[發(fā)明專利]斜平面工程測量方法和裝置

無效

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• 申請日: 1989-03-12
• 公開（公告）號: CN1014633B
• 公開（公告）日: 1991-11-06
• 發(fā)明（設計）人: 童仲良
• 申請（專利權）人: 童仲良
• 主分類號: G01C5/00
• 分類號: G01C5/00
• 代理公司: 山東省專利服務處
• 代理人: 王井養(yǎng)

本發(fā)明是關于斜平面工程的測量方法，并提供一種用于斜平面工程測量的儀器。

在工程測量中經常會遇到傾斜平面的測量問題，如水利工程中堤壩的傾斜平面的測量。斜平面工程測量是測定在斜平面上一些測量點與基準傾斜平面之間的相對位置關系。在實際工程測量中，如附圖1的b圖所示，就是測定斜平面上許多高出（或低于）基準斜平面的被測點（如B點）相對與一個指定的基準斜平面之間在鉛垂方向上的間距（B-C），或兩者在斜平面法線方向上的間距（B-D）。根據所測的鉛垂方向間距或斜平面法線方向間距值，進行最大挖深或填高等工程計算。當測量的鉛垂間距或法線方向間距為零時，該測點與指定的基準斜平面重合。

目前采用的一種測量方法，如附圖1的a圖所示是用水準儀測量高程差，配合用鋼尺丈量水平距離的方法來進行測量的。假設在一個已知坡度角為α的斜平面的下方有個B點，要測量B點與斜平面的相對位置。通常的做法是先在斜平面上選一點A，A點的已知高程為H_A，AB的連線垂直于斜平面上的等高水平線。用鋼尺量出A、B兩點連線在水平面上投影距離L_B，由下式計算出通過B點的鉛垂線與基準斜平面的交點應有高程為：

H_B＝H_A-L_B·tanα;

再用水準儀測量出B點的實際地面高程H′_B，則B點與斜平面之間的鉛垂方向間距Δh_B可由下式計算：

Δh_B＝H′_B-H_B＝H′_B+L_B+L_B·tanα-H_A

Δh_B亦就是B點與基準斜平面之間在同一鉛垂線上的高程差。當Δh_B＞0時，說明實際測量點B的位置高于基準斜平面;當Δh_B＜0時，說明實際測量點B的位置低于基準斜平面;當Δh_B＝0時，實際測量點B的位置正好落在基準斜平面上。

若另有一些測點C或D等等不在通過A點的斜坡方向線上，此時則要在斜平面上畫出一條通過 A點的水平基線，用上述方法測量C或D點到該基線的垂直線在水平面上的投影距離L_C或L_D，并用上述方法進行一一測量與計算。此方法的測量精度較高，但在斜坡面上丈量斜坡方向線的水平投影距離十分麻煩，工作量大，測量速度慢，工作效率太低。

另一種斜平面拉線測量法如附圖2所示，則在測量區(qū)內每隔10～20米，在斜坡的上、下用水準儀加量距法各確定該基準斜平面的幾個控制點，如a、b、c……和a′、b′、c′……。在對應的上下各點之間，如a-a′，b-b′……，分別拉緊一根細線。在兩根相鄰的斜坡細線上，再沿水平方向系上一根活動細線EF。以此細線為斜平面測量的標準，沿斜坡上下滑動水平細線EF，便可得到斜平面上各測量點的相對位置。此方法的缺點是控制點多，控制點測量工作量大，測量精度低。特別是測量區(qū)內遇有局部障礙物或堤坡的斜平面處在水下時，則無法測量，施工也不方便。

為了改進上述缺陷，曾用兩臺經緯儀，以三角交會法測定兩個水平角和垂直角，通過計算確定斜坡方向線上水平投影距離和高差，但是此方法計算工作量太大。國外已推出一種電子經緯儀，用電子計算機來完成整個計算工作。這種測量方法精度很高，但是這種測量設備價格昂貴，目前主要用于精密機械的斜平面測量，在土建工程測量中普及使用尚有困難。

美國專利2374124曾披露了一種坡度測量儀，可用作類似公路工程中線性斜坡度的測量，但是它沒有涉及斜平面工程測量問題，缺乏必要的調節(jié)指示機構，仍然不能直接用于大面積斜平工程測量。

本發(fā)明的目的在于提供一種使用測量儀器，快速、簡便地直接測量斜平面工程的測量方法，并提供一種精度高，使用方便，適合于斜平面工程測量中使用的測量裝置。

通常使用的測量儀器（如水準儀或經緯儀）都是置儀器的旋轉豎軸垂直于水平地面的條件下進行測量，因此用這些儀器去測量斜平面時就必須進行復雜的計算。本發(fā)明提出的解決方案關鍵在于改變了這種傳統(tǒng)觀念，使儀器的旋轉豎軸傾斜，并垂直于基準斜平面，望遠鏡視準軸的旋轉視準平面與基準斜平面平行。如附圖3所示，具體的測量方法包括以下步驟：

（1）選定一條斜坡方向線，該方向線與斜平面上的等高水平線垂直。