1.基于三棱锥模型与陀螺全站仪联合的竖井联系测量方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤一,在竖井的井盖附近选取近井点A,在近井点A架设全站仪,在竖井的井盖处选取投点O,在投点处O架设距离测量装置,距离测量装置包括棱镜(1)和测距装置(3),利用全站仪瞄准棱镜(1),测量得到投点O的坐标(X,Y,Z);
步骤二,在竖井底部选取三个固定点N、P、Q,三点位于同一水平面上,四个点O、N、P和Q形成一个三棱锥O-NPQ;在三个固定点N、P、Q处分别设置反光装置,用测距装置(3)分别测量三棱锥的三条斜边ON、OP和OQ的长度L1、L2和L3,用测量尺量出底边NP、PQ和QN的长度S1、S2和S3;
步骤三,投点O在底面三角形ΔNPQ所在平面上的投影点为O',计算投点O与投影点O'之间的距离,即高差H,采用公式为 其中,VO-NPQ表示三棱锥O-NPQ的体积VO-NPQ,SΔNPQ为底面三角形ΔNPQ的面积;
得到投影点O'的坐标(X',Y',Z'),其中,X'=X,Y'=Y,Z′=Z-H;
步骤四,确定投点O在底面三角形ΔNPQ所在平面上的投影点O'的位置;
步骤五,在竖井底部选取控制点B和控制点M,利用GAT陀螺全站仪计算井下控制点B和控制点M的坐标。
2.如权利要求1所述的基于三棱锥模型与陀螺全站仪联合的竖井联系测量方法,其特征在于,所述步骤四中的确定投点O在底面三角形ΔNPQ所在平面上的投影点O'的位置,具体包括以下步骤:根据斜边ON的长度L1和高差H,根据勾股定理求出斜边ON在底面三角形ΔNPQ所在平面上的投影长度l1;同理可求出斜边OP和OQ在底面三角形ΔNPQ所在平面上的l2和l3;
分别以N、P、Q三点为圆心,对应以l1、l2、l3为半径画圆,三个圆的交点即为投影点O'。
3.如权利要求1所述的基于三棱锥模型与陀螺全站仪联合的竖井联系测量方法,其特征在于,所述步骤五中的利用GAT陀螺全站仪计算井下控制点B和控制点M的坐标,具体包括以下步骤:在控制点B架设GAT陀螺全站仪,在O'安置棱镜;利用GAT陀螺全站仪测量真方位角的功能测出BO'方位角,输入O'坐标,即可求出井下控制点B的坐标;
将GAT陀螺全站仪架设在控制点B,利用GAT陀螺全站仪测量真方位角的功能测出MB方位角,输入控制点B坐标,测出M点坐标。
4.如权利要求1所述的基于三棱锥模型与陀螺全站仪联合的竖井联系测量方法,其特征在于,所述距离测量装置包括三角架(2)和微型三角架(4),所述棱镜(1)安装在三脚架(2)上,所述测距装置(3)安装在微型三角架(4)上;微型三角架(4)设置在三角架(2)内部;
测距装置(3)的中心与棱镜(1)的中心位于同一铅锤线上。
5.如权利要求4所述的基于三棱锥模型与陀螺全站仪联合的竖井联系测量方法,其特征在于,所述距离测量装置还包括脚架盘(5),所述三角架(2)和微型三角架(4)均设置在脚架盘(5)上。
6.如权利要求5所述的基于三棱锥模型与陀螺全站仪联合的竖井联系测量方法,其特征在于,所述脚架盘(5)包括上层盘体和下层盘体,上层盘体和下层盘体之间通过多个脚螺旋(8)连接,上层盘体上设置有两个相互垂直的水准管(6)和一个圆水准气泡(7)。