[发明专利]低成本高精度高集成度的定位定向数字地质罗盘无效
申请号: | 200910085182.6 | 申请日: | 2009-05-27 |
公开(公告)号: | CN101566474A | 公开(公告)日: | 2009-10-28 |
发明(设计)人: | 李超岭;沙洲;沙岩;刘畅 | 申请(专利权)人: | 中国地质调查局发展研究中心 |
主分类号: | G01C17/00 | 分类号: | G01C17/00;G01C9/00;G01C1/00;G01S5/02 |
代理公司: | 北京汇泽知识产权代理有限公司 | 代理人: | 黄 挺 |
地址: | 100037*** | 国省代码: | 北京;11 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 低成本 高精度 集成度 定位 定向 数字 地质 罗盘 | ||
技术领域
本发明涉及地质调查装置领域,尤其涉及在地质调查中用于测量位置、方位、产状、坡度和坡向的数字罗盘。
背景技术
区域地质调查是一项基础性、公益性、综合性的地质调查研究工作,是一切地质工作的先行步骤,其工作内容几乎涉及地学的各个领域。区域地质调查成果,是国民经济建设和社会发展的重要基础性工作之一,是矿产地质、水文地质、工程地质、灾害地质、环境地质和地学研究等各项地质工作的依据和基础。
传统的区域地质调查,是通过地质人员连续的野外地质路线(目识地形图)观测和利用锤子、罗盘、放大镜等工具辅助对地质现象的观察;利用罗盘测量地质路线的方位、地质体的产状(包括走向、倾向和倾斜角等要素)、剖面(包括走向和坡度等要素)的测量数据;利用地形图和手持GPS来进行定位;其后把获得的第一手基础资料记录在纸介质的记录簿上,并把相应的地质观测点位置、产状及界线标绘在地形图上。因此,锤子、罗盘、放大镜、相机、地形图和野外记录簿就成为了传统区域地质调查野外路线观测的工作方式的6大件。
传统地质罗盘式样很多,但结构基本是一致的,我们常用的是圆盆式地质罗盘仪。由磁针、刻度盘、测斜仪、瞄准觇板、水准器等几部分安装在一铜、铝或木制的圆盆内组成。
磁针,一般为中间宽两边尖的菱形钢针,安装在底盘中央的顶针上,可自由转动,不用时应旋紧制动螺丝,将磁针抬起压在盖玻璃上避免磁针帽与项针尖的碰撞,以保护顶针尖,延长罗盘使用时间。在进行测量时放松固动螺丝,使磁针自由摆动,最后静止时磁针的指向就是磁针子午线方向。由于我国位于北半球磁针两端所受磁力不等,使磁针失去平衡。为了使磁针保持平衡常在磁针南端绕上几圈铜丝,用此也便于区分磁针的南北两端。
水平刻度盘,水平刻度盘的刻度是采用这样的标示方式:从零度开始按逆时针方向每10度一记,连续刻至360度,0度和180度分别为N和S,90度和270度分别为W和E,利用它可以直接测得地面两点间直线的磁方位角。
竖直刻度盘,专用来读倾角和坡角读数,以E或W位置为0度,以S或N为90度,每隔10度标记相应数字。
悬锥,是测斜器的重要组成部分,悬挂在磁针的轴下方,通过底盘处的觇板手可使悬锥转动,悬锥中央的尖端所指刻度即为倾角或坡角的度数。
水准器,通常有两个,分别装在圆形玻璃管中,圆形水准器固定在底盘上,长形水准器固定在测斜仪上。
瞄准器,包括接物和接目觇板,反光镜中间有细线,下部有透明小孔,使眼睛,细线,目的物三者成一线,作瞄准之用。
传统地质罗盘测量测量产状时,需要测量走向、倾向、倾角和当前位置的地理(高斯)坐标(X、Y、高程),共4步才能做到,如下所述:
1.岩层走向的测定
岩层走向,是岩层层面与水平面交线的方向也就是岩层任一高度上水平线的延伸方向。
测量时将罗盘长边与层面紧贴,然后转动罗盘,使底盘水准器的水泡居中,读出指针所指刻度即为岩层之走向。因为走向是代表一条直线的方向,它可以两边延伸,指南针或指北针所读数正是该直线之两端延伸方向,如NE30度与SW210度均可代表该岩层之走向。
2.岩层倾向的测定
岩层倾向,是指岩层向下最大倾斜方向线在水平面上的投影,恒与岩层走向垂直。
测量时,将罗盘北端或接物觇板指向倾斜方向,罗盘南端紧靠着层面并转动罗盘,使底盘水准器水泡居中,读指北针所指刻度即为岩层的倾向。
假若在岩层顶面上进行测量有因难,也可以在岩层底面上测量仍用对物觇板指向岩层倾斜方向,罗盘北端紧靠底面,读指北针即可,假若测量底面时读 指北针受障碍时,则用罗盘南端紧靠岩层底面,读指南针亦可。
3.岩层倾角的测定
岩层倾角,是岩层层面与假想水平面间的最大夹角,即真倾角,它是沿着岩层的真倾斜方向测量得到的,沿其它方向所测得的倾角是视倾角。视倾角恒小于真倾角,也就是说岩层层面上的真倾斜线与水平面的夹角为真倾角,层面上视倾斜线与水平面之夹角为视倾角。野外分辨层面之真倾斜方向甚为重要它恒与走向垂直,此外可用小石于使之在层面上滚动或滴水使之在层面上流动,此滚动或流动之方向即为层面之真倾斜方向。
测量时将罗盘直立,并以长边靠着岩层的真倾斜线,沿着层面左右移动罗盘,并用中指搬动罗盘底部之活动扳手,使测斜水准器水泡居中,读出悬锥中尖所指最大读数,即为岩层之真倾角。
4.坐标位置测试
用GPS测量获得当前位置的地理坐标值X,Y,Z(高程)。
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