[发明专利]结构面产状的测量方法

说明书

本发明公开了结构面产状的测量方法，包括如下步骤，通过手机以任意姿态贴附被测结构面,利用安卓手机上的传感器测得航向角y、俯仰角p和横滚角r三个欧拉角，利用航向角y、俯仰角p和横滚角r计算结构面产状倾向角α和真倾角β数值，将计算得出的倾向角α进行值域归位转换，得出最终的结构面产状倾向角α和真倾角β数值，本发明提供了一种测量精确简单的结构面产状的测量方法。

技术领域

本发明涉及岩体力学测量方法领域，更具体涉及结构面产状的测量方法。

背景技术

现有的机械式地质罗盘测量方法需要分开测量结构面倾向和倾角：岩体结构面的倾向测量，通常需要使罗盘盘片中心的水泡居中，使盘片调平，然后等待晃动的磁北针稳定，再读取磁方位数据，即结构面倾向角，而结构面的倾角测量，则要沿结构面倾向线将罗盘侧转直立，紧贴结构面，手工调整等待水泡稳定居中，然后读取倾角刻度。当结构面倒悬时，则要将罗盘翻转，紧贴结构面，按上述步骤测量，并反向读取倾向角度，测量要求结构面具备一定面积的平整露头。可见，这种方法对测量条件要求高，测量操作过程繁琐，且测量精度常常较为粗略。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种测量精确简单的结构面产状的测量方法。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：结构面产状的测量方法，包括如下步骤，通过手机以任意姿态贴附被测结构面,利用安卓手机上的传感器测得航向角y、俯仰角p和横滚角r三个欧拉角，利用航向角y、俯仰角p和横滚角r计算结构面产状倾向角α和真倾角β数值，将计算得出的倾向角α进行值域归位转换，得出最终的结构面产状倾向角α和真倾角β数值。

进一步的步骤(2)中真倾角β的计算公式为β＝arccos(cos p cos r)。

进一步的步骤(2)中倾向角α的计算公式为当手机正面朝上时，|r|<90°，α＝arctan(cot p sin r)，将计算得出的α，按进行转换，当手机正面朝下时|r|>90°，将r按进行转换，将计算出的r代入得出倾向角α。

进一步的步骤(3)中倾向角α值域归位转换的公式为

综上所述本发明可实现任意姿态测量结构面产状，即倾向测量无需盘片调准水平，而倾角测量无需盘片调准铅直且对准倾向线，只需将手机平面以任意姿态贴上结构面，即可读得结构面产状倾向与倾角数据。

附图说明

图1为结构面产状的测量方法的流程图。

具体实施方式

参照图1对本发明结构面产状的测量方法的实施例作进一步说明。

结构面产状的测量方法，包括如下步骤，通过手机以任意姿态贴附被测结构面,利用安卓手机上的传感器测得航向角y、俯仰角p和横滚角r三个欧拉角，利用航向角y、俯仰角p和横滚角r计算结构面产状倾向角α和真倾角β数值，将计算得出的倾向角α进行值域归位转换，得出最终的结构面产状倾向角α和真倾角β数值，其中真倾角β的计算公式为β＝arccos(cos p cos r)，倾向角α的计算公式为当手机正面朝上时，|r|<90°，α＝arctan(cotp sin r)，将计算得出的α，按进行转换，当手机正面朝下时|r|>90°，将r按进行转换，将计算出的r代入得出倾向角α，将上述计算得出的倾向角α进行值域归位转换，通过上述方法可实现任意姿态测量结构面产状，即倾向测量无需盘片调准水平，而倾角测量无需盘片调准铅直且对准倾向线，只需将手机平面以任意姿态贴上结构面，即可读得结构面产状倾向与倾角数据。