[发明专利]一种长程转角精密距离测量装置及测量方法

权利要求书

1.一种长程转角精密距离测量装置，其特征在于，包括基座(7)，所述基座(7)上设置有竖直的通孔轴，所述通孔轴上设置有球棱镜安装座(11)，所述球棱镜安装座(11)上设置有球棱镜(6)，所述基座(7)上设置有支架(13)，所述支架(13)上设置有U形支撑臂(12)，所述U形支撑臂(12)上设置有平面反射镜固定盘(14)；所述平面反射镜固定盘(14)上设置有平面反射镜(5)，所述平面反射镜固定盘(14)的两端通过铰接耳轴(4)铰接在U形支撑臂(12)上，两端的所述铰接耳轴(4)的连线水平，且铰接耳轴(4)的连线与平面反射镜(5)的中心重合；所述通孔轴的中心线垂直通过平面反射镜(5)的反射中心，所述铰接耳轴(4)上设置有垂直旋转调整机构(3)。

2.根据权利要求1所述的长程转角精密距离测量装置，其特征在于，所述垂直旋转调整机构(3)包括垂直旋转转盘(2)，所述垂直旋转转盘(2)与铰接耳轴(4)连接，所述垂直旋转转盘(2)固定在U形支撑臂(12)上，所述垂直旋转转盘(2)上设置有第一刻度盘。

3.根据权利要求2所述的长程转角精密距离测量装置，其特征在于，所述垂直旋转调整机构(3)上设置有锁止铰接耳轴(4)的第一锁紧螺钉(1)，所述垂直旋转调整机构(3)上设置有的垂直微动旋转旋钮(18)。

4.根据权利要求1所述的长程转角精密距离测量装置，其特征在于，所述基座(7)的下端设置有水平旋转转盘(10)，所述水平旋转转盘(10)与基座(7)之间转动连接，所述水平旋转转盘(10)上设置有第二刻度盘。

5.根据权利要求4所述的长程转角精密距离测量装置，其特征在于，所述基座(7)上设置有锁止水平旋转转盘(10)的第二锁紧螺钉(8)，所述水平旋转转盘(10)上设置有水平微动旋转旋钮(19)。

6.根据权利要求4所述的长程转角精密距离测量装置，其特征在于，所述水平旋转转盘(10)的下端设置有三爪卡盘(9)，所述三爪卡盘(9)固定在对中基座(17)上。

7.根据权利要求1所述的长程转角精密距离测量装置，其特征在于，所述基座(7)上设置有水平气泡(15)。

8.一种采用权利要求1-7任一项所述的长程转角精密距离测量装置测量谷幅边长的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：在需测量谷幅边长的河岸一边安装目标棱镜作为目标点，河岸另一边安装转角距离测量装置和全站仪，并在目标棱镜和转角距离测量装置旁均设置气象仪表，确保全站仪与长程转角精密距离测量装置之间通视；

S2：在球棱镜安装座(11)上安装球棱镜(6)，打开全站仪，将全站仪对准球棱镜(6)，测量出全站仪到球棱镜(6)的直线距离c；

S3：将全站仪对准平面反射镜(5)的反射中心后，全站仪保持不动，通过垂直旋转转盘(2)和水平旋转转盘(10)调整平面反射镜(5)的垂直角度和水平角度，直至全站仪的望远镜十字丝中心对准河岸另一边的目标棱镜，固定垂直旋转转盘(2)和水平旋转转盘(10)；

S4：在全站仪上测量全站仪距离目标棱镜的总距离H，并获取目标棱镜和长程转角精密距离测量装置处的气象参数；

S5：利用公式c²＝a²+b²计算全站仪到平面反射镜(5)的反射中心的距离b，其中a为球棱镜(6)中心距离平面反光镜(5)的中心的距离，a为定值；

S6：计算河岸两边所需测量的谷幅边长S＝H-b，并将气象参数和谷幅S输入气象改正公式中，获得最终改正后的谷幅值，谷幅长度测量完成。

9.一种采用权利要求1-7任一项所述的长程转角精密距离测量装置测量大坝水平廊道的高程的方法，其特征在于，包括以下步骤：

A1：在坝顶的垂直廊道的上方用测量三脚架安装中空的对中基座(17)，对中基座(17)上安装天顶天底仪，将天顶天底仪的中心垂直投影到垂直廊道和水平廊道相交处的底部，并给予标注；

A2：在标注处的中心埋设球棱镜基座，在球棱镜基座上安装球棱镜，使球棱镜的反射面垂直向上，采用天顶天底仪调整对中基座(17)，使对中基座(17)的中心与水平廊道底部的球棱镜的中心位于同一条铅垂线上；

A3：在垂直廊道所在坝顶附近埋设一个新的水准基准点；

A4：从坝顶上任一稳定位置处的水准基点上用水准测量方法将高程传递到新的水准基点上；

A5：从对中基座(17)上取下天顶天底仪，安装上长程转角精密距离测量装置，并在水准基点上立水准尺；

A6：在坝顶上垂直廊道附近架设水准仪，使水准仪到水准尺的距离等于水准仪到平面反射镜(5)的反射中心的距离，调整水准仪的高度，使得水准仪调平后对准的平面反射镜(5)的反射中心，转动水准仪对准水准尺读数，得到平面反射镜的反射中心的高程测量值g；

A7：在坝顶距离垂直廊道的设定位置架设全站仪，用全站仪观测平面反射镜(5)，调整平面反射镜(5)的垂直与水平角度，直到全站仪的十字丝对准平面反射镜的反射中心，用全站仪测量到平面反射镜(5)的反射中心的距离b；

A8：全站仪保持不动，用全站仪观测平面反射镜(5)，再调整平面反射镜(5)的垂直和水平角度，使水平廊道球棱镜的中心出现在全站仪的十字丝中心，用全站仪通过平面反射镜(5)测量到水平廊道底部球棱镜的中心的全程距离e；

A9：水平廊道球棱镜中心所在位置的高程h＝g-e+b+f，其中f为水平廊道球棱镜的半径。