專利名稱：一種多功能測(cè)量的數(shù)字地質(zhì)羅盤儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于地質(zhì)羅盤儀技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種多功能測(cè)量的數(shù)字地質(zhì)羅盤儀。
背景技術(shù)：
目前，地質(zhì)羅盤儀均是機(jī)械式指針設(shè)計(jì)，常用于測(cè)量各種地質(zhì)構(gòu)造的方位角(走向、傾向)、傾角。這種羅盤有如下缺點(diǎn):(I)測(cè)量精度誤差大:比如在測(cè)量方位時(shí)需要首先保持相對(duì)水平，這就需要觀察用于測(cè)量水平的水銀泡居中平衡狀態(tài)，由于手持羅盤產(chǎn)生的顫動(dòng)此時(shí)會(huì)存在觀察誤差。在相對(duì)水平后讀取數(shù)據(jù)時(shí)或讀取指針漂移中心值或手動(dòng)控制指針停止擺動(dòng)，這時(shí)也會(huì)產(chǎn)生至少1-3度的誤差，與前述誤差累積會(huì)產(chǎn)生更大的誤差。而在機(jī)械部件老化及使用環(huán)境惡劣時(shí)，傳統(tǒng)羅盤的誤差會(huì)更大。測(cè)量傾角時(shí)需要首先獲取水平方向，也同樣會(huì)產(chǎn)生較大誤差；(2)操作效率低:傳統(tǒng)羅盤由于在測(cè)量時(shí)受到前述保持水銀泡的平衡、觀測(cè)指針平衡都比較費(fèi)時(shí)，并且往往需要重復(fù)多次才能獲取比較準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)；測(cè)量傾角時(shí)也需要重復(fù)上述過程，故此需要花費(fèi)相對(duì)較多的時(shí)間，這在礦井井下較惡劣甚至不安全的條件下，使用這種羅盤儀就有十分明顯的不足。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型解決的問題在于提供一種多功能測(cè)量的數(shù)字地質(zhì)羅盤儀，其測(cè)量精度高且操作效率高，同時(shí)具備衛(wèi)星定位、氣溫、氣壓、高程數(shù)據(jù)的采集與各類數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)功能。本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:—種多功能測(cè)量的數(shù)字地質(zhì)羅盤儀，包括殼體，殼體內(nèi)設(shè)置有分別與存儲(chǔ)與控制電路相連接的氣壓高程測(cè)量電路、方位角與傾角數(shù)據(jù)采集調(diào)理電路、衛(wèi)星定位模塊、電源電路和顯示模塊；存儲(chǔ)與控制電路讀取方位角與傾角數(shù)據(jù)采集調(diào)理電路所測(cè)量到的方位角與傾角原始數(shù)據(jù)，經(jīng)運(yùn)算獲得方位角、仰俯角和側(cè)滾角，將方位角、仰俯角和側(cè)滾角數(shù)據(jù)，并實(shí)時(shí)顯示在顯示模塊的顯示屏上；存儲(chǔ)與控制電路讀取氣壓高程測(cè)量電路所測(cè)量到的氣壓、溫度數(shù)據(jù)，經(jīng)運(yùn)算獲得高程，將氣壓、溫度、高程數(shù)據(jù)，并在顯示模塊的顯示屏上顯示；存儲(chǔ)與控制電路讀取衛(wèi)星定位模塊所測(cè)量到的經(jīng)緯度，將經(jīng)緯度數(shù)據(jù)在顯示模塊的顯示屏上顯示。所述的方位角與傾角數(shù)據(jù)采集調(diào)理電路包括磁傳感器、加速度傳感器和A/D轉(zhuǎn)換器，A/D轉(zhuǎn)換器將磁傳感器、加速度傳感器所采集的原始數(shù)據(jù)的調(diào)理并將其發(fā)送給存儲(chǔ)與控制電路。所述磁傳感器為3軸磁傳感器，所述加速度傳感器為3軸加速度傳感器；或者是集成3軸磁傳感器與3軸加速度傳感器的集成傳感器。所述的殼體內(nèi)還設(shè)有與存儲(chǔ)與控制電路相連接的激光模塊，存儲(chǔ)與控制電路控制激光模塊的激光指向和/或激光投線；存儲(chǔ)與控制電路控制激光模塊的激光指向，使激光模塊發(fā)射一束與當(dāng)前羅盤儀方位角一致的激光束；存儲(chǔ)與控制電路控制激光模塊的激光投線，使激光模塊發(fā)射一條與當(dāng)前羅盤儀傾斜角度一致的激光線。所述的氣壓高程測(cè)量電路包括氣壓力傳感器和轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換器將氣壓力傳感器所采集的氣壓、溫度原始數(shù)據(jù)的調(diào)理并將其發(fā)送給存儲(chǔ)與控制電路。所述的衛(wèi)星定位模塊還連接有天線，采用GPS定位模塊、北斗系統(tǒng)定位模塊、格洛納斯定位模塊、伽利略系統(tǒng)定位模塊中的一種或幾種組合；衛(wèi)星定位模塊將所檢測(cè)的定位信息發(fā)送給存儲(chǔ)與控制電路。所述存儲(chǔ)與控制電路包括通過數(shù)據(jù)總線相連接的控制器和存儲(chǔ)器。所述的顯示模塊包括顯示驅(qū)動(dòng)電路和顯示屏，顯示驅(qū)動(dòng)電路在存儲(chǔ)與控制電路的控制下驅(qū)動(dòng)顯示屏，將相應(yīng)的內(nèi)容顯示在顯示屏。當(dāng)顯示在顯示模塊上數(shù)據(jù)需要保存時(shí)，在存儲(chǔ)至存儲(chǔ)與控制模塊的控制下，該數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)至存儲(chǔ)與控制模塊。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下有益的技術(shù)效果:本實(shí)用新型提供的多功能測(cè)量的數(shù)字地質(zhì)羅盤儀，利用方位角與傾角數(shù)據(jù)采集調(diào)理電路對(duì)方位角、傾斜角度進(jìn)行采集，且操作十分便利，可以在不必刻意保持羅盤水平下實(shí)時(shí)讀取，大幅減少操作時(shí)間。利用氣壓高程測(cè)量電路所測(cè)量到的氣壓、溫度數(shù)據(jù)，經(jīng)運(yùn)算獲得高程，并通過衛(wèi)星定位模塊所測(cè)量到的經(jīng)緯度和高程數(shù)據(jù)；這樣可以及時(shí)為野外地質(zhì)工作者提供包括方位角、傾角及衛(wèi)星定位、氣溫、氣壓和高程等必要的環(huán)境數(shù)據(jù)依據(jù)，對(duì)野外地質(zhì)工作具有顯著的實(shí)用價(jià)值。進(jìn)一步，本實(shí)用新型提供的多功能測(cè)量的數(shù)字地質(zhì)羅盤儀，在存儲(chǔ)與控制電路的配合下，利用磁傳感器單元電路，輔助以激光模塊的激光指向功能實(shí)現(xiàn)對(duì)方位角進(jìn)行采集；利用傾角傳感器單元電路，輔助以激光模塊的激光投線功能，對(duì)傾斜角度進(jìn)行采集，且操作十分便利，大幅提高測(cè)量的精準(zhǔn)度，可以在不必刻意保持羅盤水平下實(shí)時(shí)讀取，大幅減少操作時(shí)間。

圖1是本實(shí)用新型多功能測(cè)量的數(shù)字地質(zhì)羅盤儀的連接示意圖；圖2是本實(shí)用新型多功能測(cè)量的數(shù)字地質(zhì)羅盤儀的結(jié)構(gòu)框圖；圖3是本實(shí)用新型多功能測(cè)量的數(shù)字地質(zhì)羅盤儀的使用操作流程圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步詳細(xì)的說明，所述是對(duì)本實(shí)用新型的解釋而不是限定。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型礦用數(shù)字地質(zhì)羅盤儀做詳細(xì)描述:參見圖1、圖2，一種多功能測(cè)量的數(shù)字地質(zhì)羅盤儀，包括殼體，殼體內(nèi)設(shè)置有分別與存儲(chǔ)與控制電路相連接的氣壓高程測(cè)量電路、激光模塊、方位角與傾角數(shù)據(jù)采集調(diào)理電路、衛(wèi)星定位模塊、電源電路和顯示模塊；存儲(chǔ)與控制電路讀取方位角與傾角數(shù)據(jù)采集調(diào)理電路所測(cè)量到的方位角與傾角數(shù)據(jù)，經(jīng)運(yùn)算獲得仰俯角和側(cè)滾角，將方位角、仰俯角和側(cè)滾角在顯示模塊的顯示屏上顯示，并可予以存貯；存儲(chǔ)與控制電路讀取氣壓高程測(cè)量電路所測(cè)量到的氣壓、溫度數(shù)據(jù)，經(jīng)運(yùn)算獲得高程，將氣壓、溫度、高程在顯示模塊的顯示屏上顯示，并可予以存貯；存儲(chǔ)與控制電路讀取衛(wèi)星定位模塊所測(cè)量到的經(jīng)緯度和高程數(shù)據(jù)，將經(jīng)緯度和高程在顯示模塊的顯示屏上顯示，并可予以存貯。進(jìn)一步，存儲(chǔ)與控制電路控制激光模塊的激光指向功能，該功能能夠使羅盤儀發(fā)射一個(gè)與當(dāng)前羅盤儀方位角一致的激光束，輔助方位角測(cè)量時(shí)測(cè)量方位的確定；存儲(chǔ)與控制電路控制激光模塊的激光投線功能，該功能能夠使羅盤儀發(fā)射一條與當(dāng)前羅盤儀傾斜角度(仰俯角和側(cè)滾角)一致的激光線，輔助傾角測(cè)量時(shí)測(cè)量當(dāng)前對(duì)象傾斜角度的確定；下面對(duì)各電路(模塊)進(jìn)行詳細(xì)的說明:氣壓高程測(cè)量電路，包括氣壓力傳感器和轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換器將氣壓力傳感器所采集的氣壓、溫度原始數(shù)據(jù)的調(diào)理并將其發(fā)送給存儲(chǔ)與控制電路。具體采用大氣壓力傳感器，與存儲(chǔ)與控制電路配合，完成大氣壓力、溫度采集，并換算成高程數(shù)據(jù)的功能。所述的氣壓高程測(cè)量電路核心為大氣壓力傳感器。方位角與傾角數(shù)據(jù)采集調(diào)理電路:包括磁傳感器、加速度傳感器和A/D轉(zhuǎn)換器，A/D轉(zhuǎn)換器將磁傳感器、加速度傳感器所采集的原始數(shù)據(jù)的調(diào)理并將其發(fā)送給存儲(chǔ)與控制電路。所述的方位角與傾角數(shù)據(jù)采集調(diào)理電路核心為磁傳感器、加速度傳感器，磁傳感器調(diào)理采集地磁場(chǎng)值作為計(jì)算磁方位角的原始數(shù)據(jù)，加速度傳感器調(diào)理采集重力加速度變化值作為傾斜角的原始值。具體的所述磁傳感器為3軸磁傳感器，所述加速度傳感器為3軸加速度傳感器。還可采用將3軸磁傳感器與3軸加速度傳感器的集成設(shè)計(jì)，即3軸磁力計(jì)和3軸加速計(jì)的集成傳感器。激光模塊:所述激光模塊具備激光指向功能與激光投線功能。采用微型的以激光二極管為核心的模組設(shè)計(jì)，可以直接采用目前常見的微型激光束模組、“一字”激光模組，具備投射點(diǎn)狀激光、“一字”線激光功能。激光指向功能能夠使羅盤儀發(fā)射一個(gè)與當(dāng)前羅盤儀方位角一致的激光束，輔助方位角測(cè)量時(shí)測(cè)量方位的確定；激光投線功能能夠使羅盤儀發(fā)射一條與當(dāng)前羅盤儀傾斜角度(仰俯角和側(cè)滾角)一致的連續(xù)激光線，輔助傾角測(cè)量時(shí)測(cè)量當(dāng)前對(duì)象傾斜角度的確定；衛(wèi)星定位模塊:采用衛(wèi)星定位芯片，與存儲(chǔ)與控制電路配合，完成觀測(cè)點(diǎn)經(jīng)緯度及高程坐標(biāo)數(shù)據(jù)的獲取功能?？刹捎肎PS定位模塊、北斗系統(tǒng)定位模塊、格洛納斯定位模塊、伽利略系統(tǒng)定位模塊中的一種或幾種組合。存儲(chǔ)與控制模塊:包括通過數(shù)據(jù)總線相連接的控制器和存儲(chǔ)器，對(duì)整個(gè)羅盤操作的電路控制、數(shù)據(jù)處理，如總電源開關(guān)、顯示控制、上述傳感器采集數(shù)據(jù)的加工處理、方位角、傾角、氣溫、氣壓、高程等數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、顯示內(nèi)容控制等。顯示模塊:包括顯示驅(qū)動(dòng)電路和顯示屏，驅(qū)動(dòng)電路在存儲(chǔ)與控制電路指令控制下驅(qū)動(dòng)顯示屏。具體的采用液晶屏顯示模組，用于顯示結(jié)果數(shù)據(jù)如方位角、橫滾角、仰俯角度、氣溫、氣壓高程數(shù)據(jù)及方位變化模擬圖形、仰俯與橫滾模擬圖形等(仰俯角指當(dāng)前航向即方位角方向線相對(duì)水平面的夾角；橫滾角指羅盤平面垂直于航向方向與水平面的夾角)。當(dāng)顯示在顯示模塊上數(shù)據(jù)需要保存時(shí)，在存儲(chǔ)至存儲(chǔ)與控制模塊的控制下，該數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)至存儲(chǔ)與控制模塊。電源電路:負(fù)責(zé)全系統(tǒng)的電路供電。進(jìn)一步，還設(shè)有與存儲(chǔ)與控制電路相連接的數(shù)據(jù)輸出端口。如圖3所示，本實(shí)用新型多功能測(cè)量的數(shù)字地質(zhì)羅盤儀，其操作過程包括如下步驟:I)方位角、傾角數(shù)據(jù)采集:存儲(chǔ)及控制電路通過方位角與傾角采集電路中的處理芯片讀取各傳感器的地磁場(chǎng)數(shù)據(jù)與加速度變化數(shù)據(jù)。在必要時(shí)(如需要準(zhǔn)確對(duì)準(zhǔn)測(cè)量方向、測(cè)量對(duì)象的傾斜趨勢(shì)等)開啟相應(yīng)的激光指向、激光投線功能，進(jìn)行輔助測(cè)量，可以獲取更為準(zhǔn)確的對(duì)象特征(方位角、傾角)數(shù)據(jù)。2)氣壓高程測(cè)量電路數(shù)據(jù)采集:通過氣壓高程測(cè)量電路中的處理芯片讀取大氣壓力傳感器的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)原始溫度、大氣壓力數(shù)據(jù)的獲取，進(jìn)而通過運(yùn)算獲得高程數(shù)據(jù)或高程數(shù)據(jù)。3)衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)采集:通過衛(wèi)星定位模塊，實(shí)現(xiàn)對(duì)觀測(cè)點(diǎn)位置坐標(biāo)的經(jīng)緯度值、高程數(shù)據(jù)的獲取。這樣就可以提供兩種途徑所獲得的高程數(shù)據(jù)，可以進(jìn)一步相互印正。4)數(shù)據(jù)處理:存儲(chǔ)及控制電路對(duì)數(shù)據(jù)采集電路采集的數(shù)據(jù)在控制電路中進(jìn)行加工處理，按照各類傳感器原始數(shù)據(jù)，計(jì)算出最終方位角、仰俯、橫滾角度、經(jīng)緯度、對(duì)大氣壓數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理獲取高程，必要時(shí)通過進(jìn)行溫度補(bǔ)償運(yùn)算可以獲取更高精度的高程數(shù)據(jù)或直接使用衛(wèi)星定位的高程數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)顯示與存儲(chǔ)對(duì)上述處理完畢的數(shù)據(jù)由控制電路發(fā)送指令到顯示模塊進(jìn)行顯示，控制電路負(fù)責(zé)對(duì)顯示內(nèi)容的控制。必要時(shí)存儲(chǔ)顯示結(jié)果，如經(jīng)緯度、溫度、氣壓、高程、方位角、仰俯、橫滾等。本實(shí)用新型提供的多功能測(cè)量的數(shù)字地質(zhì)羅盤儀集合激光技術(shù)、衛(wèi)星定位技術(shù)、氣壓傳感器技術(shù)、電子羅盤技術(shù)、加速度檢測(cè)技術(shù)，將有效避免傳統(tǒng)羅盤儀設(shè)計(jì)的不足，并且具備更加適合野外地質(zhì)調(diào)查環(huán)境使用的優(yōu)點(diǎn)，成為地質(zhì)工作者的新型工作利器，還可以廣泛應(yīng)用于戶外運(yùn)動(dòng)等領(lǐng)域。具體的，本實(shí)用新型采用目前市場(chǎng)上可以方便購買到的激光模組、氣壓傳感器、溫度傳感器、磁傳感器、加速度傳感器，并配以相應(yīng)的處理芯片，完成各個(gè)功能單元的電路設(shè)計(jì)及存儲(chǔ)與控制電路的連接通訊，從而完成較高精度、同時(shí)能夠獲取觀測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)、氣溫、氣壓、高程數(shù)據(jù)的地質(zhì)羅盤儀。其中:(I)當(dāng)前市場(chǎng)上的電子羅盤，也叫數(shù)字指南針，是利用磁傳感器測(cè)量地磁場(chǎng)來定北極的一種裝置。它只能測(cè)量方位，不能用于測(cè)量傾斜角度。這種電子羅盤或稱數(shù)字羅盤已經(jīng)廣泛應(yīng)用于手機(jī)、筆記本電腦、消費(fèi)類電子、汽車導(dǎo)航系統(tǒng)和個(gè)人導(dǎo)航系統(tǒng)等領(lǐng)域。這種電子羅盤可以分為平面電子羅盤和三維(軸)電子羅盤。平面電子羅盤要求用戶在使用時(shí)必須保持羅盤的水平，否則當(dāng)羅盤發(fā)生傾斜時(shí)，也會(huì)給出航向的變化而實(shí)際上航向并沒有變化。三維(軸)電子羅盤克服了平面電子羅盤在使用中的嚴(yán)格限制，因?yàn)槿S(軸)電子羅盤在其內(nèi)部加入了傾角傳感器，如果羅盤發(fā)生傾斜時(shí)可以對(duì)羅盤進(jìn)行傾斜補(bǔ)償，這樣即使羅盤發(fā)生傾斜，航向(方位)數(shù)據(jù)依然準(zhǔn)確無誤。有時(shí)為了克服溫度漂移，羅盤也可內(nèi)置溫度補(bǔ)償裝置，最大限度減少傾斜角和指向角的溫度漂移。(2)激光模組:用于投射一條激光束、激光線，激光具有投射距離遠(yuǎn)，擴(kuò)散小的特點(diǎn)，廣泛用于工業(yè)、民用的各類需要精確標(biāo)定方向、水平線的各類場(chǎng)合，如激光指向儀、精密車床加工的投線儀等。由于本多功能羅盤儀是一種便攜設(shè)備，可以采用市場(chǎng)上常見的波長650nm、功耗在5mW左右的微型激光模組，也可以采購相應(yīng)的激光二極管等核心部件，自行設(shè)計(jì)該組件。(3)加速度傳感器(傾角傳感器)，它可以在傾斜檢測(cè)應(yīng)用中測(cè)量靜態(tài)重力加速度，還可以測(cè)量運(yùn)動(dòng)或沖擊導(dǎo)致的動(dòng)態(tài)加速度。其高分辨率足以能夠測(cè)量不到0.1°的傾斜角度變化。此類芯片采用超低功耗3軸加速度計(jì)，可以同時(shí)讀取沿航向(方位角方向)上的仰俯角度和垂直航向的橫滾角度，分辨率高，可以滿足對(duì)各類對(duì)象的傾斜角度的測(cè)量。并且由于同時(shí)可以讀取仰俯、橫滾兩個(gè)角度，而給羅盤讀取傾角帶來操作上的便利(不必刻意旋轉(zhuǎn)羅盤，可以讀取即時(shí)的傾角)。(4)大氣壓力傳感器，如BMP085傳感器，并配合數(shù)據(jù)處理電路設(shè)計(jì)，結(jié)合存儲(chǔ)控制電路完成溫度、氣壓數(shù)據(jù)獲取，并通過大氣壓與高程的近似線性的轉(zhuǎn)換算法，獲取高程數(shù)據(jù)。當(dāng)前，大氣壓力傳感器廣泛應(yīng)用于戶外運(yùn)動(dòng)、體育、醫(yī)療健康、天氣預(yù)報(bào)等領(lǐng)域，可以實(shí)時(shí)的溫度、氣壓、高程數(shù)據(jù)的獲取。本實(shí)用新型的氣溫、氣壓、高程數(shù)據(jù)的獲取功能，即是采用此類大氣壓力傳感器設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。這樣，在地質(zhì)工作應(yīng)用中可以實(shí)現(xiàn)多種有價(jià)值數(shù)據(jù)的獲取，即數(shù)字地質(zhì)羅盤功能(獲取方位角、傾角)與氣溫、氣壓、高程獲取功能相配合，在提高地質(zhì)工作者的對(duì)地質(zhì)體進(jìn)行方位角、傾角測(cè)量工作效率的同時(shí)，還可以獲取到現(xiàn)場(chǎng)更為豐富的科考數(shù)據(jù)，同時(shí)為野外生存提供科考保障。(4)衛(wèi)星定位模塊，采用當(dāng)前常見四大衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng):美國的GPS (全球衛(wèi)星定位系統(tǒng))、中國的北斗系統(tǒng)、俄羅斯的格洛納斯系統(tǒng)、歐洲的伽利略系統(tǒng)技術(shù)的一種或多種核心芯片設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，獲取觀測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)信息，信息包括經(jīng)、緯度、高程等數(shù)據(jù)，衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于汽車導(dǎo)航、航海航空、地面測(cè)繪、軍事等領(lǐng)域。通過該模塊的功能可以使地質(zhì)工作者或戶外探險(xiǎn)者方便地獲得當(dāng)前的坐標(biāo)位置及高程數(shù)據(jù)，當(dāng)前GPS的地面定位精度為5-15m，北斗系統(tǒng)的精度為IOm左右。本實(shí)用新型通過對(duì)上述三方面進(jìn)行常規(guī)電子技術(shù)開發(fā)，實(shí)現(xiàn)礦用地質(zhì)羅盤儀讀取方位角、傾角的功能。具有如下優(yōu)點(diǎn):(I)精度高:兩種傳感器讀取的方位角精度一般可以達(dá)到3.0°、傾角測(cè)量精度一般可以達(dá)到0.1° ;配合激光指向、激光投線功能，能夠使用戶更加準(zhǔn)確地測(cè)量被測(cè)對(duì)象的特征值(方位角、傾角)。(2)操作十分便利:該數(shù)字羅盤在讀取方位角時(shí)由于采用三維(軸)技術(shù)，有角度補(bǔ)償功能，可以在不必刻意保持羅盤水平下實(shí)時(shí)讀取，大幅減少操作時(shí)間。( 3 )重量輕攜帶更加方便:由于該設(shè)計(jì)是基于電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)模式，可以實(shí)現(xiàn)羅盤重量僅為傳統(tǒng)羅盤的1/2，厚度尺寸達(dá)到傳統(tǒng)羅盤的1/3左右。(4)數(shù)據(jù)更為豐富:對(duì)于野外地質(zhì)工作者或戶外運(yùn)動(dòng)者除了一般地質(zhì)羅盤具有的測(cè)量方位、傾角功能外，更可以獲取經(jīng)緯度坐標(biāo)、溫度、壓力、高程等數(shù)據(jù)，從而為地質(zhì)工作提供更為豐富可靠的成果，同時(shí)，為野外工作者的生存能力提供保障。以上所述僅為本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式，不是全部或唯一的實(shí)施方式，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員通過閱讀本實(shí)用新型說明書而對(duì)本實(shí)用新型技術(shù)方案采取的任何等效的變換，均為本實(shí)用新型的權(quán)利要求所涵蓋。
權(quán)利要求1.一種多功能測(cè)量的數(shù)字地質(zhì)羅盤儀，其特征在于，包括殼體，殼體內(nèi)設(shè)置有分別與存儲(chǔ)與控制電路相連接的氣壓高程測(cè)量電路、方位角與傾角數(shù)據(jù)采集調(diào)理電路、衛(wèi)星定位模塊、電源電路和顯示模塊； 存儲(chǔ)與控制電路讀取方位角與傾角數(shù)據(jù)采集調(diào)理電路所測(cè)量到的方位角與傾角原始數(shù)據(jù)，經(jīng)運(yùn)算獲得方位角、仰俯角和側(cè)滾角，將方位角、仰俯角和側(cè)滾角數(shù)據(jù)，并實(shí)時(shí)顯示在顯示模塊的顯示屏上； 存儲(chǔ)與控制電路讀取氣壓高程測(cè)量電路所測(cè)量到的氣壓、溫度數(shù)據(jù)，經(jīng)運(yùn)算獲得高程，將氣壓、溫度、高程數(shù)據(jù)，并在顯示模塊的顯示屏上顯示； 存儲(chǔ)與控制電路讀取衛(wèi)星定位模塊所測(cè)量到的經(jīng)緯度，將經(jīng)緯度數(shù)據(jù)在顯示模塊的顯示屏上顯示。
2.如權(quán)利要求1所述的多功能測(cè)量的數(shù)字地質(zhì)羅盤儀，其特征在于，所述的方位角與傾角數(shù)據(jù)采集調(diào)理電路包括磁傳感器、加速度傳感器和A/D轉(zhuǎn)換器，A/D轉(zhuǎn)換器將磁傳感器、加速度傳感器所采集的原始數(shù)據(jù)的調(diào)理并將其發(fā)送給存儲(chǔ)與控制電路。
3.如權(quán)利要求2所述的多功能測(cè)量的數(shù)字地質(zhì)羅盤儀，其特征在于，所述磁傳感器為3軸磁傳感器，所述加速度傳感器為3軸加速度傳感器； 或者是集成3軸磁傳感器與3軸加速度傳感器的集成傳感器。
4.如權(quán)利要求1所述的多功能測(cè)量的數(shù)字地質(zhì)羅盤儀，其特征在于，所述的殼體內(nèi)還設(shè)有與存儲(chǔ)與控制電路相連接的激光模塊，存儲(chǔ)與控制電路控制激光模塊的激光指向和/或激光投線； 存儲(chǔ)與控制電路控制激光模塊的激光指向，使激光模塊發(fā)射一束與當(dāng)前羅盤儀方位角一致的激光束； 存儲(chǔ)與控制電路控制激光模塊的激光投線，使激光模塊發(fā)射一條與當(dāng)前羅盤儀傾斜角度一致的激光線。
5.如權(quán)利要求1所述的多功能測(cè)量的數(shù)字地質(zhì)羅盤儀，其特征在于，所述的氣壓高程測(cè)量電路包括氣壓力傳感器和轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換器將氣壓力傳感器所采集的氣壓、溫度原始數(shù)據(jù)的調(diào)理并將其發(fā)送給存儲(chǔ)與控制電路。
6.如權(quán)利要求1所述的多功能測(cè)量的數(shù)字地質(zhì)羅盤儀，其特征在于，所述的衛(wèi)星定位模塊還連接有天線，采用GPS定位模塊、北斗系統(tǒng)定位模塊、格洛納斯定位模塊、伽利略系統(tǒng)定位模塊中的一種或幾種組合；衛(wèi)星定位模塊將所檢測(cè)的定位信息發(fā)送給存儲(chǔ)與控制電路。
7.如權(quán)利要求1所述的多功能測(cè)量的數(shù)字地質(zhì)羅盤儀，其特征在于，存儲(chǔ)與控制電路包括通過數(shù)據(jù)總線相連接的控制器和存儲(chǔ)器。
8.如權(quán)利要求1所述的多功能測(cè)量的數(shù)字地質(zhì)羅盤儀，其特征在于，所述的顯示模塊包括顯示驅(qū)動(dòng)電路和顯示屏，顯示驅(qū)動(dòng)電路在存儲(chǔ)與控制電路的控制下驅(qū)動(dòng)顯示屏，將相應(yīng)的內(nèi)容顯示在顯示屏。
9.如權(quán)利要求1所述的多功能測(cè)量的數(shù)字地質(zhì)羅盤儀，其特征在于，當(dāng)顯示在顯示模塊上數(shù)據(jù)需要保存時(shí)，在存儲(chǔ)至存儲(chǔ)與控制模塊的控制下，該數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)至存儲(chǔ)與控制模塊。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種多功能測(cè)量的數(shù)字地質(zhì)羅盤儀，包括殼體，殼體內(nèi)設(shè)置有分別與存儲(chǔ)與控制電路相連接的氣壓高程測(cè)量電路、方位角與傾角數(shù)據(jù)采集調(diào)理電路、衛(wèi)星定位模塊、激光模塊、電源電路和顯示模塊。本實(shí)用新型利用氣壓高程測(cè)量電路所測(cè)量到的氣壓、溫度數(shù)據(jù)，經(jīng)運(yùn)算獲得高程，并通過衛(wèi)星定位模塊所測(cè)量到的經(jīng)緯度和高程數(shù)據(jù)。這樣該數(shù)字地質(zhì)羅盤儀可以為野外地質(zhì)工作者提供包括方位角、傾角及衛(wèi)星定位、氣溫、氣壓和高程等必要的環(huán)境數(shù)據(jù)，對(duì)野外地質(zhì)工作具有顯著的實(shí)用價(jià)值。
文檔編號(hào)G01C17/00GK203083570SQ20132006993
公開日2013年7月24日 申請(qǐng)日期2013年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月6日
發(fā)明者馬培銓, 孫健, 馬慶勛 申請(qǐng)人:馬慶勛