一种走向困难地段的测高测距方法技术

本发明专利技术公开了一种走向困难地段的测高测距方法，本方法通过４点倾角测量，２点水平夹角测量，即可得出走向困难地段中物体的高度值及物体至观测点之间的水平距离，本方法其优点在于为数字化仪器亦即能利用倾角传感器与角位移传感器自动测量各倾角与水平夹角以及利用单片机数模编程提供新型的测量方法，本方法弥补了现无有效方法来对走向困难地段中物体的高度值及物体至观测点之间的水平距离进行测量的技术不足。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于测量方法，具体涉及一种工程勘测设计地面测量中走向困难地 段的测高测距方法。
技术介绍
物体垂直高度和水平距离的测量是测绘领域中一项重要而基本的工作。在 工程勘测设计地面测量作业中，野外作业经常会遇到测量环境不利的情况，特 别是对走向困难地段的测高测距问题，例如要测量沟壑对面某一物体的垂高和 该物体至观测点的水平距，又如要测量悬崖上某一物体的垂高和该物体至观测 点的水平距以及又如要测量河流对面某一物体的垂高和该物体至观测点的水平 距等等，某一物体垂高如暸望塔高、树高、电线悬高、山体相对高等。对于走向困难地段的测高测距问题目前还没有实际有效的专门性工具，即是目前先进 的测量工具包括全站仪、红外激光测高测距仪等装备由于观测距离较远，激光 不易反射回收等原因也难以发挥其作用。也正由于目前没有针对性的方法与工 具来解决走向困难地段的测高测距问题，在对待走向困难地段的测高测距问题 上，比如在全国性的林业森林资源调査技术规程中，就出现了允许"目测"概 念与"目测"方法，如目测悬崖上树高，沟壑对面树高等作法，这些作法受经 验的影响，出现随意性与不规范性，十分粗放。因此，走向困难地段的测高测 距问题也就成为了许多行业悬而未决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供。该方法简易易 行，准确性好，效率高，适合数字化测量仪使用。本专利技术的目的是这样实现的走向困难地段的测高测距方法包括下列步骤:(1) 、观测走向困难地段的物体AB，在任意选择的观测点C处分别测量出 物体AB顶部A的倾角0A顶，物体AB基部B的倾角9b基。(2) 、在观测点C附近设置一适宜点D，在适宜点D处放一标尺，以标尺刻 度的0.4米处及3米处为标志点，在观测点C测量出两标志点的倾角93与e0.4， 并在观测点C测量出物体AB与适宜点D的水平夹角ZC。(3) 、在适宜点D处测量出物体AB与观测点C的水平夹角ZD。(4) 、根据倾角e3、 e"以及水平夹角zc、 ZD，用数学式Soc二2.6/ (tge3-tgea4) XSinZD/ SinZ (180-ZD-ZC) 数模(I ) 得出物体AB至观测点C的水平距离Soc;(5) 、根据倾角0A顶、9b站、93、 9。.4以及水平夹角ZC、 ZD，用数学式 H=2. 6X (tg0A顶—tg6B基)/ (tge3—tg0a4) XSinZD/SinZ(180一ZD—ZC) 数模(II )得出物体AB的高H;数模(I )、数模(II)中各倾角凡仰角为正值，俯角为负值，且由于以观测点为基准水平面作投影，适宜点不要求与观测点在同一水平面上。数模(I )与数模(II )具有通用性、普适性。本方法通过4点倾角测量，2点水平夹角测量，即可得出走向困难地段中物体的高度值及物体至观测点之间的水平距离，本方法其优点在于为数字化仪器亦即能利用倾角传感器与角位移传感器自动测量各倾角与水平夹角以及利用单片机数模编程提供新型的测量方法，本方法弥补了现无有效方法来对走向困难地段中物体的高度值及物体至观测点之间的水平距离进行测量的技术不足。附图说明下面结合附图对本专利技术方法进行说明。 附图为本专利技术方法测量过程示意图。具体实施例方式如附图所示，本专利技术方法依次包括下列步骤(1) 、观测走向困难地段的物体AB，在任意选择的观测点C处使用装置测 量出物体AB顶部A的倾角值0A顶，物体AB基部B的倾角值6b基。(2) 、在C点附近设置一适宜点D，在D点处放一3米标尺，在标尺刻度的 0.4米处与3米处为标志点，在C点使用装置测量出两标志点的倾角93与e0.4, 并在C点利用装置测量出物体AB与D点的水平夹角ZC。(3) 、在D点处使用装置测量出物体AB与C点的水平夹角ZD。(4、)设物体AB在以C点为水准平面的投影点为0， C点与D点的水平距 离为SCD，物体AB的高度为H，物体AB至C点的水平距离Soc。由于SCD二2.6/(tg93—tg9a4)，在水平面三角形」OCD中，Soc/SinZD二ScD/ SinZ (180-ZD-zX)，得出物体AB至C点的水平距离Soc二2.6/ (tge3-tg90.4) XSinZD/ SinZ (180-ZD-ZC),数模(I),在竖直平面直角三角形JAOC中，物体AB的高度为I^AO-B0= SocX (tg9A 顶—tg0B基)，4各数丰莫(I )4戈入，贝IJH:2.6X (tgeAW—tg0B基)/(tg93—tg9a4) XSinZD/ SinZ(180-ZD-ZC)，数模(II)数模(I )、数模(II)中各倾角凡仰角为正值，俯角为负值，且由于以C 点为基准水平面作投影，D点不要求与C点在同一水平面上。数模(I )与数模 (II)具有通用性、普适性。本专利技术非常适合数字化测量仪使用，同样也适合于具有测角装置的常规仪器如全站仪、经纬仪、罗盘仪等仪器的测量所用。为了验证本方法的应用效果，本专利技术分别采用了全站仪、经纬仪为工具并 分别按照本方法的操作步骤实施案例如下实施例1 。以某公园风景塔的测量为例，设塔顶为第一观测点A，塔基为第二观测点B，要求测量风景塔AB两点的垂直高度和风景塔至公园广场中心C点的水平距离。经实测，风景塔AB两点的垂直高度为96.50米，风景塔至公园广场中心C点的水平距离为83.45米。 实施步骤(1) 、在公园广场中心C点使用全站仪装置测量出风景塔顶部A的倾角值 9A顶，风景塔基部B的倾角值0b基。(2) 、在C点附近设置一适宜点D，在D点处放一3米标尺，在标尺刻度的 0.4米处与3米处为标志点，在C点使用全站仪装置测量出两标志点的倾角9 3 与e。力并在C点利用装置测量出风景塔AB与D点的水平夹角ZC。(3) 、在D点处使用装置测量出风景塔AB与C点的水平夹角ZD。 实验实施测量数据如下表。使用全站仪和本方法实验统计表单位度观测点6 A顶0 B基030 0.4ZDC-D+47. 82-2.21+11.50-4. 6085. 6388. 11通过上表，计算结果如下CD两点的水平距离SCD二2.6/ (tg93-tg90.4) =2.6/ (tgll.5+tg4. 6) =9. 158米 得出风景塔AB至C点的水平距离Soc=2. 6/ (tg93-tg0 0.4) XSinZD/ SinZ (180-ZD-ZC)， Soc=9. 158XSin88. ll/Sin(180-88. 11-85. 63)=83. 94米。风景塔AB的高度为H二AO-B0= SocX (tg0A顶-tg0B基)，H=2.6X (tg0A顶 -tg 6 b基)/ (tg e 3—tg e 0.4) XSinZD/ SinZ (180—ZD—ZC)二83. 94X (tg47. 82+ tg2. 21) 二95. 88米。经全站仪对本方法实施测量检验结果表明，风景塔AB至公园广场中心C点的水平距离实测真值为83. 45米，本方法测量值为83. 94米，绝对误差为+0. 49 米，相对误差为+0.587%，风景塔AB高度实测真值为96. 5米，本方法测量值 为95.88米，绝对误差为-0.62米，相对误差为-0.642%，本方法实施取得了良 好的效果。 实施例2。以某悬崖上独立大树的测量本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种走向困难地段的测高测距方法，包括下列步骤：　（１）、观测走向困难地段的物体ＡＢ，在任意选择的观测点Ｃ处分别测量出物体ＡＢ顶部Ａ的倾角θ↓［Ａ顶］，物体ＡＢ基部Ｂ的倾角θ↓［Ｂ基］。　（２）、在观测点Ｃ附近设置一适宜点Ｄ，在适 宜点Ｄ处放一标尺，以标尺刻度的０．４米处及３米处为标志点，在观测点Ｃ测量出两标志点的倾角θ↓［３］与θ↓［０．４］，并在观测点Ｃ测量出物体ＡＢ与适宜点Ｄ的水平夹角∠Ｃ。　（３）、在适宜点Ｄ处测量出物体ＡＢ与观测点Ｃ的水平夹角∠Ｄ。　 　（４）、根据倾角θ↓［３］、θ↓［０．４］以及水平夹角∠Ｃ、∠Ｄ，用数学式　ＳＯＣ＝２．６／（ｔｇθ↓［３］－ｔｇθ↓［０．４］）×Ｓｉｎ∠Ｄ／Ｓｉｎ∠（１８０－∠Ｄ－∠Ｃ）　数模（Ⅰ）　得出物体ＡＢ至观测点Ｃ的水平距 离ＳＯＣ；　（５）、根据倾角θ↓［Ａ顶］、θ↓［Ｂ基］、θ↓［３］、θ↓［０．４］以及水平夹角∠Ｃ、∠Ｄ，用数学式　Ｈ＝２．６×（ｔｇθ↓［Ａ顶］－ｔｇθ↓［Ｂ基］）／（ｔｇθ↓［３］－ｔｇθ↓［０．４］）×Ｓｉｎ∠Ｄ／Ｓｉｎ∠ （１８０－∠Ｄ－∠Ｃ）　数模（Ⅱ）　得出物体ＡＢ的高Ｈ；　数模（Ⅰ）、数模（Ⅱ）中各倾角凡仰角为正值，俯角为负值。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：鄢前飞，曾思齐，肖化顺，林辉，李红庆，
申请(专利权)人：中南林业科技大学，
类型：发明
国别省市：43[中国|湖南]