[發明專利]一種地質剖面厚度測量裝置

在審

• 申請號: 202110191110.0
• 申請日: 2021-02-19
• 公開（公告）號: CN112797908A
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發明（設計）人: 李天祺;鞠星;劉建宇;陳潔;張賀然
• 申請（專利權）人: 中國自然資源航空物探遙感中心
• 主分類號: G01B11/06
• 分類號: G01B11/06
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 劉鳳玲

本發明涉及一種地質剖面厚度測量裝置，包括轉動連接的主測量模塊和副測量模塊以及測量模塊；所述主測量模塊包括主激光測距模塊和主慣導模塊；所述主激光測距模塊用于測量所述主測量模塊與待測點間的距離信息；所述主慣導模塊用于測量所述主測量模塊的三維姿態信息；所述副測量模塊包括副激光測距模塊和副慣導模塊；所述副激光測距模塊用于測量所述副測量模塊與基準點間的距離信息；所述副慣導模塊用于測量所述副測量模塊的三維姿態信息；所述測量模塊用于測量地質剖面厚度。本發明通過非接觸測量方式獲取地質剖面厚度信息，有效提高了野外調查中地質剖面的測量精確度、工作效率與安全性。

技術領域

本發明涉及地質剖面厚度測量技術領域，特別是涉及一種地質剖面厚度測量裝置。

背景技術

地質剖面測量是地質調查工作的一項傳統手段，是獲取地層產狀、厚度和巖性等基本信息的重要途徑。在地表基質層調查、生態地質調查和地球關鍵帶調查等地質工作中，土壤成為與基巖及其風化物同等重要的調查對象，需要分別測量土壤與基巖的整體厚度以及其內部各分層的厚度。地層、土壤層和剖面的相對空間位置可直接影響厚度測量結果，僅在地層或土壤層與剖面夾角為90°時，可以直接測得目標層(地層或土壤層)的真實厚度，其它情況下所測數據均為目標層的出露厚度。因此在中低比例尺調查工作中，為保證工作效率，將目標層出露厚度約等于真實厚度。在精度要求較高的情況下，對目標層位的傾角進行測量后可計算出其真實厚度。目前，地質剖面測量方法通常有接觸測量和非接觸測量兩種方式，接觸測量主要利用塔尺、皮尺靠近剖面進行測量，非接觸式測量主要利用手持激光測距儀進行測量。

塔尺測量的步驟如下：(1)將剖面表層浮土去除，使新鮮面與水平面垂直，以便于準確測量厚度；(2)人工將塔尺以垂直水平面方式放置于新鮮面前；(3)人工參照塔尺刻度，記錄各層厚度。皮尺測量的步驟如下：(1)將剖面表層浮土去除，使新鮮面與水平面垂直；(2)一人立于剖面頂部，將皮尺下放至剖面底部，并將其固定；(3)根據皮尺刻度，記錄各層厚度。若剖面高度較高，難以清理浮土，則直接進行測量。接觸測量法具有工具成本低、易操作的特點，實際工作中應用較廣，但是其缺點亦較為突出。首先應用場景較受限，由于需要靠近剖面進行測量，在有河流、公路等阻隔情況下，難以進行測量；其次量程有限，塔尺和皮尺的測距很難滿足部分高度較高的剖面測量需求；再次測量存在主觀誤差，塔尺擺放姿態是否豎直、讀數視線是否與尺面垂直等均會產生較大誤差；最后，安全性相對較低，由于測量工作中需要有測量人員到達剖面頂部或站立于剖面底部，因此存在從高處跌落或被墜石砸傷的風險。

手持激光測距儀采用相位法測量距離，測量時通過向目標物體發射一束或多束激光，由光電元件接收目標物體反射的激光，通過測量反射激光的相位差來計算測量人員到目標物體的距離，通過角度傳感器進一步將距離值計算為目標點的高度，通過高度差得到目標層厚度。其測量步驟如下：(1)測量人員在激光測距的量程范圍內，選擇適當位置面向地質剖面；(2)在地質剖面上選擇目標層邊界上的若干點進行測量；(3)通過計算多個測量值的均值得到地質剖面目標層厚度。通過手持激光測距儀測量地質剖面基本沒有量程限制的問題，且測量無需到達地質剖面附近，提高了野外測量的靈活性，也避免了因跌落或砸傷而造成的危險。但是由于測量時測量人員的身體姿態，或所在位置的差異，不同目標點的測量結果難以保證為相同測量基準，因此會產生較大的人為誤差。另一方面，在對非豎直剖面或傾角較大的非水平目標層的測量時，手持激光測距儀無法對地質剖面及目標層邊界的空間特征進行測量，如剖面的坡度、坡向，以及目標層邊界的矢量信息等。

發明內容

本發明的目的是提供一種地質剖面厚度測量裝置，以提高地質剖面厚度測量準確度。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

一種地質剖面厚度測量裝置，包括轉動連接的主測量模塊和副測量模塊以及與所述主測量模塊和所述副測量模塊連接的測量模塊；