一種遠(yuǎn)程測(cè)量路基水平位移的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種遠(yuǎn)程測(cè)量路基水平位移的方法，包括；選取兩處固定的參考位置A和C；在待測(cè)路基上方第一高度D處設(shè)置第一反射鏡，所述第一反射鏡與地面垂直；在參考位置C處設(shè)置第二反射鏡，所述第二反射鏡與水平面的夾角為θ2；待測(cè)路基發(fā)生水平位移前，激光測(cè)距儀在A處出射一束與地面夾角為θ1的第一激光束，激光測(cè)距儀測(cè)出所述第一激光束經(jīng)第一反射鏡和第二反射鏡反射并返回后所經(jīng)的第一距離；待測(cè)路基發(fā)生水平位移后，所述激光測(cè)距儀在A處出射一束與地面夾角θ1的第二激光束，激光測(cè)距儀測(cè)出所述第二激光束經(jīng)第一反射鏡和第二反射鏡反射并返回后所經(jīng)第二距離；根據(jù)所述第一距離、第二距離以及θ1計(jì)算得到待測(cè)路基發(fā)生的水平位移。
【專利說(shuō)明】
_種遠(yuǎn)程測(cè)量路基水平位移的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于激光測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種利用激光遠(yuǎn)程測(cè)量路基水平位移的裝置與方法。
【背景技術(shù)】
[0002]路基位移在道路的施工過(guò)程中以及完工以后都是難以避免的。近年來(lái)隨著軌道建設(shè)的快速發(fā)展，相關(guān)的安全問(wèn)題越來(lái)越得到人們的重視。特別是現(xiàn)在高速鐵路的出現(xiàn)，對(duì)路基形變的控制有了更高的要求。為了及時(shí)了解路基在荷載作用下的位移變化趨勢(shì)，以便提前采取有效措施，防止事故的發(fā)生，需要在道路的施工過(guò)程中以及完工以后一段時(shí)期設(shè)置觀測(cè)。完工后路基位移觀測(cè)要根據(jù)實(shí)際情況確定觀測(cè)時(shí)間長(zhǎng)短。文章《鐵路路基下沉位移實(shí)時(shí)測(cè)量新方法》(張雅楠，2008)提供的方法中，采用激光和目標(biāo)靶，目標(biāo)靶表面與水平面的夾角為Θ直接放置在待測(cè)路基上，這種方法中，當(dāng)待測(cè)路基發(fā)生位移或晃動(dòng)時(shí)，可能導(dǎo)致目標(biāo)靶表面與水平面的夾角發(fā)生變化，從而使得激光不能沿原先光路返回，導(dǎo)致激光測(cè)距無(wú)法得出待測(cè)距離。本發(fā)明方法避免了這個(gè)問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提供了一種新型激光測(cè)量方法和裝置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，方便易操作，僅使用反射鏡，無(wú)需CXD、透鏡或其他光學(xué)元件，即可測(cè)量得到路基位移。
[0004]本發(fā)明提供了一種遠(yuǎn)程測(cè)量路基水平位移的方法，包括:
[0005]步驟1:選取兩處固定的參考位置A和C，并在A處放置激光測(cè)距儀;其中，B為待測(cè)路基所在位置;參考位置A和C位于不同高度的水平面上；
[0006]步驟2:在待測(cè)路基上方第一高度D處設(shè)置第一反射鏡，所述第一反射鏡與地面垂直，且鏡面朝向參考位置A ；
[0007]步驟3:在參考位置C處設(shè)置第二反射鏡，所述第二反射鏡與水平面的夾角為02，且O 度 <θ2<90 度；
[0008]步驟4:待測(cè)路基發(fā)生水平位移前，激光測(cè)距儀在A處出射一束與地面夾角為0工的第一激光束，激光測(cè)距儀測(cè)出所述第一激光束經(jīng)第一反射鏡和第二反射鏡反射并返回后所經(jīng)的第一距離;其中，θ1 = 90度_θ2;
[0009]步驟5:待測(cè)路基發(fā)生水平位移后，所述激光測(cè)距儀在A處出射一束與地面夾角0工的第二激光束，激光測(cè)距儀測(cè)出所述第二激光束經(jīng)第一反射鏡和第二反射鏡反射并返回后所經(jīng)第二距離；
[0010]步驟6:根據(jù)所述第一距離、第二距離以及算得到待測(cè)路基發(fā)生的水平位移。
[0011]本發(fā)明提供的方法利用先進(jìn)的激光測(cè)量技術(shù)實(shí)現(xiàn)，可以對(duì)路基的水平位移進(jìn)行遠(yuǎn)程測(cè)量。激光測(cè)量精密度高，光路中除了反射鏡，不需要其他光學(xué)元件，可避免產(chǎn)生多個(gè)誤差。測(cè)量方法簡(jiǎn)單易操作，可適用于參考位置和待測(cè)目標(biāo)距離較遠(yuǎn)的情況。本方法具有遠(yuǎn)距離、高精度、大范圍、實(shí)時(shí)測(cè)量的優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1是本發(fā)明中遠(yuǎn)程測(cè)量路基水平位移方法的流程圖；
[0013]圖2是本發(fā)明中測(cè)量路基水平位移的幾何示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0015]如圖1所示，本發(fā)明提出了一種利用激光遠(yuǎn)程測(cè)量路基水平位移方法，其包括:
[0016]步驟I:選取兩處固定的參考位置A和C，并在A處放置激光測(cè)距儀;其中，B為待測(cè)路基所在位置，測(cè)量待測(cè)目標(biāo)所在位置的路基水平方向位移，即測(cè)量B水平方向的位移;A和B位于同一水平面或者不同水平面上，例如可同時(shí)在地面上，C位于高度不同于A的另一水平面上。
[0017]步驟2:在B的上方第一高度D處設(shè)置第一反射鏡，所述第一反射鏡與地面垂直，且鏡面朝向參考位置A ；
[0018]步驟3:在參考位置C處設(shè)置第二反射鏡，所述第二反射鏡與水平面的夾角為02，且O度< θ2<90度;步驟4:激光測(cè)距儀在A處出射一束與地面夾角為Q1的第一激光束，激光測(cè)距儀測(cè)出所述第一激光束經(jīng)第一反射鏡和第二反射鏡反射并返回后所經(jīng)第一距離;其中，Q1=90 度-θ2;
[0019]步驟5:所述激光測(cè)距儀在A處出射一束與地面夾角0工的第二激光束，激光測(cè)距儀測(cè)出所述第二激光束經(jīng)第一反射鏡和第二反射鏡反射并返回后所經(jīng)第二距離；
[0020]步驟6:根據(jù)所述第一距離、第二距離以及算得到待測(cè)路基發(fā)生的水平位移。
[0021]其中，需要保證A處發(fā)射的激光經(jīng)過(guò)反射鏡D反射后能到達(dá)C，為了達(dá)到這個(gè)目的，通常情況下A、C、D所在水平面高度需要滿足下面的條件:
[0022 ] C所在水平面的高度> D所在水平面的高度> A所在水平而的高度。
[0023]上述方法可具體通過(guò)下面實(shí)施例實(shí)現(xiàn):
[0024]在B處上固定放置一豎立的標(biāo)尺，標(biāo)尺距離地面第一高度D處安裝有第一反射鏡，反射鏡與標(biāo)尺在同一直線上。由A處出射一束激光(激光束與地面夾角Q1, ο度Se1Sgo度且θ1 = 90度-θ2)，經(jīng)過(guò)反射鏡的D處反射照射在固定于C處的第二反射鏡上，并反射回來(lái)，再次經(jīng)過(guò)D，返回至A處，激光測(cè)距讀出數(shù)值。此時(shí)讀出的距離為AD+DC的距離。其中，第二反射鏡與水平面之間的夾角為Θ，鏡面朝向第一反射鏡；
[0025]當(dāng)B處發(fā)生水平位移時(shí)，第一反射鏡也隨之發(fā)生水平位移，此時(shí)，由A處出射與地面夾角為的一束激光，經(jīng)過(guò)第一反射鏡的D’處照射在固定于C處的第二反射鏡(該反射鏡與水平面夾角θ2，0度<θ2<90度且θ2 = 90度-Q1)上，并反射回來(lái)，再次經(jīng)過(guò)D’，返回至A處，激光測(cè)距讀出數(shù)值。此時(shí)讀出的距離為AD ’ +D ’ C的距離。
[0026]那么可以得出8處路基水平位移的高度為(30802\((六0+00-(40’+0’0)。
[0027]以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種遠(yuǎn)程測(cè)量路基水平位移的方法，包括: 步驟1:選取兩處固定的參考位置A和C，并在A處放置激光測(cè)距儀;其中，B為待測(cè)路基所在位置;參考位置A和C位于不同高度的水平面上； 步驟2:在待測(cè)路基上方第一高度D處設(shè)置第一反射鏡，所述第一反射鏡與地面垂直，且鏡面朝向參考位置A ； 步驟3:在參考位置C處設(shè)置第二反射鏡，所述第二反射鏡與水平面的夾角為02，且0度<θ2<90 度； 步驟4:待測(cè)路基發(fā)生水平位移前，激光測(cè)距儀在A處出射一束與地面夾角為第一激光束，激光測(cè)距儀測(cè)出所述第一激光束經(jīng)第一反射鏡和第二反射鏡反射并返回后所經(jīng)的第一距離;其中，θι = 90度-θ2; 步驟5:待測(cè)路基發(fā)生水平位移后，所述激光測(cè)距儀在A處出射一束與地面夾角0工的第二激光束，激光測(cè)距儀測(cè)出所述第二激光束經(jīng)第一反射鏡和第二反射鏡反射并返回后所經(jīng)第二距離； 步驟6:根據(jù)所述第一距離、第二距離以及0工計(jì)算得到待測(cè)路基發(fā)生的水平位移。2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，C所在水平面的高度>D所在水平面的高度>Α所在水平面的高度。3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，步驟2中，在待測(cè)路基上方固定放置一豎立的標(biāo)尺，并在所述標(biāo)尺距離地面第一高度處放置所述第一反射鏡，所述標(biāo)尺和第一反射鏡位于同一直線。4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，步驟6中通過(guò)下式計(jì)算得到所述待測(cè)路基的水平位移距離:COS02X ((AD+DO-UD,+D'C))，其中，D'為第二束激光照射至第一反射鏡上的位置。
【文檔編號(hào)】G01B11/02GK105841621SQ201610172867
【公開(kāi)日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2016年3月24日
【發(fā)明人】林學(xué)春, 楊盈瑩, 李備, 楊松
【申請(qǐng)人】中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體研究所