[发明专利]一种测量古建筑木结构大小头圆柱倾斜的方法

权利要求书

1.一种测量古建筑木结构大小头圆柱倾斜的方法，其特征在于：所述方法步骤如下：

步骤1、待测木柱两个为一组，沿建筑物横纵轴方向选取，在工程现场架设全站仪，将全站仪站点一设置为观测原点；并利用反光片布设转点，转点数目2个；

步骤2、使用全站仪对待测木柱进行测量，测量分为两个截面高度，下水平截面靠近木柱底部，上水平截面靠近木柱顶部；依次进行两个水平截面的n个点空间坐标的测量；单个木柱中根据所测的上、下水平截面的n个点，由于n个点位于同一水平截面上，故忽略z坐标，将其转换成平面坐标进行计算；将两个水平截面内n个点的平面坐标分别用最小二乘法拟合成圆，并依次求得上水平截面圆心A₁坐标(x₁,y₁)、下水平截面圆心A₂坐标(x₂,y₂)；同理，求得另一根木柱上水平截面圆心B₁坐标(x₃,y₃)、下水平截面圆心B₂坐标(x₄,y₄)；

步骤3、根据所测得的各站点的空间坐标依次计算各水平截面的圆心坐标；

步骤4、以两根木柱连线方向为Y方向，垂直于连线方向为X方向建立右手法则坐标系，依次计算两根木柱在X、Y方向的倾斜分量和倾斜率；

根据以下公式计算待测木柱的倾斜率：具体计算如下：设木柱一上、下水平截面的圆心坐标分别为A₁、A₂；木柱二上、下水平截面的圆心坐标分别为B₁、B₂，

向量

向量

向量

在两根木柱的局部坐标系中，设定沿木柱连线方向为Y方向，垂直于木柱连线方向为X方向，符合右手坐标系原则，则Y的方向向量为

X的方向向量为

木柱一在X方向上的倾斜分量为：

倾斜率为：

同理，得到木柱一在Y方向的倾斜分量为：

倾斜率为：

木柱二在X方向的倾斜分量为：

倾斜率为：

木柱二在Y方向的倾斜分量为：

倾斜率为：

其中，z₁、z₂分别为木柱一上下截面圆心的竖向坐标；z₃、z₄分别为木柱二上下截面圆心的竖向坐标。

2.根据权利要求1所述的一种测量古建筑木结构大小头圆柱倾斜的方法，其特征在于：所述步骤2中，使用2个转点进行全站仪转站，在站点一依次观测转点，记录转点坐标；在站点二依次观测转点，记录转点坐标；计算出两个站点的竖向z坐标差值；

再在站点二依次测量同一水平高度下的余下圆周各点；若仍需转点，则按上述步骤进行转站即可。

3.根据权利要求1所述的一种测量古建筑木结构大小头圆柱倾斜的方法，其特征在于：所述步骤2中，n个点所在的圆周所对的圆心角要尽可能大。

4.根据权利要求1所述的一种测量古建筑木结构大小头圆柱倾斜的方法，其特征在于：根据建筑物纵横轴线建立全站仪坐标系，计算出沿建筑物轴线方向的倾斜分量。