[发明专利]一种地质剖面厚度测量装置

说明书

本发明涉及一种地质剖面厚度测量装置，包括转动连接的主测量模块和副测量模块以及测量模块；所述主测量模块包括主激光测距模块和主惯导模块；所述主激光测距模块用于测量所述主测量模块与待测点间的距离信息；所述主惯导模块用于测量所述主测量模块的三维姿态信息；所述副测量模块包括副激光测距模块和副惯导模块；所述副激光测距模块用于测量所述副测量模块与基准点间的距离信息；所述副惯导模块用于测量所述副测量模块的三维姿态信息；所述测量模块用于测量地质剖面厚度。本发明通过非接触测量方式获取地质剖面厚度信息，有效提高了野外调查中地质剖面的测量精确度、工作效率与安全性。

技术领域

本发明涉及地质剖面厚度测量技术领域，特别是涉及一种地质剖面厚度测量装置。

背景技术

地质剖面测量是地质调查工作的一项传统手段，是获取地层产状、厚度和岩性等基本信息的重要途径。在地表基质层调查、生态地质调查和地球关键带调查等地质工作中，土壤成为与基岩及其风化物同等重要的调查对象，需要分别测量土壤与基岩的整体厚度以及其内部各分层的厚度。地层、土壤层和剖面的相对空间位置可直接影响厚度测量结果，仅在地层或土壤层与剖面夹角为90°时，可以直接测得目标层(地层或土壤层)的真实厚度，其它情况下所测数据均为目标层的出露厚度。因此在中低比例尺调查工作中，为保证工作效率，将目标层出露厚度约等于真实厚度。在精度要求较高的情况下，对目标层位的倾角进行测量后可计算出其真实厚度。目前，地质剖面测量方法通常有接触测量和非接触测量两种方式，接触测量主要利用塔尺、皮尺靠近剖面进行测量，非接触式测量主要利用手持激光测距仪进行测量。

塔尺测量的步骤如下：(1)将剖面表层浮土去除，使新鲜面与水平面垂直，以便于准确测量厚度；(2)人工将塔尺以垂直水平面方式放置于新鲜面前；(3)人工参照塔尺刻度，记录各层厚度。皮尺测量的步骤如下：(1)将剖面表层浮土去除，使新鲜面与水平面垂直；(2)一人立于剖面顶部，将皮尺下放至剖面底部，并将其固定；(3)根据皮尺刻度，记录各层厚度。若剖面高度较高，难以清理浮土，则直接进行测量。接触测量法具有工具成本低、易操作的特点，实际工作中应用较广，但是其缺点亦较为突出。首先应用场景较受限，由于需要靠近剖面进行测量，在有河流、公路等阻隔情况下，难以进行测量；其次量程有限，塔尺和皮尺的测距很难满足部分高度较高的剖面测量需求；再次测量存在主观误差，塔尺摆放姿态是否竖直、读数视线是否与尺面垂直等均会产生较大误差；最后，安全性相对较低，由于测量工作中需要有测量人员到达剖面顶部或站立于剖面底部，因此存在从高处跌落或被坠石砸伤的风险。

手持激光测距仪采用相位法测量距离，测量时通过向目标物体发射一束或多束激光，由光电元件接收目标物体反射的激光，通过测量反射激光的相位差来计算测量人员到目标物体的距离，通过角度传感器进一步将距离值计算为目标点的高度，通过高度差得到目标层厚度。其测量步骤如下：(1)测量人员在激光测距的量程范围内，选择适当位置面向地质剖面；(2)在地质剖面上选择目标层边界上的若干点进行测量；(3)通过计算多个测量值的均值得到地质剖面目标层厚度。通过手持激光测距仪测量地质剖面基本没有量程限制的问题，且测量无需到达地质剖面附近，提高了野外测量的灵活性，也避免了因跌落或砸伤而造成的危险。但是由于测量时测量人员的身体姿态，或所在位置的差异，不同目标点的测量结果难以保证为相同测量基准，因此会产生较大的人为误差。另一方面，在对非竖直剖面或倾角较大的非水平目标层的测量时，手持激光测距仪无法对地质剖面及目标层边界的空间特征进行测量，如剖面的坡度、坡向，以及目标层边界的矢量信息等。

发明内容

本发明的目的是提供一种地质剖面厚度测量装置，以提高地质剖面厚度测量准确度。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种地质剖面厚度测量装置，包括转动连接的主测量模块和副测量模块以及与所述主测量模块和所述副测量模块连接的测量模块；