專利名稱：一種坡面綜合測量儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于地形測量儀器領(lǐng)域，具體來講就是一種坡長、坡度、坡向綜合測量儀。
背景技術(shù)：
坡長、坡度、坡向的測量是獲取坡地特征數(shù)據(jù)的必要手段，是地質(zhì)調(diào)查、工程建設(shè)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、水土流失調(diào)查、土壤侵蝕防治的重要數(shù)據(jù)來源。但傳統(tǒng)的坡長測量方法，是利用卷尺或者竹竿對坡長進(jìn)行測量，這不僅需要多人協(xié)同操作，而且測量速度慢，很難滿足大面積的地形測量需要；利用傳統(tǒng)的全站儀、經(jīng)緯儀等精密儀器對坡度進(jìn)行測量，雖然精度較高，但儀器笨重，操作繁瑣，測量效率較低，羅盤、水平尺等坡度測量工具雖然攜帶較便捷，但測量誤差較大，還容易受磁場、濕度等外界環(huán)境影響。而且針對于一個坡面的坡長、坡度、坡向三個特征數(shù)據(jù)的獲取，傳統(tǒng)方法是使用多種不同的裝置分別獲取的，不僅效率較低，而且測量精度參差不齊。

發(fā)明內(nèi)容
為了能克服傳統(tǒng)坡面測量設(shè)備和方法的不足，本發(fā)明提供一種能同時測量坡長、坡度、坡向的裝置，該裝置具有操作簡便、高效實(shí)用的特點(diǎn)。本發(fā)明的目的是通過以下設(shè)計(jì)加以實(shí)現(xiàn)的裝置主要包括激光測距儀、測距儀固定器、坡向測量羅盤、圓形水準(zhǔn)器、支撐桿5個部分。激光測距儀通過測距儀固定器固定在支撐桿上，支撐桿上同時還固定有坡向測量羅盤和圓形水準(zhǔn)器。激光測距儀提供測距儀到坡底點(diǎn)(或坡頂點(diǎn))的直線距離；測距儀固定器在固定測距儀的同時，上面的軸狀刻度尺提供激光測距儀發(fā)射的激光和水平面的夾角；支撐桿提供激光測距儀距地面的垂直高度；圓形水準(zhǔn)器用于調(diào)節(jié)支撐桿保證其垂直于大地水準(zhǔn)面；坡向測量羅盤提供坡面的坡向。當(dāng)支撐桿插入地面并瞄準(zhǔn)坡底點(diǎn)(或坡頂點(diǎn))后，調(diào)整圓水準(zhǔn)器使支撐桿垂直于大地水準(zhǔn)面，此時激光測距儀、坡底點(diǎn)(或坡頂點(diǎn))、坡底點(diǎn)所在水平面和支撐桿延長線的交點(diǎn)就構(gòu)成了一個直角三角形，該直角三角形和坡面直角三角形共用一條直角邊。根據(jù)解直角三角形的原理，在已知的激光測距儀測得的斜邊和測距儀固定器測得的一個銳角的情況下，可以求得該直角三角形的任何一條邊的長度和任何一個角的度數(shù)，又根據(jù)支撐桿的長度，可以求出坡面三角形的另一條直角邊的長度，解坡面直角三角形，就可得出坡長和坡度兩個數(shù)據(jù)。坡向測量羅盤利用地磁原理，可得到坡面的坡向。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是
(1)結(jié)構(gòu)簡單，集成度高，攜帶方便。
(2)測量快速精準(zhǔn)，操作簡單高效。
(3)測量結(jié)果數(shù)字化，存取安全快捷。


圖1是一種坡面綜合測量儀的結(jié)構(gòu)圖。
圖2是激光測距儀的示意圖。圖3是測距儀固定器示意圖。圖4是坡向測量羅盤的示意圖。圖5是圓形水準(zhǔn)器的示意圖。圖6是支撐桿的示意圖。圖7是一種坡面綜合測量儀的原理圖。圖中I為激光測距儀，2為測距儀固定器，3為坡向測量羅盤，4為原型水準(zhǔn)器，5為支撐桿，Ia為瞄準(zhǔn)器，Ib為激光發(fā)生和接收器，Ic為顯示屏，Id為鍵盤，2a為傾角測量器，2b為連桿，3a為羅盤指針，3b為羅盤指示盤。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行一步說明如圖1所示，一種坡面綜合測量儀主要包括激光測距儀(I)、測距儀固定器(2)、坡向測量羅盤(3)、圓形水準(zhǔn)器(4)、支撐桿(5)5個部分。如圖2所示，激光測距儀主要由瞄準(zhǔn)器(la)、激光發(fā)生和接收器(lb)、顯示屏(Ic)、鍵盤(Id) 4個部分組成，激光測距儀的主要功能是在瞄準(zhǔn)坡頂或者坡底后，通過激光測距原理測得測距儀到坡頂或者坡底的直線距離，在測距儀中嵌入了計(jì)算程序，在利用鍵盤輸入測距儀傾角和高度后，自動解算出坡長和坡度，并在數(shù)字顯示屏上顯示出來。如圖3所示，測距儀固定器主要由傾角測量器(2a)和連桿(2b)兩個部分組成，連桿主要用來固定測距儀和提供測距儀偏轉(zhuǎn)基準(zhǔn)，傾角測量器為半圓形刻度，正中心為0度，前后量程各90度，當(dāng)測距儀發(fā)生偏轉(zhuǎn)時，在連桿上的固定刻度線保持不變，半圓形刻度偏離固定刻度線的值即為測距儀偏轉(zhuǎn)的角度。如圖4所示，坡向羅盤主要由羅盤指針(3a)和羅盤指示盤(3b)兩個部分組成，羅盤指針實(shí)質(zhì)為指南針，利用地磁原理提供一個恒定的南北方向，羅盤指示盤將測量坡面的坡向劃分為8個方向。如圖5所示，水準(zhǔn)器為普通的液體圓形水準(zhǔn)器。水準(zhǔn)器平面和支撐桿是垂直的，當(dāng)水準(zhǔn)器當(dāng)中的氣泡居中時，支撐桿保持垂直。如圖6所示，支撐桿是一個長125cm的金屬桿，支撐桿底部有長2cm的尖頭，桿外側(cè)刻有長度刻度值，刻度值從上到下依次遞增，用來指示激光測距儀的高度，當(dāng)支撐桿置于堅(jiān)硬地面時，測距儀高度固定，為127cm，當(dāng)支撐桿置于松軟地面時，支撐桿插入地表，測距儀高度可以從支撐桿的刻度尺上讀取出來。如圖7所示，一種坡面綜合測量儀工作的原理為在激光測距儀瞄準(zhǔn)坡腳點(diǎn)后，測量測距儀到坡腳或者坡頂?shù)膬A斜直線距離C，測距儀固定器獲取激光測距儀和水平面的夾角@，解直角三角形就可求出兩條直角邊b和e的長度，利用水準(zhǔn)器使支撐桿垂直后，同過支撐桿上的刻度尺讀取激光測距儀距離地面的高度a，則地面到水準(zhǔn)面的高度為b-a，根據(jù)勾股定理，坡面的長度 e= [e2+(b_a)2]1/2,坡度 0 = arctan[ (b_a)/e]。綜上所述，一種坡面綜合測量儀的使用步驟為在待測量的坡面的頂端(或者底端)選項(xiàng)合適的測量點(diǎn)，將支撐桿插在測量點(diǎn)上，利用激光測距儀發(fā)射的激光紅點(diǎn)或者測距儀上的瞄準(zhǔn)器將激光測距儀對準(zhǔn)坡底(或者坡頂)，讀取傾角測量器上的測距儀傾斜角，讀取支撐桿上的測距儀高度，將兩個數(shù)據(jù)分別輸入到測距儀內(nèi)，然后調(diào)整圓形水準(zhǔn)器，使測距儀保持垂直，按下測距開關(guān)，測量測距儀到坡底(或者坡頂)的距離，通過解算顯示出坡面的長度和坡度，并存檔記錄。
權(quán)利要求
1.一種坡面綜合測量儀，主要包括激光測距儀、測距儀固定器、坡向測量羅盤、圓形水準(zhǔn)器、支撐桿5個部分，其特征是激光測距儀通過測距儀固定器固定在支撐桿上，支撐桿上同時還固定有坡向測量羅盤和圓形水準(zhǔn)器。
2.一種坡面綜合測量儀，其特征是所述的激光測距儀主要由瞄準(zhǔn)器、激光發(fā)生和接收器、顯示屏、鍵盤4個部分組成，激光測距儀的主要功能是在瞄準(zhǔn)坡頂或者坡底后，通過激光測距原理測得測距儀到坡頂或者坡底的直線距離，在測距儀中嵌入了計(jì)算程序，在利用鍵盤輸入測距儀傾角和高度后，自動解算出坡長和坡度，并在數(shù)字顯示屏上顯示出來。
3.一種坡面綜合測量儀，其特征是所述的測距儀固定器主要由傾角測量器和連桿兩個部分組成，連桿主要用來固定測距儀和提供測距儀偏轉(zhuǎn)基準(zhǔn)，傾角測量器為半圓形刻度，正中心為O度，前后量程各90度，當(dāng)測距儀發(fā)生偏轉(zhuǎn)時，在連桿上的固定刻度線保持不變，半圓形刻度偏離固定刻度線的值即為測距儀偏轉(zhuǎn)的角度。
4.一種坡面綜合測量儀，其特征是所述的坡向羅盤主要由羅盤指針和羅盤指示盤兩個部分組成，羅盤指針實(shí)質(zhì)為指南針，利用地磁原理提供一個恒定的南北方向，羅盤指示盤將測量坡面的坡向劃分為8個方向。
5.一種坡面綜合測量儀，其特征是所述的水準(zhǔn)器為普通的液體圓形水準(zhǔn)器，水準(zhǔn)器平面和支撐桿是垂直的，當(dāng)水準(zhǔn)器當(dāng)中的氣泡居中時，支撐桿保持垂直。
6.一種坡面綜合測量儀，其特征是所述的支撐桿是一個長125cm的金屬桿，支撐桿底部有長2cm的尖頭，桿外側(cè)刻有長度刻度值，刻度值從上到下依次遞增，用來指示激光測距儀的高度，當(dāng)支撐桿置于堅(jiān)硬地面時，測距儀高度固定，為127cm，當(dāng)支撐桿置于松軟地面時，支撐桿插入地表，測距儀高度可以從支撐桿的刻度尺上讀取出來。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種坡長、坡度、坡向的綜合測量裝置。它主要包括激光測距儀、測距儀固定器、坡向測量羅盤、圓形水準(zhǔn)器、支撐桿5個部分，激光測距儀通過測距儀固定器固定在支撐桿上，支撐桿上同時還固定有坡向測量羅盤和圓形水準(zhǔn)器。裝置利用相似三角形和解直角三角形的原理，求得坡長和坡度，利用地磁原理，得到坡向。具有便捷、高效、一體化操作等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號G01C3/00GK103063195SQ201210533500
公開日2013年4月24日 申請日期2012年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月12日
發(fā)明者胡云華, 賀秀斌, 張一瀾, 鮑玉海, 郭豐, 唐強(qiáng), 鐘榮華 申請人:中國科學(xué)院、水利部成都山地災(zāi)害與環(huán)境研究所