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专利号: 2017109171042
申请人: 山东科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种垂线偏差测量方法,采用垂线偏差测量装置,该装置包括三脚架、GNSS接收机和流体静力水准测量装置;所述三脚架有四个,每个三脚架上安装一个对中整平基座;

所述GNSS接收机有四个,每个GNSS接收机分别位于一个对中整平基座的上方;

在对中整平基座与对应的GNSS接收机之间设有一个连接件;

连接件的下端与对中整平基座相连,连接件的上端与GNSS接收机相连;

在连接件上还设有一个水平向外伸出的固定杆,在固定杆的末端设有导管固定部;

流体静力水准测量装置包括一个蓄水桶和四根导管;

在蓄水桶的侧壁下部开设有四个出水孔,每根导管安装于其中一个出水孔位置;

每个出水孔位置分别安装一个水流控制阀门;

每根导管的末端分别安装于其中一个导管固定部上;

所述垂线偏差测量方法包括如下步骤:

s1.垂线偏差测量装置的安置

在测区内选择一点作为垂线偏差测点O,在经过垂线偏差测点的第一方向上选择两个垂线偏差辅助测点A、B,在经过垂线偏差测点的第二方向上选择两个垂线偏差辅助测点C、D;

所述第一方向和所述第二方向为正交方向,且第一方向上两个垂线偏差辅助测点A、B之间的距离与第二方向上两个垂线偏差辅助测点C、D之间的距离相等;

第一方向或第二方向上两个垂线偏差辅助测点之间的距离范围为50‑100m;

每个三脚架分别布置于其中一个垂线偏差辅助测点位置;

在每个三脚架上依次安装好对中整平基座和GNSS接收机,利用对中整平基座将GNSS接收机与对应的垂线偏差辅助测点进行对中操作,并保持GNSS接收机水平;

将蓄水桶放置于垂线偏差测点位置;

将各个导管的末端分别移动至对应的导管固定部位置,将每根导管的读数零刻度线分别与对应的GNSS接收机天线相位中心标志水平对准,然后固定好导管;

关闭所有的水流控制阀门,向蓄水桶内注满水,注水完成后静置一段时间;

打开各个水流控制阀门,各个导管通水完成后静置一段时间;

s2.利用垂线偏差测量装置获得GNSS观测数据及水准高差首先打开GNSS接收机进行数据采集前的相应设置,然后开始进行高频GNSS观测;

与此同时,通过流体静力水准测量装置进行多次测量,然后利用测量得到的结果计算得到第一方向和第二方向上的水准高差ΔHAB、ΔHCD;

s3.获得第一方向和第二方向上的大地高高差、基线长度以及方位角GNSS观测数据采集完成后,利用GNSS数据处理软件采用滑动平均法对垂线偏差辅助测点A、B、C、D四点进行解算,得到第一方向和第二方向上的大地高高差平均值Δh'AB、Δh'CD,基线长度LAB、LCD,以及方位角AAB、ACD;

s4.求得垂线偏差测点O的垂线偏差子午圈分量和卯酉圈分量及精度将求得的第一方向上的水准高差ΔHAB、大地高高差平均值Δh'AB、基线长度LAB以及第二方向上的水准高差ΔHCD、大地高高差平均值Δh'CD、基线长度LCD分别代入公式(1),得到垂线偏差测点在第一方向上的垂线偏差分量θAB以及在第二方向上的垂线偏差分量θCD;

然后将第一方向上的垂线偏差分量θAB、方位角AAB以及第二方向上的垂线偏差分量θCD、方位角ACD分别代入公式(2),得到公式(3):θ=ξcosA+ηsinA    (2)

求解上述公式(3)得到解(4),即垂线偏差的卯酉圈分量ξ、子午圈分量η;

其中,ρ为一弧度对应的角秒值,ρ=206265;

卯酉圈分量ξ、子午圈分量η对应的精度计算公式如公式(5)所示:其中,mξ表示卯酉圈分量中误差,mη表示子午圈分量中误差,L表示基线长度,mΔh表示大地高高差测量精度,n表示滑动平均时划分的时间段数。

2.根据权利要求1所述的一种垂线偏差测量方法,其特征在于,所述对中整平基座上设有固定套筒,在固定套筒侧部设有紧固螺栓;

连接件的下端伸入到固定套筒内,并通过所述紧固螺栓固定;

连接件的上端设有外螺纹,在GNSS接收机的下部设有与所述外螺纹匹配的内螺纹。

3.根据权利要求1所述的一种垂线偏差测量方法,其特征在于,所述步骤s2中,所述GNSS观测的时间不小于6.5小时。

4.根据权利要求1所述的一种垂线偏差测量方法,其特征在于,所述步骤s2中,流体静力水准测量装置的测量次数不小于三次,即至少在GNSS观测开始时、GNSS观测中间以及GNSS观测结束时各测量一次。

5.根据权利要求1所述的一种垂线偏差测量方法,其特征在于,所述步骤s2中,在利用流体静力水准测量装置测量时,采用目视接触法测量导管内液面的位置,即利用转动测微器带动触针上下移动,当触针移动到触针尖端的实像和虚像正好接触时,由目视测定,而液面的位置读数则由测微鼓读出。

6.根据权利要求1所述的一种垂线偏差测量方法,其特征在于,所述步骤s3中,滑动平均法采用的滑动步长不小于5min。