[实用新型]一种集成GNSS和流体静力水准测量装置的垂线偏差测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种集成GNSS和流体静力水准测量装置的垂线偏差测量装置。

背景技术

位于地面上的一个点，其重力向量g和相应椭球面上的法线向量n之间的夹角u为该点的垂线偏差，它表示大地水准面的倾斜。通常将夹角u用子午圈分量ξ(南北方向的分量)和卯酉圈分量η(东西方向的分量)表示。显然，根据所采用的椭球不同可分为绝对垂线偏差和相对垂线偏差，垂线同总地球椭球或参考椭球法线构成的角度称为绝对或相对垂线偏差，它们统称为天文大地垂线偏差。另外，把实际重力场中的重力向量g同正常重力场中的正常重力向量γ之间的夹角称为重力垂线偏差。在精度要求不高时，可以将天文大地垂线偏差看作是重力垂线偏差，即将总地球椭球认为是正常椭球。然而，在高精度测量中，正常椭球的力线与总地球椭球法线是有区别的，区别的大小与地球形状、点的高程及位置有关。

垂线偏差作为一类基本大地测量观测量，在天文大地测量中具有重要的作用，例如：

垂线偏差可用于计算高程异常、大地水准面差距，推求平均地球椭球或参考椭球的大小、形状和定位，并用于天文大地测量数据的归算，也可用于空间技术和精密工程测量。

为了能够及时高效的测定高精度的垂线偏差，需要高效的测量仪器及使用方法。

测定垂线偏差的方法通常有以下四种：天文大地测量方法、重力测量方法、天文重力测量方法以及GPS测量方法。其中重力测量方法和天文重力测量方法都需要全球或一定区域的重力异常数据积分获得所需参量，属于间接法；天文大地测量方法和GPS测量方法可以对观测数据的简单计算获得垂线偏差，可称为直接方法。天文大地测量方法的测量精度最高，可以达到0.3″，即满足天文大地测量规范中对垂线偏差测量的一等精度要求。

然而，上述方法中的前三种都存在工作量大，测量效率低的不足；GPS测量方法测定垂线偏差必须应用水准测量技术，以获取大地水准面差距之差或高程异常差，一般会结合精密水准仪，但由于受仪器本身精度及外界条件的制约，测量精度不高。垂线偏差的测量仪器主要有数字天顶摄影仪，该仪器集成有天顶摄影仪和GPS，测量原理为天文大地测量方法。虽然该仪器测量精度高，但是价格昂贵，且只能在无背景光干扰的晴朗的晚上进行观测。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提出一种集成GNSS和流体静力水准测量装置的垂线偏差测量装置，以便能够快速高效获得一点的高精度垂线偏差。

本实用新型为了实现上述目的，采用如下技术方案：

一种集成GNSS和流体静力水准测量装置的垂线偏差测量装置，包括三脚架、GNSS接收机和流体静力水准测量装置；

所述三脚架有四个，每个三脚架上安装一个对中整平基座；

所述GNSS接收机有四个，每个GNSS接收机分别位于一个对中整平基座的上方；

在对中整平基座与对应的GNSS接收机之间设有一个连接件；

连接件的下端与对中整平基座相连，连接件的上端与GNSS接收机相连；

在连接件上还设有一个水平向外伸出的固定杆，在固定杆的末端设有导管固定部；

流体静力水准测量装置包括一个蓄水桶和四根导管；

在蓄水桶的侧壁下部开设有四个出水孔，每根导管安装于其中一个出水孔位置；

每个出水孔位置分别安装一个水流控制阀门；

每根导管的末端分别安装于其中一个导管固定部上。

优选地，所述垂线偏差测量装置用于测量测区内某一点的垂线偏差；

定义该点为垂线偏差测点，在经过垂线偏差测点的第一方向上选择两个垂线偏差辅助测点，在经过垂线偏差测点的第二方向上选择两个垂线偏差辅助测点；

所述第一方向和所述第二方向为正交方向，且第一方向上两个垂线偏差辅助测点之间的距离与第二方向上两个垂线偏差辅助测点之间的距离相等；

每个三脚架分别布置于其中一个垂线偏差辅助测点位置。

优选地，所述第一方向/第二方向上两个垂线偏差辅助测点之间的距离范围为50-100m。

优选地，每根导管的读数零刻度线分别与对应GNSS接收机天线相位中心标志水平对准。

优选地，所述对中整平基座上设有固定套筒，在固定套筒侧部设有紧固螺栓；

连接件的下端伸入到固定套筒内，并通过所述紧固螺栓固定；

连接件的上端设有外螺纹，在GNSS接收机的下部设有与所述外螺纹匹配的内螺纹。

本实用新型具有如下优点：