[發明專利]基于相似三角形的懸高測量方法

有效

• 申請號: 201610352289.2
• 申請日: 2016-05-25
• 公開（公告）號: CN105758376B
• 公開（公告）日: 2018-02-16
• 發明（設計）人: 陳曉林;王文慶
• 申請（專利權）人: 中鐵上海設計院集團有限公司
• 主分類號: G01C3/26
• 分類號: G01C3/26;G01C3/30
• 代理公司: 上海申蒙商標專利代理有限公司31214
• 代理人: 徐小蓉

技術領域

本發明涉及測量技術領域，尤其是一種基于相似三角形的懸高測量方法。

背景技術

懸高測量是指對空中某點離地面的距離的測量，利用懸高測量原理測量空中待測點的高度其基本原理是利用水平距離及角度關系進行計算。因此懸高測量的前提是能進行測距與測角。

在鐵路測量中，當鐵路與高壓線相交時，需要測量鐵路設計線路上方一定范圍內高壓線某些點的高度，從而確定高壓線路是否影響鐵路施工及運營，此時需要對高壓線進行懸高測量，但當待測點下方有大面積水域、懸崖及其他不能立鏡的現場情況時，無法直接用全站儀測定待測點與測站之間的水平距離，此時不能用懸高測量方法，如以下情形。

設如圖1所示待測點P因點位下方為河流或水塘等其他不能立棱鏡的情形，因工程需求，需要測得P點上方高壓線的高程。

對于這一問題，因P點處不能立棱鏡，不能測得P（或P″）點到設站點的水平距離，因此無法直接用懸高測量程序進行測量。

發明內容

本發明的目的是根據上述現有技術的不足，提供了基于相似三角形的懸高測量方法，通過設置第一參考點和第二參考點結合相似三角形的幾何關系，實現待測點高程的計算。

本發明目的實現由以下技術方案完成：

一種基于相似三角形的懸高測量方法，用于測量一待測點的高程，其特征在于：所述測量方法至少包括以下步驟：

在已知空間坐標的點處設站，將地面任意已知空間坐標的點設為第一參考點，分別計算所述第一參考點和所述待測點在所述設站點的高程水平面的投影點的空間坐標；

通過所述設點站的空間坐標和所述待測點在所述設站點的高程水平面的投影點的空間坐標計算出兩者之間的水平距離；

通過所述設站點的空間坐標、所述第一參考點在所述設站點的高程水平面的投影點的空間坐標以及所述待測點在所述設站點的高程水平面的投影點的空間坐標計算出第一參考點在所述設站點的高程水平面的投影點與所述待測點在所述設站點的高程水平面的投影點相較所述設站點之間的夾角；

將所述設站點處的設備根據所述夾角的度數旋轉使其照準部朝向所述待測點在地面上的投影點的方向，并在該方向上定義第二參考點，所述第二參考點是位于所述設站點、所述待測點及所述待測點在地面上的投影點形成的平面上的點，且位于所述待測點在地面上的投影點的外側；

通過所述設站點的空間坐標和所述第二參考點在所述設站點的高程水平面的投影點的空間坐標計算出兩者之間的水平距離；

沿高度方向旋轉設備，使其照準部瞄準所述待測點，此時通過所測得的懸高值計算所述第二參考點在所述設站點與所述待測點連線上的投影點的空間坐標；

通過所述設站點與所述待測點在所述設站點的高程水平面的投影點之間的水平距離、所述設站點與所述第二參考點在所述設站點的高程水平面的投影點之間的水平距離，以及第二參考點在所述設站點與所述待測點連線上的投影點的空間坐標，根據相似三角形的幾何關系，計算所述待測點的高程。

所述根據相似三角形的幾何關系指的是，所述設站點、所述待測點以及所述待測點在所述設站點的高程水平面的投影點所組成的三角形，與所述設站點、所述第二參考點在所述設站點與所述待測點連線上的投影點以及所述第二參考點在所述設站點的高程水平面的投影點所組成的三角形為相似三角形。

根據相似三角形的幾何關系，計算所述待測點在所述設站點的高程水平面的投影點與所述待測點之間的距離，所述待測點的高程為該距離與所述設站點的高程之和。

本發明的優點是：公式推導過程簡單，且理論依據可靠；操作過程簡單，且高程測量精度高。

附圖說明

圖1為本發明的懸高測量原理圖。

具體實施方式

以下結合附圖通過實施例對本發明特征及其它相關特征作進一步詳細說明，以便于同行業技術人員的理解：

實施例：如圖1所示，欲求高壓線M″N″上待測點P″的高程，P″對應地面點P的平面坐標已知為（x_P，y_P），MN為M″N″在地面Ψ上的投影。

本實施例中基于三角形的懸高測量方法包括以下步驟：