CN202420497U - 一种利用全站仪测量隐蔽点点位坐标的辅助测量装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种利用全站仪测量隐蔽点点位坐标的辅助测量装置，该装置包括两根可伸缩的测杆，该两根测杆之间通过球形万向接头固定连接；测杆的长度调整范围为1.5m-2.5m。一根测杆水平放置时，另一根测杆能够在水平范围0°至180°，竖直范围0°至90°内自由活动。所述测杆由两根部分重叠相接的量尺组成，两根量尺之间重叠部分可调；每根所述量尺量程为1.5m。所述测杆上的两根量尺之间通过螺栓连接。利用该辅助测量装置在隐蔽点附近建立局部极坐标系，并通过建立全站仪测量中隐蔽点与测量点间的推算关系，测量获取局部极坐标系参数，同时测量隐蔽点在局部极坐标间的极坐标，能够快速确定隐蔽点点位坐标。
Description
技术领域
本实用新型属于工程测量领域，具体涉及一种利用全站仪测量隐蔽点点位坐标的辅助测量装置。
背景技术
全站仪，即全站型电子速测仪(Electronic Total Station)，是一种集光、机、电为一体的高技术测量仪器，是集水平角、垂直角、距离(斜距、平距)、高差测量功能于一体的测绘仪器系统。因其一次安置仪器就可完成该测站上全部测量工作，所以称之为全站仪，其广泛用于地上大型建筑和地下隧道施工等精密工程测量或变形监测领域。
全站仪测量坐标的数学基础是：通过假设仪器的测站点与后视定向的定向点，建立起以测站为中心的测站坐标系，同时通过测量前视点在测站坐标系中的位置参数，即可求得前视点的坐标XYZ。全站仪工作特性要求前视点与测站点之间必须通视，才能通过电磁波信号获取前视点与测站点之间的位置信息。然而事实上，在林间或城市建筑群中测量时，这一条件不易实现，在全站仪测量中，经常遇到隐蔽点(不通视点)，这些点一般位于高层建筑物L形拐角处、植被繁茂等处。
因此，研究一种在林间或城市建筑群中测量时常遇到隐蔽点(不通视点)的情况下，利用全站仪测量不通视点点位坐标的辅助测量装置有着重要的现实意义。
发明内容
针对现有技术存在的缺陷或不足，本实用新型的目的在于，提供一种利用全站仪测量隐蔽点点位坐标的辅助测量装置，利用该辅助测量装置在隐蔽点附近建立局部极坐标系，并通过建立全站仪测量中隐蔽点与测量点间的推算关系，测量获取局部极坐标系参数，同时测量隐蔽点在局部极坐标间的极坐标，能够快速确定隐蔽点点位坐标。
为了达到上述任务，本实用新型采用如下技术解决方案：
一种利用全站仪测量隐蔽点点位坐标的辅助测量装置，其特征在于，该装置包括两根可伸缩的测杆，该两根测杆通过球形万向接头相连接；测杆的长度调整范围为1.5m-2.5m。
进一步的，一根测杆水平放置时，另一根测杆能够在水平范围0°至180°、竖直范围0°至90°内自由活动。
进一步的，所述测杆由两根部分重叠相接的量尺组成，两根量尺之间重叠部分可调；每根所述量尺量程为1.5m。
进一步的，所述测杆上的两根量尺之间通过螺栓连接。
本实用新型利用全站仪和辅助测量装置来解决隐蔽点的测量问题，具有适用性广、成本低、操作简便、理论模型便于计算机编程实现自动化处理等优点。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
图2是本实用新型的安置示意图。
图3是隐蔽点与测量点量测关系示意图。图中N方向表示正北方向。
以下结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步解释说明。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型的利用全站仪测量隐蔽点点位坐标的辅助测量装置，包括两根可伸缩的测杆，测杆的长度调整范围为1.5m-2.5m。该两根测杆之间通过球形万向接头2相连接，固定其中一根测杆使其水平放置，另一根测杆能够在水平范围0°至180°、竖直范围0°至90°内自由活动。
在本实施例中，每根测杆由两根部分重叠相接的木质或铝合金量尺1组成，两根量尺1之间通过螺栓3连接，且两根量尺之间的重叠部分可调整使得测杆的长度可调，每根量尺1的量程为1.5m，测杆长度可调整范围为1.5m-2.5m。
实际应用中，使用本实用新型配合全站仪确定隐蔽点点位坐标的过程如下：
1、外业数据采集
1)安置辅助测量装置
如图2所示，规定辅助测量装置上的两根测杆分别为AB测杆、AO测杆。依据现场具体情况，松开螺栓3，分别调整好两个测杆的长度后旋紧螺栓3，将AO测杆上的端点O点置于待测量的隐蔽点O点，使AB测杆水平放置，且AB测杆的两个端点A、B分别置于通视点A、B点。为计算方便，规定O′为O点在AB测杆所在水平面的投影点，使O′、A、B三个点的摆放按照固定顺序，本实施例以逆时针顺序摆放。
2)测量点数据采集
在工作点位上架设全站仪，调整辅助测量装置的安放位置，使得A、B点与全站仪通视，将棱镜分别置于AB测杆的两个顶点A、B点，获取A、B点坐标。
3)信息记录
需要记录的数据：隐蔽点点号；测量点点号；测量点A点、B点的坐标；AB测杆、AO测杆的边长；水平角β和高度角θ；
其中，水平角β是指AO测杆在水平面上的投影AO′与AB测杆之间的夹角，即∠O′AB；高度角θ是指AO测杆与其水平面上的投影AO′之间的夹角，即即∠O′AO；
记录格式为：隐蔽点点号：NoO；测量点点号：NoA；A点坐标：XA，YA，ZA；测量点点号：NoB；B点坐标：XB，YB，ZB；AB测杆边长：SAB；AO测杆边长：SAO；水平角：β；高度角：θ。
2、内业数据处理
1)计算AB的方位角αAB
万位角定义：由子午线北端顺时针方向量到直线上的夹角，称为该直线的方位角。其范围为0°～360°。如图3所示，AB的方位角αAB的具体计算过程如下：
首先分别计算ΔX、ΔY方向上的坐标增量ΔxAB、ΔyAB：
ΔxAB＝xB-xA
ΔyAB＝yB-yA
其次计算坐标增量的反正切值αAB锐：
依据ΔxAB、ΔyAB的正负判断αAB所在的象限，得到AB的方位角αAB：
a)ΔxAB＞0且ΔyAB＞0则为一象限；αAB＝αAB锐；
b)ΔxAB＜0且ΔyAB＞0则为二象限；αAB＝180°-αAB锐；
c)ΔxAB＜0且ΔyAB＜0则为三象限；αAB＝180°+αAB锐；
d)ΔxAB＞0且ΔyAB＜0则为四象限；αAB＝360°-αAB锐；
e)ΔyAB＝0且ΔxAB＞0则αAB＝0°；
f)ΔxAB＝0且ΔyAB＞0则αAB＝90°；
g)ΔyAB＝0且ΔxAB＜0则αAB＝180°；
h)ΔxAB＝0且ΔyAB＜0则αAB＝270°；
2)计算AO′的方位角αAO′：
αAO′＝αAB-∠O′AB＝αAB-β
3)求隐蔽点坐标
由A、O′两点距离SAO′和AO′的方位角αAO′计算得到坐标增量ΔxAO′和ΔyAO′：
SAO′＝SAOcosθ
ΔxAO′＝SAO′cosαAO′
ΔyAO′＝SAO′sinαAO′
求得隐蔽点O点在水平面的投影点O′点的坐标为：
XO’＝XA+ΔXAO’；
YO’＝YA+ΔYAO’；
根据下列投影关系公式，得到隐蔽点O点的坐标：
XO＝XO’＝XA+ΔXAO’
YO＝YO’＝YA+ΔYAO’
ZO＝XA+SAOsinθ。
以下是发明人利用本实用新型辅助全站仪进行具体测量的例子：
1、外业数据采集
1)安置辅助测量装置
假设O点为隐蔽点，首先将辅助测量装置的O点放置于不通视点处，A、B两点分别置于观测条件较好的位置处，AB测杆、AO测杆的长度均调整为2米。
2)测量点数据采集
利用全站仪分别测量A、B两点的点位坐标(XA，YA，ZA)(XB，YB，ZB)；
3)信息记录
记录数据为：O，A，3766215.103，611672.145，450.000，B，611673.859，3766215.351，450.000，2，2，60°，30°。
2、内业数据处理
1)计算AB方位角αAB＝81°47′18″；
2)计算AO′方位角αAO＝αAB-∠O′AB＝21°47′18″；
4)求隐蔽点O点在水平面投影点O′点的坐标：
SAO′＝SAOcosθ＝1.732；
ΔxAO′＝SAO′cosαAO′＝1.6083；
ΔyAO′＝SAO′sinαAO′＝0.6429；
最终得到隐蔽点O点的坐标：
XO＝XO’＝XA+ΔXAO’＝3766215.103+1.6083＝3766216.712；
YO＝YO’＝YA+ΔYAO’＝611672.145+0.6429＝611672.788；
ZO＝XA+SAOsinθ＝450.000+2*sin30°＝451.000。
Claims (4)
1.一种利用全站仪测量隐蔽点点位坐标的辅助测量装置，其特征在于，该装置包括两根可伸缩的测杆，该两根测杆通过球形万向接头(2)相连接；测杆的长度调整范围为1.5m-2.5m。
2.如权利要求1所述的利用全站仪测量隐蔽点点位坐标的辅助测量装置，其特征在于，一根测杆水平放置时，另一根测杆能够在水平范围0°至180°、竖直范围0°至90°内自由活动。
3.如权利要求1所述的利用全站仪测量隐蔽点点位坐标的辅助测量装置，其特征在于，所述测杆由两根部分重叠相接的量尺(1)组成，两根量尺(1)之间重叠部分可调；每根所述量尺量程为1.5m。
4.如权利要求1所述的利用全站仪测量隐蔽点点位坐标的辅助测量装置，其特征在于，所述测杆上的两根量尺之间通过螺栓(3)连接。
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| CN105973212A (zh) * | 2016-07-15 | 2016-09-28 | 广船国际有限公司 | 一种船体测量辅助工装及测量方法 |
| CN107607075A (zh) * | 2017-09-10 | 2018-01-19 | 肖军 | 一种局部视线遮挡情况下的拱桥主拱线形测量方法 |
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