157.4°；
S6：采用导线坡度快速算法公式计算出导线坡度β1为5.2°；
S7：由S4、S5和S6即可获取地质剖面导线L1的导线数据，以此类推即可获取整个地质剖面导线数据。
具体实施例二测量地质剖面导线L6的导线数据
S1：地质剖面导线L6的位置选定；
S2：通过坐标测量设备测量导线L6的起始点坐标D5(X5，Y5，Z5)，现测得D5坐标(393648.0，3047633.5，501.5)；
S3：通过坐标测量设备测量导线L6的终点坐标D6(X6，Y6，Z6)，现测得D6坐标(393599.5，3047564.0，502.0)；
S4：采用导线长度快速算法公式计算出导线长度l6为84.8m；
S5：采用导线方位快速算法公式计算出导线方位α6为214.9°；
S6：采用导线坡度快速算法公式计算出导线坡度β6为0.3°；
S7：由S4、S5和S6即可获取地质剖面导线L6的导线数据，以此类推即可获取整个地质剖面导线数据。
以上仅为本发明的优选实施例，并不限制本发明，任何对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，对其中部分技术特征进行等同替换，所作的任何修改、等同替换、改进，均属于在本发明的保护范围。

Claims (4)

1.地质剖面测量导线数据快速算法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：地质剖面导线Ln+1的位置选定；
S2：通过坐标测量设备测量导线Ln+1的起始点坐标Dn(Xn，Yn，Zn)；
S3：通过坐标测量设备测量导线Ln+1的终点坐标Dn+1(Xn+1，Yn+1，Zn+1)；
S4：采用导线长度快速算法公式计算出导线长度ln+1，导线长度快速算法公式设置为，
Figure FDA0004179033650000011
S5：采用导线方位快速算法公式计算出导线方位αn+1，导线方位快速算法公式设置为，
αn+1＝((if(Xn+1＞Xn)，90or 270)-(arctan(Yn+1-Yn)/(Xn+1-Xn))
*180/π)，其中π值取3.1415926；
S6：采用导线坡度快速算法公式计算出导线坡度βn+1，导线坡度快速算法公式设置为，
βn+1＝arcsin((Zn+1-Zn)/ln+1)*180/π，其中π值取3.1415926；
S7：由S4、S5和S6即可获取地质剖面导线Ln+1的导线数据，以此类推即可获取整个地质剖面导线数据。
2.根据权利要求1所述的地质剖面测量导线数据快速算法，其特征在于，坐标测量设备包括云台板(1)、三脚架(2)和箱体(3)，所述云台板(1)的底部设置有三脚架(2)，所述云台板(1)的顶部固定有箱体(3)，所述箱体(3)的正面斜坡上设置有触摸显示屏(4)，所述箱体(3)的顶面上分别设置有水平泡(5)、总开关(6)和提手(7)，所述箱体(3)的侧面上设置有充电插孔(8)，所述箱体(3)的背面上设置有盖板(9)，所述箱体(3)的内部分别设置有控制器(10)、蓄电池(11)、GPS定位模块(12)、无线网络模块(13)和存储卡(14)。
3.根据权利要求2所述的地质剖面测量导线数据快速算法，其特征在于，所述充电插孔(8)与蓄电池(11)电性连接，所述蓄电池(11)用于整个坐标测量设备的电能供给。
4.根据权利要求2所述的地质剖面测量导线数据快速算法，其特征在于，所述GPS定位模块(12)的输出端与控制器(10)的输入端电性连接，所述控制器(10)分别与触摸显示屏(4)和存储卡(14)双向电性连接，所述控制器(10)通过无线网络模块(13)与计算机(15)无线连接。
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