[发明专利]一种野外岩层产状数据采集装置及方法

说明书

本发明公开了一种野外岩层产状数据采集装置及方法，其中采集装置包括顺次相连的数据采集单元、角度计算单元、产状数据计算单元，数据采集单元用于采集装置置于待测岩层表面后装置的磁感应数据和重力感应数据；角度计算单元用于根据数据采集单元采集的磁感应数据和重力感应数据计算获得装置方位角、装置俯仰角和装置翻滚角；产状数据计算单元用于根据角度计算单元计算获得的装置方位角、装置俯仰角和装置翻滚角三种数据，计算获得待测岩层产状数据并输出。本发明可以将装置按照任意角度摆放于待测岩层表面上进行自动测试，不受量测人员主观因素影响，减少了人为误差，量测精度高，工作效率高；避免依赖GPS进行方位定位，采集工作不受环境影响。

技术领域

本发明属于工程地质勘察、区域地质调查领域，特别涉及一种野外岩层产状数据采集装置及方法。

背景技术

工程地质勘察及区域地质调查工作中，工作人员采集岩层产状数据，包括岩层走向、倾向和倾角，是最为频繁的工作内容之一。

目前，国内外对于岩层产状数据采集主要利用的装置包括机械地质罗盘和数字化地质罗盘。

使用传统机械地质罗盘每次只能采集一个数据，地质调查人员需要多次操作才能完成对岩层产状数据(走向、倾向和倾角)的采集工作，并且机械罗盘指针的抖动及目测结果均造成比较大的误差。

数字化地质罗盘能解决上述传统机械地质罗盘的问题，并可推动数字化地质调查工作，是理想的工作模式。已有的数字罗盘采用人为判断岩层走向，通过两次量测的方式获得岩层产状。这种采集方法需要过多的人为干预，需要人为判断岩层的产状，特别是走向数据，需要将数字罗盘按照目视判断的岩层(地质构造面)走向的摆放角度置于岩层面之上，才能获得装置的方位角数据，以此计算岩层的产状数据。同时，这种采集方法中的方位角数据需要GPS数据的支持。这种方法的缺点是：人工干预会造成人为的误差；GPS搜星速度限制了工作人员的工作效率，并且在一些极端情况下，比如隧洞、巷道等环境中获取GPS极其困难。

发明内容

使用现有方法和装置采集野外岩层产状数据时，需要过多的人工干预，采集误差大，采集工作受环境影响，工作效率低。本发明的目的在于，针对上述现有技术的不足，提供一种野外岩层产状数据采集装置及方法，不受量测人员主观因素影响，量测精度高，工作效率高；避免依赖GPS进行方位定位，采集工作不受环境影响。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种野外岩层产状数据采集装置，其结构特点是包括顺次相连的数据采集单元、角度计算单元、产状数据计算单元，其中：

数据采集单元：用于采集装置置于待测岩层表面后装置的磁感应数据和重力感应数据；

角度计算单元：用于根据数据采集单元采集的磁感应数据和重力感应数据计算获得装置方位角、装置俯仰角和装置翻滚角；

产状数据计算单元：用于根据角度计算单元计算获得的装置方位角、装置俯仰角和装置翻滚角三种数据，计算获得待测岩层产状数据并输出，所述产状数据包括岩层走向、岩层倾向和岩层倾角。

进一步地，还包括与所述产状数据计算单元输出端相连的数据平滑单元，其中数据平滑单元用于对产状数据计算单元计算获得的产状数据进行数据平滑化处理。

作为一种优选方式，所述数据采集单元包括磁感应器和重力感应器。

基于同一个发明构思，本发明还提供了一种利用所述野外岩层产状数据采集装置进行岩层产状数据采集的方法，包括以下步骤：

步骤A.将装置放置于待测岩层表面并采集装置的磁感应数据和重力感应数据；

步骤B.利用磁感应数据和重力感应数据计算装置方位角、装置俯仰角和装置翻滚角；

步骤C.利用装置方位角、装置俯仰角和装置翻滚角计算获得待测岩层产状数据并输出。