一種煙囪傾斜度的測量方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種煙囪傾斜度的測量方法，包括如下步驟：1)現(xiàn)場選擇測站點和定向點；2)在測站點設(shè)置激光全站儀，用激光掃描模式，分別測量煙囪頂部和底部激光掃描橢圓截面邊緣不少于5個點的三維空間坐標(biāo)；3)將測量得到的三維空間坐標(biāo)點展繪成圖；獲取煙囪頂部和底部觀測點投影坐標(biāo)；4)用公式解得煙囪頂部和底部橢圓截面的中心點坐標(biāo)；5)連接兩中心點得矢量線段，通過查看屬性得到所測量煙囪的傾斜方位和傾斜量。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：1)可快速、準(zhǔn)確地測量出煙筒傾斜度,設(shè)備投入少，測量成本低；2)利用此方法可對空間任意姿態(tài)的高大圓柱體構(gòu)筑物實施高效定位監(jiān)測；3)測量方法靈活簡便，容易掌握，具有推廣應(yīng)用價值。
【專利說明】一種煙囪傾斜度的測量方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及建構(gòu)筑物變形量測量【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種煙?傾斜度的測量方 法。

【背景技術(shù)】
[0002] 在工業(yè)生產(chǎn)中，長期運營的大型煙囪、大型圓柱體構(gòu)筑物，受自身和自然條件的影 響，其姿態(tài)的穩(wěn)定性必然要產(chǎn)生變化，如果這種變化超出了安全界限，就會對社會財產(chǎn)和生 命安全構(gòu)成威脅，所以必須對其進行定期觀測，以便及時發(fā)現(xiàn)隱患，采取措施確保安全生 產(chǎn)。
[0003] 隨著計算機技術(shù)、測繪理論和測繪儀器的發(fā)展，原有的測繪方法和技術(shù)也在不斷 地淘汰和更新。利用多平臺的整合技術(shù)，對大型煙?等大型圓柱體構(gòu)筑物進行變形量觀測， 具有更加經(jīng)濟、準(zhǔn)確和高效的特點。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明提供了一種煙囪傾斜度的測量方法，利用激光截面掃描法獲取觀測點坐 標(biāo)，利用公式計算及基于制圖軟件平臺的坐標(biāo)點展繪，可快速、準(zhǔn)確地測量出煙筒傾斜度， 并可用于對空間任意姿態(tài)的高大圓柱體構(gòu)筑物實施高效定位監(jiān)測。
[0005] 為了達到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案實現(xiàn)：
[0006] -種煙囪傾斜度的測量方法，包括如下步驟：
[0007] 1)在現(xiàn)場選擇用于觀測煙囪傾斜度的測站點和定向點，如需要長期跟蹤觀測，測 站點和定向點布設(shè)為固定點；
[0008] 2)在測站點設(shè)置激光全站儀，以定向點定位，用激光掃描模式，分別測量煙囪頂部 激光掃描橢圓截面邊緣不少于5個點的三維空間坐標(biāo)（XYH);測量煙囪底部激光掃描橢 圓截面邊緣不少于5個點的三維空間坐標(biāo)（XYH);
[0009] 3)在AutoCAD平臺上，在用戶坐標(biāo)系中將激光全站儀測量得到的三維空間坐標(biāo) 點和測站點的三維空間坐標(biāo)點展繪成圖；轉(zhuǎn)換到以激光全站儀測量點為坐標(biāo)原點的坐標(biāo)系 中，在俯視基準(zhǔn)面上獲取煙囪頂部觀測點投影坐標(biāo)（Xlyi);在仰視基準(zhǔn)面上獲取煙囪底部 觀測點投影坐標(biāo)（Xlyi);
[0010] 4)將步驟3)所得觀測點投影坐標(biāo)分別代入橢圓方程式：
[0011] Ax2+Bxy+Cy2+Dx+Ey+F= 0......(1)
[0012] 和橢圓中心點（x。，y。）的計算公式：
[0013] x0 = (2CD-BE)AB2-4AC)......(2)
[0014] y0 = (2AE-BD) / (B2-4AC)......(3)
[0015] 解得煙囪頂部橢圓截面的中心點坐標(biāo)（x^ y(ll)和煙囪底部橢圓截面的中心點坐 標(biāo)（Xa，y%);并在圖中繪制點標(biāo)記；
[0016] 5)在AutoCAD平臺上，轉(zhuǎn)換回用戶坐標(biāo)系，用PLINE命令連接點（xQ1，yQ1)和點 (X%，yj，得到矢量線段，通過查看矢量線段的屬性得到所測量煙囪的傾斜方位和傾斜量。
[0017] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：
[0018] 1)可快速、準(zhǔn)確地測量出煙筒傾斜度，設(shè)備投入少，測量成本低；
[0019] 2)利用此方法可對空間任意姿態(tài)的高大圓柱體構(gòu)筑物實施高效定位監(jiān)測；
[0020] 3)測量方法靈活簡便，容易掌握，具有推廣應(yīng)用價值

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021] 圖1是實施例1掃描測量示意圖。
[0022] 圖2是實施例1觀測坐標(biāo)點展繪圖。
[0023] 圖3是實施例1煙囪傾斜度投影示意圖。
[0024]圖中：la/lb/lc/ld/le/lf/lg.煙囪頂部掃描觀測點 2a/2b/2c/2d/2e/2f/2g?煙 囪底部掃描觀測點3.測站點4.定向點5.激光全站儀6.煙囪

【具體實施方式】
[0025] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步說明：
[0026] 本發(fā)明一種煙囪傾斜度的測量方法，包括如下步驟：
[0027] 1)在現(xiàn)場選擇用于觀測煙囪6傾斜度的測站點3和定向點4,如需要長期跟蹤觀 測，測站點3和定向點4布設(shè)為固定點；
[0028] 2)在測站點3設(shè)置激光全站儀5,用激光掃描模式，分別測量煙囪6頂部激光掃描 橢圓截面邊緣不少于5個點的三維空間坐標(biāo)（XYH);測量煙囪底部激光掃描橢圓截面邊 緣不少于5個點的三維空間坐標(biāo)（XYH);
[0029] 3)在AutoCAD平臺上，在用戶坐標(biāo)系中將激光全站儀5測量得到的三維空間坐標(biāo) 點和測站點3的三維空間坐標(biāo)點展繪成圖；轉(zhuǎn)換到以激光全站儀5測量點為坐標(biāo)原點的坐 標(biāo)系中，在俯視基準(zhǔn)面上獲取煙囪6頂部觀測點投影坐標(biāo)（Xlyi);在仰視基準(zhǔn)面上獲取煙 囪6底部觀測點投影坐標(biāo)（Xlyi);
[0030] 4)將步驟3)所得觀測點投影坐標(biāo)分別代入橢圓方程式：
[0031] Ax2+Bxy+Cy2+Dx+Ey+F = 0......(1)
[0032] 和橢圓中心點（x。，y。）的計算公式：
[0033] x〇 = (2CD-BE) AB2-4AC)......(2)
[0034] y0 = (2AE-BD) / (B2-4AC)......(3)
[0035] 解得煙囪6頂部橢圓截面的中心點坐標(biāo)（X(ll，y(ll)和煙囪6底部橢圓截面的中心 點坐標(biāo)（x^yj;并在圖中繪制點標(biāo)記；
[0036] 5)在AutoCAD平臺上，轉(zhuǎn)換回用戶坐標(biāo)系，用PLINE命令連接點（xQ1，yQ1)和點 (X%，yj，得到矢量線段，通過查看矢量線段的屬性得到所測量煙囪的傾斜方位和傾斜量。
[0037] 對于上述方法求得的傾斜量相對中誤差的計算過程如下：
[0038] -般二次曲線的數(shù)學(xué)方程為
[0039] Ax2+2Bxy+Cy2+2Dx+2Ey+F = 0--? (4)
[0040] 對于橢圓和園而言，A尹0,消除A得到
[0041] x2+2bxy+cy2+2dx+2ey+f = 0…（5)
[0042]如果測量了橢圓上n個點Pi(Xi，yi)，i= 1，2, 3,…，n，（測量坐標(biāo)總是有誤差的） 得到代數(shù)方程組為：
[0043] Vj=x2+2bxy+cy2+2dx+2ey+f--? (6)
[0044] 在Ev/ =min的條件下，求解出式（6)的[b,c,d,e,f]T
[0045] 橢圓中心：
[0046]x0 = (be_cd) / (c_b2)，y0 = (e_bd) / (c_b2)…（7)
[0047] 對式（7)求全微分得到

【權(quán)利要求】
1. 一種煙@傾斜度的測量方法，其特征在于，包括如下步驟： 1) 在現(xiàn)場選擇用于觀測煙囪傾斜度的測站點和定向點，如需要長期跟蹤觀測，測站點 和定向點布設(shè)為固定點； 2) 在測站點設(shè)置激光全站儀，以定向點定位，用激光掃描模式，分別測量煙@頂部激光 掃描橢圓截面邊緣不少于5個點的三維空間坐標(biāo)（X Y H);測量煙囪底部激光掃描橢圓截 面邊緣不少于5個點的三維空間坐標(biāo)（X Y H); 3) 在AutoCAD平臺上，在用戶坐標(biāo)系中將激光全站儀測量得到的三維空間坐標(biāo)點和測 站點的三維空間坐標(biāo)點展繪成圖；轉(zhuǎn)換到以激光全站儀測量點為坐標(biāo)原點的坐標(biāo)系中，在 俯視基準(zhǔn)面上獲取煙囪頂部觀測點投影坐標(biāo)（xiyi);在仰視基準(zhǔn)面上獲取煙囪底部觀測點 投影坐標(biāo)（XA); 4) 將步驟3)所得觀測點投影坐標(biāo)分別代入橢圓方程式： Ax2+Bxy+Cy2+Dx+Ey+F = 0......(1) 和橢圓中心點（Xd，yj的計算公式： x0 = (2CD-BE) AB2-4AC)......(2) y〇 = (2AE-BD)/(B2-4AC)……（3) 解得煙囪頂部橢圓截面的中心點坐標(biāo)（Xu, yd和煙囪底部橢圓截面的中心點坐標(biāo) (xce，5^2);并在圖中繪制點標(biāo)記； 5) 在AutoCAD平臺上，轉(zhuǎn)換回用戶坐標(biāo)系，用PLINE命令連接點（X(ll，y(ll)和點（x Q2， y〇2)，得到矢量線段，通過查看矢量線段的屬性得到所測量煙囪的傾斜方位和傾斜量。
【文檔編號】G01C9/00GK104330073SQ201410624456
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年11月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月8日
【發(fā)明者】馬寶成, 邢繼紅, 杜華林 申請人:鞍鋼集團工程技術(shù)有限公司