[發明專利]便攜式GPS-RTK快速輔助測量墻角點裝置及其測量方法

有效

• 申請號: 201210109022.2
• 申請日: 2012-04-13
• 公開（公告）號: CN102621559A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發明（設計）人: 張為成;邢立新;賈俊乾;姜艷秋
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G01S19/14
• 分類號: G01S19/14
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 高媛

1.一種便攜式GPS-RTK快速輔助測量墻角點裝置及其測量方法，其特征在于所述便攜式GPS-RTK快速輔助測量墻角點裝置包括V形擋板(1)、連接板(2)、外尺(3)、內尺(4)、上限位片(5)、下限位片(6)、限位螺栓(7)、兩個V形固定框(8)和四個支撐片(9)，所述V形擋板(1)包括第一擋板(1-1)和第二擋板(1-2)，第一擋板(1-1)和第二擋板(1-2)垂直設置并制成一體，所述每個V形固定框(8)的兩端各連接有一個支撐片(9)，每個V形固定框(8)和其連接的兩個支撐片(9)連接為一體，兩個V形固定框(8)安裝在連接板(2)的上端面上，第一擋板(1-1)與所述一個V形固定框(8)上的兩個支撐片(9)固定連接，第二擋板(1-2)與另一個所述V形固定框(8)上的兩個支撐片(9)固定連接，連接板(2)的下端面的中心固定連接有內尺(4)，內尺(4)外套裝有外尺(3)，外尺(3)和內尺(4)均為圓筒形且筒壁均有刻度，外尺(3)為空心結構的圓筒，外尺(3)的上端面上設置有上限位片(5)，外尺(3)與上限位片(5)制成一體，上限位片(5)上加工有一個通孔(10)，外尺(3)的下端加工有連接口(12)，連接口(12)連接有GPS-RTK接收機的對中桿，內尺(4)為實心結構的圓筒，內尺(4)的筒壁沿長度方向上加工有一道凹槽(11)，內尺(4)的底部端面上設有下限位片(6)，內尺(4)與下限位片(6)制成一體，通孔(10)的直徑大于內尺(4)的直徑并小于下限位片(6)的直徑，限位螺栓(7)穿過外尺(3)的筒壁安裝在內尺(4)的凹槽(11)上。

2.根據權利要求1所述的便攜式GPS-RTK快速輔助測量墻角點裝置，其特征在于所述兩個V形固定框(8)以連接板(2)的上端面上的中心線為對稱軸分別安裝在連接板(2)的上端面表面上。

3.根據權利要求1所述的便攜式GPS-RTK快速輔助測量墻角點裝置，其特征在于所述內尺(4)固定連接在連接板(2)的中心處。

4.根據權利要求1所述的便攜式GPS-RTK快速輔助測量墻角點裝置，其特征在于所述外尺(3)和內尺(4)的筒壁上刻度總量程均為100厘米-150厘米。

5.一種利用權利要求1所述的裝置測量墻角點的測量方法，其特征在于，所述方法按照以下步驟實現：

第一步：準備工作，任意選取房屋的一個地面墻角點Q，并在墻角點Q的正上方合適的位置選取一個墻角點N，將第一擋板(1-1)和第二擋板(1-2)貼緊在此墻角點N處，調整內尺(4)和外尺(3)之間的距離，搜索能夠滿足測量條件的GPS-RTK衛星信號的內外尺延長線上任意選取的一點設置為A點，將連接口(12)與GPS-RTK接收機的對中桿連接，整平GPS-RTK接收機的對中桿，使外尺(3)與GPS-RTK的對中桿處于垂直狀態；

第二步：進行GPS-RTK測量，并對GPS-RTK測量數據進行自動存儲，記錄步驟一中所述A點坐標(X_A，Y_A，H_A)，同時記錄便攜式GPS-RTK快速輔助測量墻角點裝置的長度S_AQ；

第三步：將便攜式GPS-RTK快速輔助測量墻角點裝置處于豎直狀態，使V形擋板(1)與地面接觸，從而來測量從地面墻角點Q到第一擋板(1-1)和第二擋板(1-2)貼緊的墻角處點N的高差H_QN和外尺(3)的連接口(12)與GPS-RTK接收機的對中桿連接交點M到地面點A的高差H_AM；

第四步：重復第一步到第三步，利用便攜式GPS-RTK快速輔助測量墻角點裝置在QA連線的延長線上繼續測量任意點B和點C，并同時記錄下便攜式GPS-RTK快速輔助測量墻角點裝置的長度S_BQ和S_CQ；測量B點時緊貼在墻角上V形擋板(1)的位置到地面墻角點Q的高差和測量C點時緊貼在墻角上V形擋板(1)的位置到地面墻角點Q的高差；以及與之對應的測量B點時外尺(3)的連接口(12)與GPS-RTK的對中桿連接處交點到地面B點的高差和測量C點時外尺(3)的連接口(12)與GPS-RTK的對中桿連接處交點到地面C點的高差；

第五步：計算墻角點平面坐標：利用GPS-RTK采集和記錄的測量點A(X_A，Y_A，H_A)、B(X_B，Y_B，H_B)、C(X_C，Y_C，H_C)和所需要觀測的遮擋信號的墻角點Q點的平面坐標共線，可根據A、B兩點的平面坐標和到墻角點的距離S_AQ，S_BQ計算出墻角點Q的平面坐標，具體計算式是先通過A、B兩點平面坐標進行坐標反算，利用公式計算出直線BA的坐標方位角α_BA，然后再根據B點平面坐標和BQ的距離S_BQ進行坐標正算，利用公式X_Q＝X_B+S_BQ·cosα_BA及Y_Q＝Y_B+S_BQ·sinα_BA算出墻角點Q的平面坐標；再根據A、C兩點平面坐標和到墻角點的距離S_AQ，S_CQ計算出墻角點Q的平面坐標，并根據兩次計算檢驗Q點平面坐標，若兩組坐標之差在限差之內，可取其平均值作為最后結果；若不在限差之內，重新測量A、B、C三點直至兩組坐標之差在限差之內；

第六步：計算墻角點高程坐標，以通過測量點A來計算墻角點Q點高程為例，利用GPS-RTK采集并記錄的測量點A(X_A，Y_A，H_A)的高程坐標H_A、從地面墻角點Q點到第一擋板(1-1)和第二擋板(1-2)貼緊的墻角處點N的高差H_QN以及外尺(3)的連接口(12)與GPS-RTK接收機的對中桿連接交點M到地面A點的高差H_AM，來計算墻角點Q的高程H值；Q點的高程等于A點高程加上外尺(3)的連接口(12)與GPS-RTK接收機的對中桿連接交點M到地面A的高差H_AM，再減去從地面墻角點Q到第一擋板(1-1)和第二擋板(1-2)貼緊的墻角處點N的高差H_QN，即利用公式H_Q＝H_A+H_AM-H_QN計算出即可，同理可利用B、C兩點的高程H值來計算墻角點Q的高程H值，使之對墻角點高程進行檢核，若兩組高程之差在限差之內，可取其平均值作為最后結果；若兩組高程之差不在限差之內，重新測量直至兩組高程之差在限差之內。