一种测量风力发电塔模型倾斜量的方法技术

本发明专利技术公开了一种测量风力发电塔模型倾斜量的方法，包括以下步骤：1)选取测站点A及测站点B；2)分别在风力发电塔模型底部横截面上及顶部横截面上选取待测点；3)测量测站点A与测站点B之间的距离x；4)将免棱镜全站仪架设到测站点A处，测量免棱镜全站仪能够观测到的风力发电塔模型顶部横截面上和底部横截面上待测点的三维坐标；5)将免棱镜全站仪架设到测站点B处；6)测量免棱镜全站仪能够观测到的风力发电塔模型顶部横截面上和底部横截面上待测点的三维坐标；7)计算风力发电塔模型底部圆心01的坐标(X

A method of measuring the tilt of wind power tower model

【技术实现步骤摘要】
一种测量风力发电塔模型倾斜量的方法
本专利技术涉及一种倾斜量测量方法，具体涉及一种测量风力发电塔模型倾斜量的方法。
技术介绍
通常筒状结构在没有较大横向变形时倾斜测量只需拟合上下两个截面的圆心，从而求出两圆心的距离作为倾斜量；然而当其反复经受地震作用，上部筒体可能出现较大横向变形甚至弯曲，在这种状况下，筒体上部水平截面不可避免地成为椭圆形，而对于底部截面，由于支座的约束，不会出现使水平截面变成椭圆的情况，因此，对于此类用于振动台试验的筒状结构，其倾斜量应采用底部圆心与上部椭圆中心之间的距离。考虑到一个振动台试验，倾斜量的准确获得是其成功的关键因素之一，所以较为精确地获得倾斜数据是很有必要的，因此急需一种方法，该方法能够测量风力发电塔模型的倾斜量。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种测量风力发电塔模型倾斜量的方法，该方法能够风力发电塔模型的倾斜量。为达到上述目的，本专利技术所述的测量风力发电塔模型倾斜量的方法包括以下步骤：1)选取测站点A及测站点B，其中，测站点A及测站点B与风力发电塔模型底部中心01之间的距离均为1.5-2倍的风力发电塔模型的高度h，且∠A01B的角度值大于等于90°，测站点A和测站点B互为测站及后视点，同时在测站点A和测站点B上能够观测到风力发电塔模型上超过3/4圆周上的测点；2)分别在风力发电塔模型底部横截面上及顶部横截面上选取待测点，其中，风力发电塔模型底部横截面上及顶部横截面上的待测点能够被测站点A或者测站点B观测到；3)测量测站点A与测站点B之间的距离x，再在测站点A处架设免棱镜全站仪，调平后，利用免棱镜全站仪的设站功能，以测站点B点为后视点，输入测站点A及测站点B的假设坐标A(0,0,0)及B(x，0,0)；4)在测站点A处进行观测，测量免棱镜全站仪能够观测到的风力发电塔模型顶部横截面上和底部横截面上待测点的三维坐标；5)将免棱镜全站仪架设到测站点B处，调平后，向免棱镜全站仪输入测站点B的坐标(x，0,0)及后视点A的坐标(0，0，0)；6)在测站点B处进行观测，测量免棱镜全站仪能够观测到的风力发电塔模型顶部横截面上和底部横截面上待测点的三维坐标；7)利用步骤4)得到的各待测点的三维坐标及步骤6)得到的各待测点的三维坐标计算风力发电塔模型底部圆心01的坐标(X底，Y底)及顶部椭圆形心02的坐标(X顶，Y顶)；8)利用风力发电塔模型底部圆心01的坐标及顶部椭圆形心02的坐标计算风力发电塔模型的倾斜量δ。步骤7)中根据步骤4)得到的各待测点的三维坐标及步骤6)得到的各待测点的三维坐标利用曲线拟合圆心及椭圆形心的matlab算法计算风力发电塔模型底部圆心01及顶部椭圆形心02的坐标。设圆曲线方程为：f(x,y)＝x2+ax+y2+by+c；待测点1～n均满足：xi2+axi+yi2+byi+c＝0，i＝1,2,3……n；经移项变换得：axi+byi+c＝-(xi2+yi2)，i＝1,2,3……n；将这n个方程写成矩阵形式：设为M*C＝N，依据最小二乘原理：C＝(MTM)-1MTN，即可求得圆曲线参数[a；b；c]；圆心01的坐标为设椭圆非标准方程为：x2+Axy+By2+Cx+Dy+E＝0令依据最小二乘原理：使上式得到最小结果的一组(A,B,C,D,E)，即为椭圆非标准方程的五个参数；因此，F对A,B,C,D,E依次求偏导，令偏导数为0，整理、联立得：则椭圆形心02的坐标为风力发电塔模型的倾斜量δ为：本专利技术具有以下有益效果：本专利技术所述的测量风力发电塔模型倾斜量的方法在具体操作时，假设两个测站点的坐标，其中，两个测站点互为后视点，在两个测站点处分别测量风力发电塔模型顶部横截面上和底部横截面上待测点的三维坐标，并以此计算风力发电塔模型底部圆心01的坐标(X底，Y底)及顶部椭圆形心02的坐标(X顶，Y顶)，继而到的风力发电塔模型的倾斜量δ，操作方便、简单，实用性极强。附图说明图1为本专利技术中测站点与风力发电塔模型的位置图；图2为本专利技术中待测点的分布图；图3为风力发电塔模型倾斜的示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步详细描述：参考图1、图2及图3，本专利技术所述的测量风力发电塔模型倾斜量的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)选取测站点A及测站点B，其中，测站点A及测站点B与风力发电塔模型底部中心01之间的距离均为1.5-2倍的风力发电塔模型的高度h，且∠A01B的角度值大于等于90°，测站点A和测站点B互为测站及后视点，同时在测站点A和测站点B上能够观测到风力发电塔模型上超过3/4圆周上的测点；2)分别在风力发电塔模型底部横截面上及顶部横截面上选取待测点，其中，风力发电塔模型底部横截面上及顶部横截面上的待测点能够被测站点A或者测站点B观测到；3)测量测站点A与测站点B之间的距离x，再在测站点A处架设免棱镜全站仪，调平后，利用免棱镜全站仪的设站功能，以测站点B点为后视点，输入测站点A及测站点B的假设坐标A(0,0,0)及B(x，0,0)；4)在测站点A处进行观测，测量免棱镜全站仪能够观测到的风力发电塔模型顶部横截面上和底部横截面上待测点的三维坐标；5)将免棱镜全站仪架设到测站点B处，调平后，向免棱镜全站仪输入测站点B的坐标(x，0,0)及后视点A的坐标(0，0，0)；6)在测站点B处进行观测，测量免棱镜全站仪能够观测到的风力发电塔模型顶部横截面上和底部横截面上待测点的三维坐标；7)利用步骤4)得到的各待测点的三维坐标及步骤6)得到的各待测点的三维坐标计算风力发电塔模型底部圆心01的坐标(X底，Y底)及顶部椭圆形心02的坐标(X顶，Y顶)；8)利用风力发电塔模型底部圆心01的坐标及顶部椭圆形心02的坐标计算风力发电塔模型的倾斜量δ为：步骤7)中根据步骤4)得到的各待测点的三维坐标及步骤6)得到的各待测点的三维坐标利用曲线拟合圆心及椭圆形心的matlab算法计算风力发电塔模型底部圆心01及顶部椭圆形心02的坐标。具体的，设圆曲线方程为：f(x,y)＝x2+ax+y2+by+c；待测点1～n均满足：xi2+axi+yi2+byi+c＝0，i＝1,2,3……n；经移项变换得：axi+byi+c＝-(xi2+yi2)，i＝1,2,3……n；将这n个方程写成矩阵形式：设为M*C＝N，依据最小二乘原理：C＝(MTM)-1MTN，即可求得圆曲线参数[a；b；c]；圆心01的坐标为设椭圆非标准方程为：x2+Axy+By2+Cx+Dy+E＝0令依据最小二乘原理：使上式得到最小结果的一组(A,B,C,D,E)，即为椭圆非标准方程的五个参数；因此，F对A,B,C,D,E依次求偏导，令偏导数为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种测量风力发电塔模型倾斜量的方法，其特征在于，包括以下步骤：/n1)选取测站点A及测站点B，其中，测站点A及测站点B与风力发电塔模型底部中心01之间的距离均为1.5-2倍的风力发电塔模型的高度h，且∠A01B的角度值大于等于90°，测站点A和测站点B互为测站及后视点，同时在测站点A和测站点B上能够观测到风力发电塔模型上超过3/4圆周上的测点；/n2)分别在风力发电塔模型底部横截面上及顶部横截面上选取待测点，其中，风力发电塔模型底部横截面上及顶部横截面上的待测点能够被测站点A或者测站点B观测到；/n3)测量测站点A与测站点B之间的距离x，再在测站点A处架设免棱镜全站仪，调平后，利用免棱镜全站仪的设站功能，以测站点B点为后视点，输入测站点A及测站点B的假设坐标A(0,0,0)及B(x，0,0)；/n4)在测站点A处进行观测，测量免棱镜全站仪能够观测到的风力发电塔模型顶部横截面上和底部横截面上待测点的三维坐标；/n5)将免棱镜全站仪架设到测站点B处，调平后，向免棱镜全站仪输入测站点B的坐标(x，0,0)及后视点A的坐标(0，0，0)；/n6)在测站点B处进行观测，测量免棱镜全站仪能够观测到的风力发电塔模型顶部横截面上和底部横截面上待测点的三维坐标；/n7)利用步骤4)得到的各待测点的三维坐标及步骤6)得到的各待测点的三维坐标计算风力发电塔模型底部圆心01的坐标(X...

【技术特征摘要】
1.一种测量风力发电塔模型倾斜量的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)选取测站点A及测站点B，其中，测站点A及测站点B与风力发电塔模型底部中心01之间的距离均为1.5-2倍的风力发电塔模型的高度h，且∠A01B的角度值大于等于90°，测站点A和测站点B互为测站及后视点，同时在测站点A和测站点B上能够观测到风力发电塔模型上超过3/4圆周上的测点；
2)分别在风力发电塔模型底部横截面上及顶部横截面上选取待测点，其中，风力发电塔模型底部横截面上及顶部横截面上的待测点能够被测站点A或者测站点B观测到；
3)测量测站点A与测站点B之间的距离x，再在测站点A处架设免棱镜全站仪，调平后，利用免棱镜全站仪的设站功能，以测站点B点为后视点，输入测站点A及测站点B的假设坐标A(0,0,0)及B(x，0,0)；
4)在测站点A处进行观测，测量免棱镜全站仪能够观测到的风力发电塔模型顶部横截面上和底部横截面上待测点的三维坐标；
5)将免棱镜全站仪架设到测站点B处，调平后，向免棱镜全站仪输入测站点B的坐标(x，0,0)及后视点A的坐标(0，0，0)；
6)在测站点B处进行观测，测量免棱镜全站仪能够观测到的风力发电塔模型顶部横截面上和底部横截面上待测点的三维坐标；
7)利用步骤4)得到的各待测点的三维坐标及步骤6)得到的各待测点的三维坐标计算风力发电塔模型底部圆心01的坐标(X底，Y底)及顶部椭圆形心02的坐标(X顶，Y顶)；
8)利用风力发电塔模型底部圆心01的坐标及顶部椭圆形心02的坐标计...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐亚洲，时文浩，于明阳，任倩倩，
申请(专利权)人：西安建筑科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61