[发明专利]一种数字地质罗盘仪及地质体产状的测量方法

权利要求书

1.一种数字地质罗盘仪，其特征在于，包括壳体，壳体内设置有分别与存储与控制模块相连接的方位角与倾角数据采集模块、激光模块、电源电路和显示模块；

所述的方位角与倾角数据采集调理模块包括磁传感器、加速度传感器和A/D转换器，A/D转换器将磁传感器、加速度传感器所采集的原始数据的调理并将其发送给存储与控制电路；

存储与控制模块读取方位角与倾角数据采集模块所测量到的方位角与倾角调理数据，经处理获得方位角、仰俯角和侧滚角，并发送至显示模块显示；

显示内容主要包括罗盘仪的横滚角、俯仰角、方位角的数值和/或数值的模拟图形；所述的仰俯角是指当前方位角的方向线与水平面的夹角，横滚角是指罗盘平面内垂直于航向方向的直线与水平面的夹角；

罗盘仪的壳体设有与横滚角、俯仰角方向平行的直线边框。

2.如权利要求1所述的数字地质罗盘仪，其特征在于，所述磁传感器为3轴磁传感器，所述加速度传感器为3轴加速度传感器；

或者磁传感器、加速度传感器为集成3轴磁传感器与3轴加速度传感器的集成传感器。

3.如权利要求1所述的数字地质罗盘仪，其特征在于，所述的壳体内还设有与存储与控制模块相连接的激光模块，所述的激光模块包括激光指向模块和/或激光投线模块；

磁传感器所代表的地磁方位方向与激光指向模块的激光束的中心线保持一致性；加速度传感器所代表的水平面的X轴或Y轴与激光投线模块所的投射的激光线保持一致或平行。

4.如权利要求3所述的数字地质罗盘仪，其特征在于，存储与控制电路控制激光模块的激光指向，使激光模块发射一束与当前罗盘仪方位角一致的激光束；

存储与控制电路控制激光模块的激光投线，使激光模块发射一条与当前罗盘仪测量倾斜角度一致的激光线。

5.如权利要求1所述的数字地质罗盘仪，其特征在于，当显示在显示模块上数据需要保存时，在存储至存储与控制模块的控制下，该数据被存储至存储与控制模块。

6.如权利要求1所述的数字地质罗盘仪，其特征在于，存储与控制电路包括通过数据总线相连接的控制器和存储器；

所述的显示模块包括显示驱动电路和显示屏，显示驱动电路在存储与控制电路的控制下驱动显示屏，将相应的内容显示在显示屏。

7.一种基于权利要求1所述的数字地质罗盘仪的地质体产状的测量方法，其特征在于，包括以下操作：

1）根据待测地质体对象，选择测量地质体对象的特征面；

2）将数字地质罗盘仪上与俯仰角方向平行的直线边框贴紧地质体特征面，在保持数字罗盘仪基本水平的状态下，调整数字罗盘仪姿态，查看显示屏上的俯仰角的数值或模拟图形的变化；当俯仰角接近或等于0度时，提示数字罗盘仪达到水平状态，暂停数字罗盘仪的姿态调整，此时数字罗盘仪记录当前的方位角数值，作为地质体特征面的走向值；

3）接着在保持罗盘仪俯仰角方向平行的直线边框贴紧地质体特征面的情况下，以该边为轴旋转罗盘仪，使其横滚角方向平行的直线边框贴紧地质体特征面时暂停旋转，存储与控制模块读取方位角与倾角数据采集模块所测量到的数据，进行产状的计算：选择外壳某边框平面作为基准面，根据基准面当前在三维空间的姿态，判断该地质体特征面的倾向方向，将所记录的地质体特征面的走向值加90度或减90度，得到所测量地质体特征面的倾向值；同时，记录该姿态的罗盘仪的横滚角，作为所测量地质体特征面的倾角值；

4）存储与控制模块将所得到的走向值、倾向值和倾角值作为产状三要素，在显示屏显示，并需要时保存，完成地质体特征面的产状测量。

8.如权利要求7所述的地质体产状的测量方法，其特征在于，当俯仰角接近或等于0度时，俯仰角数值或模拟图形进行闪烁或变色，提示用户达到水平状态。

9.如权利要求7所述的地质体产状的测量方法，其特征在于，判断该地质体特征面的倾向方向是根据基准面当前在三维笛卡尔坐标系中的哪个象限来进行判断。

10.如权利要求7所述的地质体产状的测量方法，其特征在于，所述的倾向值的计算为：

通过两个变量a、b用于判断当前罗盘仪的姿态：

当A_y小于0时，a等于-1，否则等于1；

当A_z小于0时，b等于-1，否则等于1；

由走向值推算当前倾向：Obliquity=(Course+a×b×90+360)%360；

其中：A_y为加速度g的y轴分量测量值；A_z为加速度g的z轴分量测量值；Course为走向的方位值。