一种测量二点间距离与高差的方法技术

本发明专利技术公开了一种测量二点间距离与高差的方法，该方法通过４点倾角测量和６点水平夹角测量，即可得出走向困难地段中空间两物点的水平距离与高差，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空间两物点的水平距离与高差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，具体涉及林业调查与其它工程勘测设计地面测量中 测量空间任意二点间，特别是走向困难地段二点间距离与高差的方法。
技术介绍
二点距离与高差的测量是测绘领域中一项重要而基本的工作。在林业调査 与其它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二点距离与高差的测量问题，例如要测量沟壑对 面或河流对面或陡峭山地上某两物体之间的水平距离、高差、坡度以及两个物 体分别至观测点的水平距离等，两个物体有如山体与山体，防火线两端、林区 道路两端、河流长度等等。对于走向困难地段的二点距离与高差的测量目前没 有相关的文献报道，也没有实际有效的方法和专门性工具，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。因此，走向困难地段的测量二点距离与高 差问题也就成为了许多行业悬而未决的问题。专利技术方案本专利技术的目的在于提供。该方法适合测量 空间任意二点间(特别是走向困难地段)距离与高差。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测量二点间距离与高差的方法，包括下列步骤:(1) 、在任意选择的观测点C处使用装置测量出第一点A的倾角9 a、第二点B的倾角eB;(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使用装置测量出两标志点的倾角03与倾角e。.4，以观测点C为基点，利用装置分别测量出第一点A与第二点B 的水平夹角(即基于观测点C的水准投影面的夹角)ZA' CB'、第一点A与适宜 点D的水平夹角ZA' CD、第二点B与适宜点D的水平夹角ZB' CD;(3) 、以适宜点D为基点，使用装置分别测量出第一点A与观测点C的水平 夹角ZA' DC、第一点A与第二点B的水平夹角ZA' DB'第二点B与观测点C 的水平夹角ZB' DC，(4) 、根据倾角e3、 e0.4、水平夹角ZA' CD、 ZB' CD，用数学式A' B' = {{2.6+ (tg93—tg6。.4) XSinZA' CD +SinZ (180—ZA' CD-ZA' DC)}2+ {2.6+ (tg93—tge0.4) XSinZB' CD+SinZ (180—ZB' CD— ZB' DC) } 2-{2X2. 6+ (tg93—tg90.4) XSinZA' CD +SinZ (180-ZA' CD_ ZA' DC) X2. 6+(tg93—tge。.4) XSinZB' CD+SinZ (180—ZB' CD—ZB' DC) XCosZA' DB' }} 1/2 数模(I )，或者A' B' = {{2.6+ (tge3-tg9。.4) XSinZA' CD +SinZ (180-ZA' CD-ZA' DC))2+{2.6+ (tg93—tge。.4) XSinZB' CD+SinZ (180—ZB' CD-ZB' DC) } 2-{2X2.6+ (tge3—tge0.4) XSinZA' CD +SinZ (180—ZA' CD— ZA' DC)X2.6+(tg93—tg90.4)XSinZB' CD + SinZ (180—ZB' CD—ZB' DC) XCosZA' DB' }} 1/2 数模(11)，得出第一点A与第二点B两点间的距离A' B';根据倾角9A、 eB、 9 3、 So."水平夹角ZA' CD、 ZA' DC 、 ZB' CD、 ZB' DC，用数学式h=2. 6+ (tg93—tge。.4) XSinZB' DC+ SinZ(180-ZB' CD—ZB' DC) X tg0B—2.6+ (tg93—tge0.4) XSinZA' DC+ SinZ(180—ZA' CD—ZA' DC) X tg9A 数模(III)得出第一点A与第二点B两点间的高差h; 用数学式P=arctg (h/ A' B') 数模(IV) 得出第一点A与第二点B两点间的平均坡度P。数模(I )至数模(IV)中各倾角凡仰角为正值，俯角为负值，且由于以 观测点C为基准水平面作投影，适宜点D不要求与观测点C在同一水平面上。 数模数模(I )至数模(IV)具有通用性、普适性。本方法通过4点倾角测量，6点水平夹角测量，即可得出走向困难地段中空 间两物点的水平距离与高差，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空间两物 点的水平距离与高差进行测量的技术不足。附图说明下面结合附图进一步说明本专利技术方法。 图1为本专利技术之方法测量过程示意图之一。 图2为本专利技术之方法测量过程示意图之二。 具体实施例方式如图l和图2所示，观测走向困难地段两点A与B之间的水平距与高差， 其依次包括下列步骤一、 在任意点C处使用装置测量出A点的倾角值0 a， B点的倾角值e B;二、 在C点附近设置一适宜点D，在D点处放一3米标尺，标尺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e。.4，并在C点 利用装置测量出A点与B点的水平夹角即基于C点水准投影面ZA' CB'，测量 出A点与D点的水平夹角ZA' CD，测量出B点与D点的水平夹角ZB' CD (三 个水平夹角之间存在着最大水平夹角等于另两个水平夹角之和的关系，测量三 个水平夹角便于核对与检验)；三、 在D点处使用装置测量出A点与C点的水平夹角ZA' D C，测量出A 点与B点的水平夹角ZA' DB'，测量出B点与C点的水平夹角ZB' DC (三个 水平夹角之间存在着最大水平夹角等于另两个水平夹角之和的关系，测量三个水平夹角便于核对与检验)；四、设A、 B在以C点为水准平面的投影点分别为A' 、 B' ， C点与D点的 水平距离为scd， AB两点的高差为h，则有AB两点水平距离为A' B' ， h=B B '-A A'。点A至C点的水平距离为A' C，点B至C点的水平距离为B' C。 由于Scd=2.6/ (tge3-tgeo.4)，在水平面三角形AA' CD、 AB' CD、 AA' D B '中，存在的函数关系有A' C/SinZA' DC=Scd/ SinZ(180-ZA' CD-ZA' DC)= A' D/ SinZA' CD;D B' /SinZB' CD二Scd/ SinZ(180-ZB' CD-ZB' DC)= B' C/ SinZB' DC 在垂直面上存在的函数关系有A A' = A' CXtg9A， B B' = B' CXtg9B， 整理上述得出A点至C点的水平距离A' C =2.6/ (tg03-tg9Q.4) XSinZA' DC/ Sin Z(180-ZA' CD-ZA' DC)，B点至C的水平距离B' C=2.6/(tge3-tg9。.4)XSinZB' DC/SinZ(180_ ZB' CD-ZB' DC)，A与B两点间的距离A' B' = {(A' D) 2+ (B' D) 2_2A'本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测量二点间距离与高差的方法，包括下列步骤：　（１）、在任意选择的观测点Ｃ处使用装置测量出第一点Ａ的倾角θ↓［Ａ］、第二点Ｂ的倾角θ↓［Ｂ］；　（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使用装置测量出两标志点的倾角θ↓［３］与倾角θ↓［０．４］，以观测点Ｃ为基点，利用装置分别测量出第一点Ａ与第二点Ｂ的水平夹角∠Ａ′ＣＢ′、第一点Ａ与适宜点Ｄ的水平夹角∠Ａ′ＣＤ、第二点Ｂ与适宜点Ｄ的水平夹角∠Ｂ′ＣＤ；　（３）、以适宜点Ｄ为基点，使用装置分别测量出第一点Ａ与观测点Ｃ的水平夹角∠Ａ′ＤＣ、第一点Ａ与第二点Ｂ的水平夹角∠Ａ′ＤＢ′第二点Ｂ与观测点Ｃ的水平夹角∠Ｂ′ＤＣ，　（４）、根据倾角θ↓［３］、θ↓［０．４］、水平夹角∠ Ａ′ＣＤ、∠Ｂ′ＣＤ，用数学式：　Ａ′Ｂ′＝｛｛２．６÷（ｔｇθ↓［３］－ｔｇθ↓［０．４］）×Ｓｉｎ∠Ａ′ＣＤ÷Ｓｉｎ∠（１８０－∠Ａ′ＣＤ－∠Ａ′ＤＣ）｝↑［２］＋｛２．６÷（ｔｇθ↓［３］－ｔｇθ↓［０．４］）×Ｓｉｎ∠Ｂ′ＣＤ ÷Ｓｉｎ∠（１８０－∠Ｂ′ＣＤ－∠Ｂ′ＤＣ）｝↑［２］－｛２×２．６÷（ｔｇθ↓［３］－ｔｇθ↓［０．４］）×Ｓｉｎ∠Ａ′ＣＤ÷Ｓｉｎ∠（１８０－∠Ａ′ＣＤ－∠Ａ′ＤＣ）×２．６÷（ｔｇθ↓［３］－ｔｇθ↓［０．４］）×Ｓｉｎ∠Ｂ′ＣＤ÷Ｓｉｎ∠（１８０－∠Ｂ′ＣＤ－∠Ｂ′ＤＣ）×Ｃｏｓ∠Ａ′ＤＢ′｝｝↑［１／２］　数模（Ⅰ），　或者Ａ′Ｂ′＝｛｛２．６÷（ｔｇθ↓［３］－ｔｇθ↓［０．４］）×Ｓｉｎ∠Ａ′ＣＤ÷Ｓｉｎ∠（１８０－∠Ａ′ＣＤ－∠Ａ′ＤＣ）｝↑［２］ ＋｛２．６÷（ｔｇθ↓［３］－ｔｇθ↓［０．４］）×Ｓｉｎ∠Ｂ′ＣＤ÷Ｓｉｎ∠（１８０－∠Ｂ′ＣＤ－∠Ｂ′ＤＣ）｝↑［２］－｛２×２．６÷（ｔｇθ↓［３］－ｔｇθ↓［０．４］）×Ｓｉｎ∠Ａ′ＣＤ÷Ｓｉｎ∠（１８０－∠Ａ′ＣＤ－∠Ａ′ＤＣ）×２．６÷（ｔｇθ↓［３］－ｔｇθ↓［０．４］）×Ｓｉｎ∠Ｂ′ＣＤ÷Ｓｉｎ∠（１８０－∠Ｂ′ＣＤ－∠Ｂ′ＤＣ）×Ｃｏｓ∠Ａ′ＤＢ′｝｝↑［１／２］　数模（Ⅱ），　得出第一点Ａ与第二点Ｂ两点间的距离Ａ′Ｂ′；　根据倾角θ↓［Ａ ］、θ↓［Ｂ］、θ↓［３］、θ↓［０．４］、水平夹角∠Ａ′ＣＤ、∠Ａ′ＤＣ、∠Ｂ′ＣＤ、∠Ｂ′ＤＣ，用数学式：　ｈ＝２．６÷（...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：鄢前飞，曾思齐，曹小玉，黄山如，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]