[发明专利]钢锚梁姿态测量装置及其测量、纠偏方法

权利要求书

1.一种钢锚梁姿态测量装置，其特征在于，包括：

姿态测量仪(1)，其包括，

-工字构架，其包括伸缩杆(11)，所述伸缩杆(11)的两端均设有横杆(12)，且每个所述横杆(12)均可绕所述伸缩杆(11)万向转动；

-多个传感器(13)，其设置在所述工字构架上，用于采集钢锚梁纵横向倾斜度数据；

-多个通讯模块(14)，其设置在所述工字构架上，用于传输所述钢锚梁纵横向倾斜度数据，并控制所述传感器(13)的开启；

-两个第一棱镜(15)，其分别可拆卸地固定在两个所述横杆(12)上；

多个第二棱镜(2)，其用于辅助测量钢锚梁的位置数据；

自动全站仪(3)，其基于所述第一棱镜(15)和第二棱镜(2)测量和传输钢锚梁的位置数据；

控制器(4)，其用于控制姿态测量仪(1)和自动全站仪(3)运行，并接受所述钢锚梁纵横向倾斜度数据和钢锚梁的位置数据。

2.如权利要求1所述的钢锚梁姿态测量装置，其特征在于：所述伸缩杆(11)的两端均设有铰接孔(16)，每个所述横杆(12)上均设有球形万向铰接座(17)和凹槽(18)，所述球形万向铰接座(17)的一端位于所述凹槽(18)内，另一端位于所述铰接孔(16)内。

3.如权利要求1所述的钢锚梁姿态测量装置，其特征在于：所述伸缩杆(11)包括可相对滑动的固定部和活动部，所述固定部套设在所述活动部上，所述固定部上还设有旋钮(19)，所述旋钮(19)用于限制所述固定部和活动部相对滑动。

4.一种利用如权利要求1所述的钢锚梁姿态测量装置测量钢锚梁姿态的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

调节伸缩杆(11)的长度，使每个横杆(12)底面横向中心线与对应的锚垫板(5)横向中心线重合，且使每个横杆(12)底面中心点位于对应的钢锚梁(8)的实际锚固点上；

将多个第二棱镜(2)分别安装在与第二棱镜(2)数量对应的多个地面控制点上；

利用自动全站仪(3)、多个第二棱镜(2)、塔柱(6)上的高程基准点，获取自动全站仪的测站点的三维坐标，并将测站点标示在塔柱(6)上；

基于测站点的三维坐标，利用自动全站仪(3)和两个第一棱镜(15)，获取钢锚梁中心的实时实际三维坐标及钢锚梁实时实际方位角，并发送至控制器(4)；

利用传感器(13)采集钢锚梁纵横向倾斜度数据，并通过通讯模块(14)将钢锚梁纵横向倾斜度数据传输至控制器(4)。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，基于测站点的三维坐标，利用自动全站仪(3)和两个第一棱镜(15)，获取钢锚梁中心的实时实际三维坐标及钢锚梁实时实际方位角，具体包括以下步骤：

获取两个第一棱镜(15)的中心点坐标X₁(x₁,y₁,z₁)和X₂(x₂,y₂,z₂)；

利用姿态测量仪(1)，获取钢锚梁(8)两侧的索道轴线在水平面xy上的投影与y轴的夹角β₁和β₂，以及钢锚梁(8)两侧的索道轴线与水平面xy的夹角α₁和α₂；

测量两个第一棱镜(15)的中心分别到对应锚固点的距离L_A和L_B；

根据公式：

和

计算钢锚梁第一锚固点的坐标X_A(x_A,y_A,z_A)和钢锚梁第二锚固点的坐标X_B(x_B,y_B,z_B)；

根据公式：

以及

计算钢锚梁中心的实时实际三维坐标X_O(x_O,y_O,z_O)及钢锚梁实时实际方位角α。