一种河道水面高程及平面坐标的测量装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种河道水面高程及平面坐标的测量装置及方法。该装置包括：RTK对中杆；角度测量仪沿所述RTK对中杆的长度方向位置可调地连接在所述RTK对中杆上；折叠式悬挑支架设置在所述角度测量仪上；卷绕筒可转动地设置在所述折叠式悬挑支架上，并且，所述卷绕筒上绕设有铅垂浮尺。本发明专利技术通过RTK对中杆进行插固以采用GIS技术获取插固点及其坐标，确保精确定位；通过角度测量仪带动折叠式悬挑支架进行高度调节和旋转，以使铅垂浮尺的悬臂端铅锤至至河道水面待测点处，采用GIS技术、水准测量原理及全站仪角度测量原理相结合对水位数据量测；折叠式悬挑支架可伸缩折叠，易携带，可随时随地进行测量。时随地进行测量。时随地进行测量。

【技术实现步骤摘要】
一种河道水面高程及平面坐标的测量装置及方法


[0001]本专利技术涉及河道测量
，具体而言，涉及一种河道水面高程及平面坐标的测量装置及方法。

技术介绍

[0002]在目前我国的工业与民用建设中，水位量测是指对水体自由表面位置的测定，是水工、河工、港工试验中重要量测项目之一。水位量测往往要与基准面的高程相联系，对量测仪器的准确度和长期稳定性有较高的要求。现代的水工试验中，水位的量测都采用电脑对水面量测的数据进行集中采集和数据处理。数据成果易受外界干扰，操作设备繁琐，施工进度慢，不能满足现代建筑施工的需要。如采用智能流量计、超声波传感器等设备，智能流量计量测时会受到静电和电磁波的干扰，信号传输线不宜过长等因素；超声波传感器易受温度、气体等环境的影响。

技术实现思路

[0003]鉴于此，本专利技术提出了一种河道水面高程及平面坐标的测量装置及方法，旨在解决现有水位量测受外界干扰导致数据不准确的问题。
[0004]一方面，本专利技术提出了一种河道水面高程及平面坐标的测量装置，该测量装置包括：RTK对中杆，用于插固在地面上；角度测量仪，沿所述RTK对中杆的长度方向位置可调地连接在所述RTK对中杆上；折叠式悬挑支架，设置在所述角度测量仪上，所述角度测量仪用于带动所述折叠式悬挑支架绕所述RTK对中杆的轴线转动，并获取转动角度，进而结合所述RTK对中杆插固点的位置坐标计算河道水面待测点的平面坐标；卷绕筒，可转动地设置在所述折叠式悬挑支架上，并且，所述卷绕筒上绕设有铅垂浮尺，所述折叠式悬挑支架用于对所述铅垂浮尺进行水平支撑，所述铅垂浮尺用于铺设所述折叠式悬挑支架的水平顶壁上并自所述折叠式悬挑支架的悬臂端下垂，铅锤至河道水面待测点处，以获取所述折叠式悬挑支架至河道水面的高度，进而计算河道水面高程。
[0005]进一步地，上述河道水面高程及平面坐标的测量装置，所述折叠式悬挑支架包括：支撑滑槽，所述支撑滑槽的固定端设置在所述角度测量仪上，并且，所述支撑滑槽的固定端设有固定杆；折叠式支撑杆，两端分别可转动地连接在所述支撑滑槽的自由端和所述固定杆上，用于对所述支撑滑槽进行支撑；伸缩式拉伸杆，一端可转动地连接在所述支撑滑槽上，另一端可转动地连接在所述折叠式支撑杆上，用于施加拉力至所述折叠式支撑杆，以使所述折叠式支撑杆折叠，进而使得所述支撑滑槽折叠，或施加支撑力至所述折叠式支撑杆，以使所述折叠式支撑杆展开以对所述支撑滑槽进行支撑，使得所述支撑滑槽水平设置，以对所述铅垂浮尺进行水平支撑和导向。
[0006]进一步地，上述河道水面高程及平面坐标的测量装置，所述折叠式支撑杆包括：第一支杆，第一端可转动地连接在所述固定杆的底端上；第二支杆，第三端与所述第一支杆的第二端可转动地相连接，第四端与所述支撑滑槽的自由端可转动地相连接。
[0007]进一步地，上述河道水面高程及平面坐标的测量装置，所述支撑滑槽为伸缩式滑槽，其上设有伸缩长度刻度，用于显示所述卷绕筒至所述伸缩式滑槽的自由端的距离，以显示所述铅垂浮尺支撑在所述伸缩式滑槽上的长度；所述折叠式支撑杆的第二支杆为伸缩支杆，用于随所述支撑滑槽的伸缩进行长度调整，以使所述支撑滑槽水平设置。
[0008]进一步地，上述河道水面高程及平面坐标的测量装置，所述铅垂浮尺包括：柔性套管；垂线，设置在所述柔性套管的内部；锤球，设置在所述柔性套管和所述垂线的底端，以施加作用力至所述柔性套管和所述垂线上，以使所述柔性套管和所述垂线呈铅锤状态；浮漂，设置在所述柔性套管内，并在自由状态下位于所述柔性套管的底端，所述柔性套管上设有入水口，以使所述浮漂在所述锤球伸入水面下时浮在水面，进而通过所述浮漂随水面上浮的距离确定所述锤球伸入水面以下的深度，从而计算河道水面高程。
[0009]进一步地，上述河道水面高程及平面坐标的测量装置，所述柔性套管上设有刻度，用于显示所述浮漂自由状态下的位置和在所述锤球伸入水面下时所述浮漂的位置，进而计算所述浮漂上浮的距离，还用于显示所述柔性套管自所述卷绕筒上放出的放绳长度，进而结合所述浮漂上浮的距离以及所述折叠式悬挑支架的支撑长度，计算河道水面高程。
[0010]进一步地，上述河道水面高程及平面坐标的测量装置，所述折叠式支撑杆上设有滚轮，其可转动地设置在所述折叠式悬挑支架上，并且，所述铅垂浮尺自所述折叠式悬挑支架和所述滚轮之间穿过；所述折叠式悬挑支架的悬臂端设有导向轮，其可转动地设置在折叠式悬挑支架的悬臂端处，以对所述铅垂浮尺进行导向。
[0011]进一步地，上述河道水面高程及平面坐标的测量装置，所述RTK对中杆包括：对中杆，设有高度刻度，用于显示所述角度测量仪和所述折叠式悬挑支架至所述对中杆插固点的高度；GPS接收机，沿所述对中杆的长度方向位置可调地设置在所述对中杆的顶部，用于获取所述GPS接收机所在位置的位置坐标，以确定地面上的对中杆插固点的位置坐标。
[0012]进一步地，上述河道水面高程及平面坐标的测量装置，所述角度测量仪包括：上固定尺；下转动尺，可转动地设置在所述上固定尺的下方；角度检测器，用于检测所述下转动尺相对于所述上固定尺转动的角度；显示器，设置在所述上固定尺上，其与所述角度检测器连接，用于接收并显示所述角度检测器检测的所述下转动尺相对于所述上固定尺转动的转动角度。
[0013]本专利技术提供的河道水面高程及平面坐标的测量装置，通过RTK对中杆进行插固以采用GIS技术获取插固点及其坐标，确保精确定位；通过角度测量仪带动折叠式悬挑支架进行高度调节和旋转，以使铅垂浮尺的悬臂端铅锤至至河道水面待测点处，采用GIS技术、水准测量原理及全站仪角度测量原理相结合对水位数据量测，操作简便，计算量少，解决了传统的水位测量通过智能流量计、超声波传感器等设备对水面量测的数据进行集中采集和数据处理，易受环境因素干扰的问题；折叠式悬挑支架可伸缩折叠，易携带，可随时随地进行测量，解决传统的水面高程测量基本都采用坐船或复杂的水位监测设备等进行数据采集，设备体量大操作不方便的问题。
[0014]另一方面，本专利技术提出了一种河道水面高程及平面坐标的测量方法，该测量方法采用河道水面高程及平面坐标的测量装置，包括如下步骤：将所述测量装置的RTK对中杆架设于地面已知坐标固定点，并将所述折叠式悬挑支架打开以对铅垂浮尺进行水平支撑，释放铅垂浮尺使得铅垂浮尺呈铅锤状态；调整铅垂浮尺的铅锤端位置，使得铅垂浮尺的铅锤
端位于地面已知坐标参考点的正上方，调整角度测量仪以带动折叠式悬挑支架旋转，使得所述铅垂浮尺的铅锤端置于河道水面待测点的正上方，并获取所述折叠式悬挑支架的转动角度；逐步释放铅垂浮尺，以使所述铅垂浮尺的铅锤端逐步向水面下方移动直至所述铅垂浮尺的铅锤端移动至水面下方，获取所述铅垂浮尺伸入水面以下的伸入长度、以及所述铅垂浮尺的释放长度、所述铅垂浮尺支撑在所述折叠式悬挑支架上的水平长度，并结合所述折叠式悬挑支架支撑在所述RTK对中杆上的高度以及所述地面已知坐标固定点的坐标，计算河道水面高程；根据所述地面已知坐标固定点的坐标和所述地面已知坐标参考点的坐标、以及所述折叠式悬挑支本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种河道水面高程及平面坐标的测量装置，其特征在于，包括：RTK对中杆，用于插固在地面上；角度测量仪，沿所述RTK对中杆的长度方向位置可调地连接在所述RTK对中杆上；折叠式悬挑支架，设置在所述角度测量仪上，所述角度测量仪用于带动所述折叠式悬挑支架绕所述RTK对中杆的轴线转动，并获取转动角度，进而结合所述RTK对中杆插固点的位置坐标计算河道水面待测点的平面坐标；卷绕筒，可转动地设置在所述折叠式悬挑支架上，并且，所述卷绕筒上绕设有铅垂浮尺，所述折叠式悬挑支架用于对所述铅垂浮尺进行水平支撑，所述铅垂浮尺用于铺设所述折叠式悬挑支架的水平顶壁上并自所述折叠式悬挑支架的悬臂端下垂，铅锤至河道水面待测点处，以获取所述折叠式悬挑支架至河道水面的高度，进而计算河道水面高程。2.根据权利要求1所述的河道水面高程及平面坐标的测量装置，其特征在于，所述折叠式悬挑支架包括：支撑滑槽，所述支撑滑槽的固定端设置在所述角度测量仪上，并且，所述支撑滑槽的固定端设有固定杆；折叠式支撑杆，两端分别可转动地连接在所述支撑滑槽的自由端和所述固定杆上，用于对所述支撑滑槽进行支撑；伸缩式拉伸杆，一端可转动地连接在所述支撑滑槽上，另一端可转动地连接在所述折叠式支撑杆上，用于施加拉力至所述折叠式支撑杆，以使所述折叠式支撑杆折叠，进而使得所述支撑滑槽折叠，或施加支撑力至所述折叠式支撑杆，以使所述折叠式支撑杆展开以对所述支撑滑槽进行支撑，使得所述支撑滑槽水平设置，以对所述铅垂浮尺进行水平支撑和导向。3.根据权利要求2所述的河道水面高程及平面坐标的测量装置，其特征在于，所述折叠式支撑杆包括：第一支杆，第一端可转动地连接在所述固定杆的底端上；第二支杆，第三端与所述第一支杆的第二端可转动地相连接，第四端与所述支撑滑槽的自由端可转动地相连接。4.根据权利要求2所述的河道水面高程及平面坐标的测量装置，其特征在于，所述支撑滑槽为伸缩式滑槽，其上设有伸缩长度刻度，用于显示所述卷绕筒至所述伸缩式滑槽的自由端的距离，以显示所述铅垂浮尺支撑在所述伸缩式滑槽上的长度；所述折叠式支撑杆的第二支杆为伸缩支杆，用于随所述支撑滑槽的伸缩进行长度调整，以使所述支撑滑槽水平设置。5.根据权利要求1至4任一项所述的河道水面高程及平面坐标的测量装置，其特征在于，所述铅垂浮尺包括：柔性套管；垂线，设置在所述柔性套管的内部；锤球，设置在所述柔性套管和所述垂线的底端，以施加作用力至所述柔性套管和所述垂线上，以使所述柔性套管和所述垂线呈铅锤状态；浮漂，设置在所述柔性套管内，并在自由状态下位于所述柔性套管的底端，所述柔性套管上设有入水口，以使所述浮漂在所述锤球伸入水面下时浮在水面，进而通过所述浮漂随
水面上浮的距离确定所述锤球伸入水面以下的深度，从而计算河道水面高程。6.根据权利要求5所述的河道水面高程及平面坐标的测量装置，其特征在于，所述柔性套管上设有刻度，用于显示所述浮漂位置，还用于显示所述柔性套管自所述卷绕筒上放出的放绳长度。7.根据权利要求1至4任一项所述的河道水面高程及平面坐标的测量装置，其特征在于，所述折叠式支撑杆上设有滚轮，其可转动地设置在所述折叠式悬挑支架上，并且，所述铅垂浮尺自所述折叠式悬挑支架和所述滚轮之间穿过；所述折叠式悬挑支架的悬臂端设有导向轮，其可转动地设置在折叠式悬挑支架的悬臂端处，以对所述铅垂浮尺进行导向。8.根据权利要求1至4任一项所述的河道水面高程及平面坐标的测量装置，其特征在于，所述RTK对中杆包括：对中杆，设有高度刻度，用于显示所述角度测量仪和所述折叠式悬挑支架至所述对中杆插固点的高度；GPS接收机，沿所述对中杆的长度方向位置可调地设置在所述对中杆的顶部，用于获取所述GPS接收机所在位置的位置坐标，以确定地面上的对中杆插固点的位置坐标。9.根据权利要求1至4任一项所述的河道水面高程及平面坐标的测量装置，其特征在于，所述角度测量仪包括：上固定尺；下转动尺，可转动地设置在所述上固定尺的下方；角度检测器，用于检测所述下转动尺相对于所述上固定尺转动的角度；显示器，设置在所述上固定尺上，其与所述角度检测器连接，用于接收并显示所述角度检测器检测的所述下转动尺相对于所述上固定尺转动的转动角度。10.一种河道水面高程及平面坐标的测量方法，采用如权利要求1至8任一项所述的河道水面高程及平面坐标的测量装置，其特征在于，包括如下步骤：将所述测量装置的RTK对中杆架设于地面已知坐标固定点，并将所...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨文明，张松军，卢亚军，黄建滨，林君伟，
申请(专利权)人：中国一冶集团有限公司，
类型：发明
国别省市：