[发明专利]基于测量机器人露天矿边坡监测高程数据的处理方法

权利要求书

1.一种基于测量机器人露天矿边坡监测高程数据的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：获取测量机器人采集的露天矿边坡监测基础数据，包括：测量基点到监测点的天顶距和斜距，并根据监测基础数据得到测量基点到监测点的倾角和平距；

步骤2：建立测量机器人测距光径曲线距地面高差模型；

步骤2.1：根据测量基点与监测点的高程及两点间的平距，建立测距光径曲线高程数值模型：

步骤2.2：将测距光径曲线沿铅垂面投影到地面，其投影线即为交痕曲线，根据交痕曲线的位置及采场地形图建立交痕曲线高程数值模型；

步骤2.3：根据测距光径曲线高程数值模型和交痕曲线高程数值模型建立测距光径曲线距地面高差的数值模型；

步骤3：建立露天矿当前环境下的测距光径上的大气竖直折光物理量梯度模型；

步骤3.1：在露天矿选取多个实验点，在不同环境下，从矿坑底部至矿坑上空以固定距离间隔测量影响因素物理量，即温度数据、湿度数据和气压数据；

步骤3.2：根据采集的不同环境下以固定距离间隔测量的温度数据、湿度数据和气压数据建立测距光径曲线上的大气折光系数模型；

步骤4：获取测量机器人的仪器高和觇标高；

步骤4.1：通过水准仪瞄准测量机器人横轴中心点，再移动水准仪瞄准设立在水准点上的水准尺，获取水准尺上的读数，即为测量机器人的高度i；

步骤4.2：通过水准仪瞄准棱镜中心，再移动水准仪瞄准设立在水准点上的水准尺，获取水准尺上的读数，即为觇标高v；

步骤5：根据测量基点到监测点的倾角、斜距和水平距离，以及测距光径曲线上的大气折光系数、测量机器人的仪器高、觇标高，计算大气折光修正后的监测基点到监测点的高差；

所述计算大气折光修正后的监测基点到监测点的高差的公式如下所示：

Δh_AB＝s×sin α+i-v+f₁+f₂；

其中，Δh_AB为大气折光修正后的监测基点到监测点的高差，D为测量基点到监测点的水平距离，s为测量基点到监测点的斜距，α为测量基点到监测点的倾角，R为地球半径，K_平为测距光径曲线上的大气折光系数；

步骤6：根据测量机器人测得的监测基点A点的高度H_A和大气折光修正后的监测基点到监测点的高差得到修正后的监测点B的高程。

2.根据权利要求1所述的基于测量机器人露天矿边坡监测高程数据的处理方法，其特征在于，所述在露天矿选取多个实验点，在不同环境下，从矿坑底部至矿坑上空以固定距离间隔测量的温度数据、湿度数据和气压数据具体通过氢气球携带温湿度记录器进行测量。

3.根据权利要求1所述的基于测量机器人露天矿边坡监测高程数据的处理方法，其特征在于，所述测距光径曲线上的大气折光系数模型如下所示：

其中，K_平为测距光径曲线上的大气折光系数，为气压梯度，为温度梯度，为水汽压梯度，R_d为干燥空气的比气体常数，e为空气的水蒸气分压力，T_v为虚温，P为大气压强，T为绝对温度，RH为相对湿度，Δh为测量影响因素物理量的矿坑上空全矿坑底部的高度差，RH₂为测量的最高点的相对湿度，RH₁为测量的地面的相对湿度，a、b为拟合的参数，R为地球半径，s为监测基站到监测点的斜距，l为监测基站到测距光径上的点的距离，T_l＝T₁+h×dT/dh为测距光径曲线上点的温度，h为测距光径曲线距近地面处的高度，T₁为近地面处温度，P_l＝P₁+h×dP/dh为测距光径曲线上点的气压，P₁为近地面处气压，e_l＝e₁+h×de/dh为测距光径曲线上点的水汽压，e₁为近地面处水汽压，A＝1.2378847×10^-5K^-2、B＝-1.9121316x10^-2K^-1、C＝33.93711047、D＝-6.3431645×103K。