CN116972823B - 控制点水淹下测量装置及用法 - Google Patents

Abstract

本发明主要解决的问题是，如何在测量标志被水淹没等情况下，辅助全站仪、3d激光扫描仪等完成对中、测量仪器高步骤，同时提高测量效率。控制点水淹下测量装置，其特征为，所述装置包括测量标志和反射模块，所述测量标志上固定有n个柱状凸起，所述n为正整数，所述反射模块包括反射端和支撑柱，所述反射端固定在支撑柱的上方，所述支撑柱下端有n个柱状凹陷，所述反射端的上表面有十字丝，所述十字丝的中心位于支撑柱轴线正上方，所述反射端为球形。有益效果是，1.所述支撑柱能够将所述反射端撑出水面以上，所述十字丝能够辅助全站仪、3d激光扫描仪等完成对中、测量仪器高步骤，2.尘土不会积聚在所述柱状凸起上，3.无需人工手扶，测量效率高。

Description

控制点水淹下测量装置及用法

技术领域

本发明涉及测量技术领域，控制点水淹下测量装置及用法。

背景技术

测量标志设置于测量控制点，能够用于全站仪、3d激光扫描仪等的摆放位置参考，完成对中、测量仪器高步骤。但是，在测量标志被水淹没等情况下（例如矿井下很常见），测量标志会被水层甚至泥浆等覆盖，无法目视测量标志，不便完成对中、测量仪器高步骤，难以完成测量。

目前，测量所述测量标志（待测点）的位置时，通常是在所述测量标志上方放置反射棱镜，再在观测点（已知点）上用全站仪对准所述反射棱镜进行测量，然后根据所述测量结果计算测量标志的位置。存在如下问题，1.所述反射棱镜无法辅助全站仪、3d激光扫描仪等完成对中、测量仪器高步骤，2.当测量标志上表面有泥浆等时（有时很难快速清除，影响测量效率），所述尘土会阻碍测量标志直接接触反射棱镜，棱镜高会有误差，计算测量标志的高程时有误差，3.所述反射棱镜需要人工用手扶着，浪费人工，测量效率低下。

发明内容

本发明主要解决的问题是，如何在测量标志被水淹没等情况下，辅助全站仪、3d激光扫描仪等完成对中、测量仪器高步骤，同时提高测量效率。

控制点水淹下测量装置，其特征为，所述装置包括测量标志和反射模块，所述测量标志上固定有n个柱状凸起，所述n为正整数，

所述反射模块包括反射端和支撑柱，所述反射端固定在支撑柱的上方，所述支撑柱下端有n个柱状凹陷，所述柱状凹陷的内径等于所述柱状凸起的外径，，所述n个柱状凹陷能够同时套在所述n个柱状凸起上，

所述反射端的上表面有十字丝，所述十字丝的中心位于支撑柱轴线正上方，

所述反射端为球形，全站仪视线对准所述球形的中心测量时，能够根据所述斜距计算所述球心位置，

所述球形的球心位于所述支撑柱轴线的正上方，根据所述球心位置计算所述十字丝中心的位置时，只需高程加上所述球形半径；根据所述球心位置计算测量标志位置时，只需高程减去相应距离，

所述反射模块上有水准器，所述水准器所测水平面垂直于所述支撑柱。

有益效果

1.所述支撑柱能够将所述反射端撑出水面以上，所述十字丝能够辅助全站仪、3d激光扫描仪等完成对中、测量仪器高步骤；根据所述球形反射端能够便捷地测量计算所述十字丝中心的位置，以保证全站仪、3d激光扫描仪等位置摆放的准确性；同时，根据所述球形反射端能够便捷地测量计算所述测量标志的位置，以判断所述测量标志位置是否发生变化，以分析地面形变情况，

2.当测量标志上表面有尘土时，由于所述柱状凸起位置是凸出的，尘土不会积聚在所述柱状凸起上，尘土不会阻碍测量标志直接接触所述支撑柱，计算测量标志的高程时不会有所述误差，

3.将所述支撑柱的n个柱状凹陷套在所述n个柱状凸起上，所述反射模块即自行立于在所述测量标志上，无需人工手扶，测量效率高，

4.所述水准器是水平的，则表明所述测量标志未发生倾斜，避免倾斜带来误差，同时，所述水准器也能够在所述测量标志安装时确保其上表面平行于水平面，能够提高测量的准确性，

5.所述水准器能够用来判断所述测量标志是否发生移动，如果所述水准器是水平的，则通常能够表明所述测量标志未发生移动，因为，通常地面发生形变时，所述测量标志移动后基本不可能还保持水平，也即基本不可能纯水平移动。

所述柱状凹陷、柱状凸起均为两个。

有益效果是，所述两个在理论上已足够准确放置所述反射模块，同时由于水面下环境复杂，泥浆多，相比三个或更多，两个能减少支撑柱与测量标志的接触面，减少接触面被泥浆阻碍的几率，更容易将所述反射模块放置到位）

所述反射模块上有指示灯，所述指示灯由电池供电，所述指示灯的电路开关两极分别位于所述两个柱状凹陷的顶部，

所述柱状凸起与测量标志材质均为金属，所述两个柱状凹陷套在所述两个柱状凸起上时，所述两个柱状凸起接触所述指示灯的电路开关两极，所述柱状凸起与测量标志接通所述指示灯的电路，所述指示灯被点亮。

有益效果是，所述指示灯被点亮，即可表明所述两个柱状凹陷的顶部接触了所述两个柱状凸起的顶部（如果未接触，也即两者之间有尘土，此时电阻较大，所述指示灯不能被点亮或者亮度很小，有明显区别），也即所述反射模块放置到位，避免了放置不到位产生误差。

所述支撑柱主体材质是绝缘的；所述开关两极，是指电路被断开后形成的两个端点，用导体连接所述两个端点即接通了所述电路；所述开关两极分别为两块磁铁，所述反射模块放置在所述测量标志上时，所述磁铁吸附所述柱状凸起。

有益效果是，所述支撑柱主体材质是绝缘的，也即，支撑柱上只有所述指示灯的电路开关两极（分别位于所述两个柱状凹陷的顶部）是导体，只有当所述两个柱状凸起插入并接触所述两个柱状凹陷的顶部时，所述指示灯的电路才会被接通，所述指示灯才会被点亮。所述柱状凸起与测量标志材质均为金属，构成了连接所述开关两极的导体，巧妙地利用了测量标志为金属导体的特性，能够准确判断所述反射模块是否放置到位。所述磁铁能够保证所述反射模块放置的稳定性，防止晃动，减少测量误差，同时，保持开关两极与柱状凸起的电连接的稳定性，便于测量。

所述支撑柱下有两条支撑腿，所述两个柱状凹陷分别位于所述两条支撑腿内；所述支撑柱具备伸缩结构，能够伸缩调节其长度，并且其上有刻度，能够读取伸缩后的长度。

有益效果是，所述支撑腿将支撑柱主体支撑起来，避免所述测量标志的最高处（通常是所述测量标志上表面中心的十字丝处）阻碍支撑柱向下放置，同时，所述支撑柱与测量标志的接触面积较小，进一步避免了所述测量标记上的尘土对所述支撑柱放置位置的影响，也即，即使所述尘土较多，只要未覆盖所述柱状凸起，就能准确、便捷放置所述支撑柱。此外，通过调节支撑柱的长度，即可调节反射端的高度，以适应各种测量环境。

所述两个柱状凸起垂直于所述测量标志上表面，所述两个柱状凸起围绕所述测量标志上表面的中心分布，所述两个柱状凹陷的母线平行于所述支撑柱的母线；所述两个柱状凸起的高度高于所述测量标志的上表面，所述两个柱状凸起相对于所述测量标志上表面的高度大于所述两个柱状凹陷的深度。

有益效果是，也即，所述两个柱状凸起连线的中点位于所述测量标志上表面的中心，所述反射模块位于所述测量标志的正上方，用所述反射模块的位置计算所述测量标志的位置时，只需减去反射模块的高度即可。所述两个柱状凸起的高度较大，一方面，更能避免尘土积聚到两个柱状凸起之上，另一方面，所述两个柱状凸起更容易彻底插入所述两个柱状凹陷的顶部，更能有效避免测量标志上表面尘土的影响。

所述反射端为反射棱镜；所述反射棱镜与支撑柱通过转轴相连，所述转轴轴线与所述支撑柱轴线重合，所述反射棱镜的中心位于所述转轴轴线的延长线上；所述十字丝的中心与支撑柱的位置是固定的，也即旋转所述转轴时，所述十字丝的中心位置保持不变。

有益效果是，所述反射棱镜即为现有技术的反射棱镜，又称全站仪棱镜，为现有成熟技术，但是测量时需将其反射面对准全站仪；由于所述支撑柱与测量标志之间已经套接，无法转动，因此设置所述竖直方向的转轴，以调节反射棱镜的水平旋转角度，以将其反射面对准全站仪。所述转轴轴线与所述支撑柱轴线重合，所述反射棱镜的中心位于所述转轴轴线的延长线上，作用是，无论如何旋转转轴，所述反射棱镜与支撑柱之间的相对位置不变，均可照常准确计算。旋转所述转轴时，所述十字丝的中心位置保持不变，能够保证以所述十字丝为参考时，摆放全站仪、3d激光扫描仪等位置的准确性。

或者，所述反射端整个表面上都具有反射涂层或反射膜，所述反射涂层、反射膜材质为金属。

有益效果是，所述反射涂层或反射膜反射光线能力强，全站仪对准所述反射端激光测量时误差更小，同时，整个球形表面都是反射面，无需调节所述反射端对准全站仪，不存在死角，任何朝着球心射过来的激光都会原路返回，能够很好地满足全站仪激光测量要求。

所述装置的用法，其特征为，包括如下步骤：

a.固定安装所述测量标志，使得所述测量标志的上表面在水平面上；

b.当测量所述测量标志时，取出所述反射模块，将所述支撑柱的两个柱状凹陷套在所述两个柱状凸起上，所述反射模块即自行立于在所述测量标志上；

c.观察所述指示灯是否被点亮，如果被点亮，表明所述两个柱状凹陷的顶部接触了所述两个柱状凸起的顶部，也即所述反射模块放置到位，进行下一步；如果未被点亮，则调整所述支撑柱与测量标志的接触处，直到指示灯被点亮，再进行下一步；

d.当所述指示灯被点亮时，观察所述水准器是否水平，如果水平，则表明所述测量标志未发生倾斜，则进行下一步；如果非水平，表明所述测量标志发生了倾斜，需要调整或重设测量标志，直到所述水准器水平，再进行下一步；

e.测得所述反射端的位置，计算所述十字丝中心以及测量标志的位置；

f.根据所述十字丝的位置，架设全站仪、3d激光扫描仪，并完成对中、测量仪器高步骤。

所述步骤a包括：

a1.安装所述测量标志时，取出所述反射模块，将所述支撑柱的两个柱状凹陷套在所述两个柱状凸起上，所述反射模块即自行立于在所述测量标志上；

a2.观察所述指示灯是否被点亮，如果被点亮，表明所述两个柱状凹陷的顶部接触了所述两个柱状凸起的顶部，也即所述反射模块放置到位，进行下一步；如果未被点亮，则调整所述支撑柱与测量标志的接触处，直到指示灯被点亮，再进行下一步；

a3.当所述指示灯被点亮时，观察所述水准器是否水平，如果水平，则表明所述测量标志的上表面平行于水平面，则取下所述反射模块，所述测量标志安装完毕；如果非水平，表明所述测量标志是倾斜的，需要调整或重设测量标志，直到所述水准器水平。

有益效果

1.所述支撑柱能够将所述反射端撑出水面以上，所述十字丝能够辅助全站仪、3d激光扫描仪等完成对中、测量仪器高步骤；根据所述球形反射端能够便捷地测量计算所述十字丝中心的位置，以保证全站仪、3d激光扫描仪等位置摆放的准确性；同时，根据所述球形反射端能够便捷地测量计算所述测量标志的位置，以判断所述测量标志位置是否发生变化，以分析地面形变情况，

2.当测量标志上表面有尘土时，由于所述柱状凸起位置是凸出的，尘土不会积聚在所述柱状凸起上，尘土不会阻碍测量标志直接接触所述支撑柱，计算测量标志的高程时不会有所述误差，

3.将所述支撑柱的n个柱状凹陷套在所述n个柱状凸起上，所述反射模块即自行立于在所述测量标志上，无需人工手扶，测量效率高，3.所述指示灯被点亮，即可表明所述两个柱状凹陷的顶部接触了所述两个柱状凸起的顶部（如果未接触，也即两者之间有尘土，此时电阻较大，所述指示灯不能被点亮或者亮度很小，有明显区别），也即所述反射模块放置到位，避免了放置不到位产生误差，

4.所述水准器是水平的，则表明所述测量标志未发生倾斜，避免倾斜带来误差，同时，所述水准器也能够在所述测量标志安装时确保其上表面平行于水平面，能够提高测量的准确性（通常所述测量标志不会倾斜，如果所述测量标志上表面平行于水平面安装，只要所述反射模块放置到位，所述水准器就是水平的，但是，在地面形变明显区域，例如矿井、基坑等，测量标志容易发生倾斜，之所以在指示灯被点亮后观察所述水准器，是为了避免所述倾斜带来测量误差），

5.所述水准器能够用来判断所述测量标志是否发生移动，如果所述水准器是水平的，则通常能够表明所述测量标志未发生移动，因为，通常地面发生形变时，所述测量标志移动后基本不可能还保持水平，也即基本不可能纯水平移动。

所述十字丝与测量标志位置测算方法为，

a.用全站仪视线对准所述球形的中心，也即对准时全站仪视野中所述球形反射端的边缘与视野中心的距离处处相等，采用右手坐标系，测得所述球形表面的位置为（x，y，z），测量时水平角、垂直角分别为为u、v，水平角为全站仪测量时斜距与x方向所成夹角，逆时针方向为正，顺时针方向为负，垂直角为全站仪测量时斜距与水平方向所成夹角，逆时针方向为正，顺时针方向为负；

b.计算球心位置，设球形的半径为r，则球心位置为（x+r×cosv×cosu，y+r×cosv×sinu，z+r×sinv），其中，由于全站仪对准的是球形的中心，所述斜距与所述球心在同一直线上，所述水平角、垂直角是通用的；

c.计算所述十字丝中心的位置，由于所述十字丝的中心位于支撑柱轴线正上方，同时所述球形的球心位于所述支撑柱轴线的正上方，因此，所述十字丝的中心位于所述球形的球心正上方，根据所述球心位置计算所述十字丝中心的位置时，只需高程加上所述球形半径，则所述十字丝中心的位置为（x+r×cosv×cosu，y+r×cosv×sinu，z+r×sinv +r），

d.计算所述测量标志的位置，设球心到测量标志的距离为h，则所述测量标志的位置为（x+r×cosv×cosu，y+r×cosv×sinu，z+r×sinv -h），其中，所述r、h是所述装置制作时固定且已知的。

有益效果是，由于所述反射端是球形的，从各个方向看都呈圆形，因此，无需调节反射端的角度（现有技术反射棱镜使用时必须将棱镜面对准全站仪，需要一定的操作时间，比较消耗人工），直接用全站仪视线对准所述圆形的圆心，也即对准所述球形的中心即可测量，测量时斜距与所述球心在同一直线上，水平角、垂直角是通用的，根据所述斜距容易计算所述球心位置，此外，所述十字丝、球心均在测量标志的正上方，根据所述球心位置计算所述十字丝、测量标志位置时，只需高程加减相应距离（高度差），计算便捷，测量效率高。

附图说明

图1.本发明整体结构示意图；

图2.本发明测量标志结构示意图；

图3.本发明反射模块的支撑腿结构示意图；

图4.本发明反射模块的指示灯结构示意图；

图5.本发明反射模块的指示灯电路示意图；

图6.对准时全站仪视野中所述球形反射端的边缘（图中间的小圆圈）与视野中心的距离处处相等；

图7.对准时视线与球形反射端的位置关系（球形内为参考坐标）；

图8.测量标志位置计算方法原理示意图。

图中：1.测量标志，11.柱状凸起，2.反射模块，21.反射端，211.十字丝，22.支撑柱，221.柱状凹陷，222.支撑腿，23.水准器，24.指示灯，241.电池，242.电路，243.开关两极。

实施方式

实施例

如图1-5所示，控制点水淹下测量装置，其特征为，所述装置包括测量标志和反射模块，所述测量标志上固定有n个柱状凸起，所述n为正整数，

所述反射模块包括反射端和支撑柱，所述反射端固定在支撑柱的上方，所述支撑柱下端有n个柱状凹陷，所述柱状凹陷的内径等于所述柱状凸起的外径，，所述n个柱状凹陷能够同时套在所述n个柱状凸起上，

所述反射端的上表面有十字丝，所述十字丝的中心位于支撑柱轴线正上方，

所述反射端为球形，全站仪视线对准所述球形的中心测量时，能够根据所述斜距计算所述球心位置，

所述球形的球心位于所述支撑柱轴线的正上方，根据所述球心位置计算所述十字丝中心的位置时，只需高程加上所述球形半径；根据所述球心位置计算测量标志位置时，只需高程减去相应距离，

所述反射端的表面具有反射涂层或反射膜，所述反射涂层、反射膜材质为金属，

所述反射模块上有水准器，所述水准器所测水平面垂直于所述支撑柱。

所述柱状凹陷、柱状凸起均为两个。

所述反射模块上有指示灯，所述指示灯由电池供电，所述指示灯的电路开关两极分别位于所述两个柱状凹陷的顶部，

所述柱状凸起与测量标志材质均为金属，所述两个柱状凹陷套在所述两个柱状凸起上时，所述两个柱状凸起接触所述指示灯的电路开关两极，所述柱状凸起与测量标志接通所述指示灯的电路，所述指示灯被点亮。

所述支撑柱主体材质是绝缘的；所述开关两极，是指电路被断开后形成的两个端点，用导体连接所述两个端点即接通了所述电路；所述开关两极分别为两块磁铁，所述反射模块放置在所述测量标志上时，所述磁铁吸附所述柱状凸起。

所述支撑柱下有两条支撑腿，所述两个柱状凹陷分别位于所述两条支撑腿内；所述支撑柱具备伸缩结构，能够伸缩调节其长度，并且其上有刻度，能够读取伸缩后的长度。

所述两个柱状凸起垂直于所述测量标志上表面，所述两个柱状凸起围绕所述测量标志上表面的中心分布，所述两个柱状凹陷的母线平行于所述支撑柱的母线；所述两个柱状凸起的高度高于所述测量标志的上表面，所述两个柱状凸起相对于所述测量标志上表面的高度大于所述两个柱状凹陷的深度。

实施例

如图1-5所示，控制点水淹下测量装置，其特征为，所述装置包括测量标志和反射模块，所述测量标志上固定有n个柱状凸起，所述n为正整数，

所述反射模块包括反射端和支撑柱，所述反射端固定在支撑柱的上方，所述支撑柱下端有n个柱状凹陷，所述柱状凹陷的内径等于所述柱状凸起的外径，，所述n个柱状凹陷能够同时套在所述n个柱状凸起上，

所述反射端的上表面有十字丝，所述十字丝的中心位于支撑柱轴线正上方，

所述反射端为球形，全站仪视线对准所述球形的中心测量时，能够根据所述斜距计算所述球心位置，

所述球形的球心位于所述支撑柱轴线的正上方，根据所述球心位置计算所述十字丝中心的位置时，只需高程加上所述球形半径；根据所述球心位置计算测量标志位置时，只需高程减去相应距离，

所述反射端的表面具有反射涂层或反射膜，所述反射涂层、反射膜材质为金属，

所述反射模块上有水准器，所述水准器所测水平面垂直于所述支撑柱。

所述柱状凹陷、柱状凸起均为两个。

所述反射模块上有指示灯，所述指示灯由电池供电，所述指示灯的电路开关两极分别位于所述两个柱状凹陷的顶部，

所述柱状凸起与测量标志材质均为金属，所述两个柱状凹陷套在所述两个柱状凸起上时，所述两个柱状凸起接触所述指示灯的电路开关两极，所述柱状凸起与测量标志接通所述指示灯的电路，所述指示灯被点亮。

所述装置的用法，其特征为，包括如下步骤：

a.固定安装所述测量标志，使得所述测量标志的上表面在水平面上；

b.当测量所述测量标志时，取出所述反射模块，将所述支撑柱的两个柱状凹陷套在所述两个柱状凸起上，所述反射模块即自行立于在所述测量标志上；

c.观察所述指示灯是否被点亮，如果被点亮，表明所述两个柱状凹陷的顶部接触了所述两个柱状凸起的顶部，也即所述反射模块放置到位，进行下一步；如果未被点亮，则调整所述支撑柱与测量标志的接触处，直到指示灯被点亮，再进行下一步；

d.当所述指示灯被点亮时，观察所述水准器是否水平，如果水平，则表明所述测量标志未发生倾斜，则进行下一步；如果非水平，表明所述测量标志发生了倾斜，需要调整或重设测量标志，直到所述水准器水平，再进行下一步；

e.测得所述反射端的位置，计算所述十字丝中心以及测量标志的位置；

f.根据所述十字丝的位置，架设全站仪、3d激光扫描仪，并完成对中、测量仪器高步骤。

所述步骤a包括：

a1.安装所述测量标志时，取出所述反射模块，将所述支撑柱的两个柱状凹陷套在所述两个柱状凸起上，所述反射模块即自行立于在所述测量标志上；

a2.观察所述指示灯是否被点亮，如果被点亮，表明所述两个柱状凹陷的顶部接触了所述两个柱状凸起的顶部，也即所述反射模块放置到位，进行下一步；如果未被点亮，则调整所述支撑柱与测量标志的接触处，直到指示灯被点亮，再进行下一步；

a3.当所述指示灯被点亮时，观察所述水准器是否水平，如果水平，则表明所述测量标志的上表面平行于水平面，则取下所述反射模块，所述测量标志安装完毕；如果非水平，表明所述测量标志是倾斜的，需要调整或重设测量标志，直到所述水准器水平。

实施例

如图1-5所示，控制点水淹下测量装置，其特征为，所述装置包括测量标志和反射模块，所述测量标志上固定有n个柱状凸起，所述n为正整数，

所述反射模块包括反射端和支撑柱，所述反射端固定在支撑柱的上方，所述支撑柱下端有n个柱状凹陷，所述柱状凹陷的内径等于所述柱状凸起的外径，，所述n个柱状凹陷能够同时套在所述n个柱状凸起上，

所述反射端的上表面有十字丝，所述十字丝的中心位于支撑柱轴线正上方，

所述反射端为球形，全站仪视线对准所述球形的中心测量时，能够根据所述斜距计算所述球心位置，

所述球形的球心位于所述支撑柱轴线的正上方，根据所述球心位置计算所述十字丝中心的位置时，只需高程加上所述球形半径；根据所述球心位置计算测量标志位置时，只需高程减去相应距离，

所述反射模块上有水准器，所述水准器所测水平面垂直于所述支撑柱。

所述反射端整个表面上都具有反射涂层或反射膜，所述反射涂层、反射膜材质为金属。

如图6-8所示，所述十字丝与测量标志位置测算方法为，

a.用全站仪视线对准所述球形的中心，也即对准时全站仪视野中所述球形反射端的边缘与视野中心的距离处处相等，采用右手坐标系，测得所述球形表面的位置为（x，y，z），测量时水平角、垂直角分别为为u、v，水平角为全站仪测量时斜距与x方向所成夹角，逆时针方向为正，顺时针方向为负，垂直角为全站仪测量时斜距与水平方向所成夹角，逆时针方向为正，顺时针方向为负；

b.计算球心位置，设球形的半径为r，则球心位置为（x+r×cosv×cosu，y+r×cosv×sinu，z+r×sinv），其中，由于全站仪对准的是球形的中心，所述斜距与所述球心在同一直线上，所述水平角、垂直角是通用的；

c.计算所述十字丝中心的位置，由于所述十字丝的中心位于支撑柱轴线正上方，同时所述球形的球心位于所述支撑柱轴线的正上方，因此，所述十字丝的中心位于所述球形的球心正上方，根据所述球心位置计算所述十字丝中心的位置时，只需高程加上所述球形半径，则所述十字丝中心的位置为（x+r×cosv×cosu，y+r×cosv×sinu，z+r×sinv +r），

d.计算所述测量标志的位置，设球心到测量标志的距离为h，则所述测量标志的位置为（x+r×cosv×cosu，y+r×cosv×sinu，z+r×sinv -h），其中，所述r、h是所述装置制作时固定且已知的。

Claims (8)

1.控制点水淹下测量装置，其特征为，所述装置包括测量标志和反射模块，所述测量标志上固定有n个柱状凸起，所述n为正整数，

所述反射模块包括反射端和支撑柱，所述反射端固定在支撑柱的上方，所述支撑柱下端有n个柱状凹陷，所述柱状凹陷的内径等于所述柱状凸起的外径，所述n个柱状凹陷能够同时套在所述n个柱状凸起上，

所述反射端的上表面有十字丝，所述十字丝的中心位于支撑柱轴线正上方，

所述反射端为球形，全站仪视线对准所述球形的中心测量时，能够根据斜距计算球心位置，

所述球形的球心位于所述支撑柱轴线的正上方，根据所述球心位置计算所述十字丝中心的位置时，只需高程加上所述球形半径；根据所述球心位置计算测量标志位置时，只需高程减去相应距离，

所述反射模块上有水准器，所述水准器所测水平面垂直于所述支撑柱，

所述柱状凹陷、柱状凸起均为两个，

所述反射模块上有指示灯，所述指示灯由电池供电，所述指示灯的电路开关两极分别位于所述两个柱状凹陷的顶部，

所述柱状凸起与测量标志材质均为金属，所述两个柱状凹陷套在所述两个柱状凸起上时，所述两个柱状凸起接触所述指示灯的电路开关两极，所述柱状凸起与测量标志接通所述指示灯的电路，所述指示灯被点亮。

2.根据权利要求1所述的控制点水淹下测量装置，其特征为，所述支撑柱主体材质是绝缘的；所述开关两极，是指电路被断开后形成的两个端点，用导体连接所述两个端点即接通了所述电路；所述开关两极分别为两块磁铁，所述反射模块放置在所述测量标志上时，所述磁铁吸附所述柱状凸起。

3.根据权利要求1所述的控制点水淹下测量装置，其特征为，所述支撑柱下有两条支撑腿，所述两个柱状凹陷分别位于所述两条支撑腿内；所述支撑柱具备伸缩结构，能够伸缩调节其长度，并且其上有刻度，能够读取伸缩后的长度。

4.根据权利要求1所述的控制点水淹下测量装置，其特征为，所述两个柱状凸起垂直于所述测量标志上表面，所述两个柱状凸起围绕所述测量标志上表面的中心分布，所述两个柱状凹陷的母线平行于所述支撑柱的母线；所述两个柱状凸起的高度高于所述测量标志的上表面，所述两个柱状凸起相对于所述测量标志上表面的高度大于所述两个柱状凹陷的深度。

5.根据权利要求1所述的控制点水淹下测量装置，其特征为，所述反射端整个表面上都具有反射涂层或反射膜，所述反射涂层、反射膜材质为金属。

6.根据权利要求1所述的控制点水淹下测量装置，其特征为，所述反射端为反射棱镜；所述反射棱镜与支撑柱通过转轴相连，所述转轴轴线与所述支撑柱轴线重合，所述反射棱镜的中心位于所述转轴轴线的延长线上；所述十字丝的中心与支撑柱的位置是固定的，也即旋转所述转轴时，所述十字丝的中心位置保持不变。

7.如权利要求1所述的控制点水淹下测量装置的用法，其特征为，包括如下步骤：

a.固定安装所述测量标志，使得所述测量标志的上表面在水平面上；

b.当测量所述测量标志时，取出所述反射模块，将所述支撑柱的两个柱状凹陷套在所述两个柱状凸起上，所述反射模块即自行立于在所述测量标志上；

c.观察所述指示灯是否被点亮，如果被点亮，表明所述两个柱状凹陷的顶部接触了所述两个柱状凸起的顶部，也即所述反射模块放置到位，进行下一步；如果未被点亮，则调整所述支撑柱与测量标志的接触处，直到指示灯被点亮，再进行下一步；

d.当所述指示灯被点亮时，观察所述水准器是否水平，如果水平，则表明所述测量标志未发生倾斜，则进行下一步；如果非水平，表明所述测量标志发生了倾斜，需要调整或重设测量标志，直到所述水准器水平，再进行下一步；

e.测得所述反射端的位置，计算所述十字丝中心以及测量标志的位置；

f.根据所述十字丝的位置，架设全站仪、3d激光扫描仪，并完成对中、测量仪器高步骤，

其中，步骤a包括：

a1.安装所述测量标志时，取出所述反射模块，将所述支撑柱的两个柱状凹陷套在所述两个柱状凸起上，所述反射模块即自行立于在所述测量标志上；

a2.观察所述指示灯是否被点亮，如果被点亮，表明所述两个柱状凹陷的顶部接触了所述两个柱状凸起的顶部，也即所述反射模块放置到位，进行下一步；如果未被点亮，则调整所述支撑柱与测量标志的接触处，直到指示灯被点亮，再进行下一步；

a3.当所述指示灯被点亮时，观察所述水准器是否水平，如果水平，则表明所述测量标志的上表面平行于水平面，则取下所述反射模块，所述测量标志安装完毕；如果非水平，表明所述测量标志是倾斜的，需要调整或重设测量标志，直到所述水准器水平。

8.如权利要求7所述的控制点水淹下测量装置的用法，其特征为，所述十字丝与测量标志位置测算方法为，

a.用全站仪视线对准所述球形的中心，也即对准时全站仪视野中所述球形反射端的边缘与视野中心的距离处处相等，采用右手坐标系，测得所述球形表面的位置为（x，y，z），测量时水平角、垂直角分别为为u、v，水平角为全站仪测量时斜距与x方向所成夹角，逆时针方向为正，顺时针方向为负，垂直角为全站仪测量时斜距与水平方向所成夹角，逆时针方向为正，顺时针方向为负；

b.计算球心位置，设球形的半径为r，则球心位置为（x+r×cosv×cosu，y+r×cosv×sinu，z+r×sinv），其中，由于全站仪对准的是球形的中心，所述斜距与所述球心在同一直线上，所述水平角、垂直角是通用的；

c.计算所述十字丝中心的位置，由于所述十字丝的中心位于支撑柱轴线正上方，同时所述球形的球心位于所述支撑柱轴线的正上方，因此，所述十字丝的中心位于所述球形的球心正上方，根据所述球心位置计算所述十字丝中心的位置时，只需高程加上所述球形半径，则所述十字丝中心的位置为（x+r×cosv×cosu，y+r×cosv×sinu，z+r×sinv +r），

d.计算所述测量标志的位置，设球心到测量标志的距离为h，则所述测量标志的位置为（x+r×cosv×cosu，y+r×cosv×sinu，z+r×sinv -h），其中，所述r、h是所述装置制作时固定且已知的。