[发明专利]一种长程转角精密距离测量装置及测量方法

说明书

本发明公开了一种长程转角精密距离测量装置，其包括基座，基座上设置有竖直的通孔轴，通孔轴上设置有球棱镜安装座，基座上设置有支架，支架上设置有U形支撑臂，U形支撑臂上设置有平面反射镜。本发明测量谷幅边长的方法为：测量出直线距离c，利用公式c²＝a²+b²计算全站仪距离平面反射镜中心的距离b，谷幅边长S＝H‑b。本发明的测量水平廊道高程的方法为：测量全站仪到平面反射镜中心的距离b，测量全站仪到水平廊道球棱镜的全程距离e；水平廊道的高程h＝g‑e+b+f。本发明只利用一台全站仪就可对近坝河谷两边的多条谷幅边长进行准确测量，实现自动化、智能化的测量。本发明对水平廊道高程的测量方法彻底降低了劳动强度和风险，保证了测量精度，提高了工作效率。

技术领域

本发明涉及长距离测量技术领域，具体涉及一种长程转角精密距离测量装置及测量方法。

背景技术

谷幅测量(近坝库区河流两岸山体所形成的河谷对应左右两岸某一对固定点之间的长度测量)是目前我国拱坝型水电站需要实施监测的项目。目前国内外大部分是用人工的方法实施这种分别涉及河流两岸的精密距离测量，费时、费力、劳动量大，安全风险也高；进而有的水电站设计的方案是在测量每一条谷幅时就固定一台距离测量仪器测量，则多条谷幅测量就需要固定多台距离测量仪器来实施，虽然这样可以实现自动化监测来取代人工监测，但是每测量一条谷幅边长就需要固定一台距离测量仪器，这样的方法成本太高，而且多台距离测量仪器长期放置野外的安全和保护都是大问题。

对于具有水平廊道的大坝而言。水平廊道中的高程变化涉及大坝内部的变形问题，是大坝安全监测必须关注的变形监测项目，而通常的做法是从大坝的两端倾斜度很大的人行台阶隧洞中人工进行水准测量、将坝顶高程一小段一小段地传递到大坝中下部的水平廊道中来检测水平廊道中高程的变化。可想而知，这种方法是多么的费时费力，安全风险也很高。而稍不留意，轻则会精度超限，需要重新测量，重则人、仪器皆伤！

发明内容

针对现有技术的上述不足，本发明提供了一种测量精确的长程转角精密距离测量装置及测量方法。

为达到上述发明目的，本发明所采用的技术方案为：

提供一种长程转角精密距离测量装置，其包括基座，基座上设置有竖直的通孔轴，通孔轴上设置有球棱镜安装座，球棱镜安装座上设置有球棱镜，基座上设置有支架，支架上设置有U形支撑臂，U形支撑臂上设置有平面反射镜固定盘；平面反射镜固定盘上设置有平面反射镜，平面反射镜固定盘的两端通过铰接耳轴铰接在U形支撑臂上，两端的铰接耳轴的连线水平，且铰接耳轴的连线与平面反射镜的中心重合；通孔轴的中心线垂直通过平面反射镜的反射中心，铰接耳轴上设置有垂直旋转调整机构。

一种采用长程转角精密距离测量装置测量谷幅边长的方法，其包括以下步骤：

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；