本發(fā)明涉及貓道承重索施工測量，尤其是涉及一種基于gnss技術(shù)的可調(diào)節(jié)式貓道承重索垂度測量裝置及測量方法。

背景技術(shù)：

1、貓道是重要的空中走道和作業(yè)平臺，供主纜索股架設、測量、調(diào)索等工作之用。貓道承重索是貓道系統(tǒng)的主要受力構(gòu)件，貓道承重索架設時，需要對貓道承重索的跨中垂度進行觀測，跨中位置通常位于峽谷和江河之上，測量人員無法到達貓道承重索的跨中位置進行測量作業(yè)，且通常貓道承重索的垂度測量裝置為固定結(jié)構(gòu)，不能適應多種尺寸的貓道承重索，也不能進行重復使用。

2、相關技術(shù)中，貓道承重索測量通常采用滑輪攜帶測量棱鏡至跨中，然后采用光電測距法測量棱鏡來計算貓道承重索垂度。申請?zhí)?02122790189.7的中國實用新型專利公開了一種貓道索架設無線遙控棱鏡移位測量裝置，可實現(xiàn)測量裝置遙控移位，但是該裝置的尺寸固定，無法重復使用，且無法解決白天貓道承重索垂度測量時因大氣折光導致測量精度低的問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的第一個目的在于提供一種基于gnss技術(shù)的可調(diào)節(jié)式貓道承重索的垂度測量裝置，它能基于gnss測量技術(shù)，有效地解決貓道承重索垂度測量難題，并通過調(diào)節(jié)兩塊滑輪塊的間距來適應各種尺寸的貓道承重索，解決了測量裝置無法重復使用的問題。

2、本發(fā)明的第二個目的在于提供一種基于gnss技術(shù)的可調(diào)節(jié)式貓道承重索的垂度測量方法。

3、本發(fā)明的第一個目的是這樣實現(xiàn)的：

4、一種基于gnss技術(shù)的可調(diào)節(jié)式貓道承重索的垂度測量裝置，特征是：包括：貓道承重索、上框架、下框架、滑輪塊、套管、調(diào)節(jié)螺桿、壓緊彈簧、傳動軸、接收系統(tǒng)、電力系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、gnss接收機、棱鏡桿、萬向棱鏡、控制器，上框架和下框架的截面形狀相同且均為“凵”形，上框架的開口和下框架的開口相對并相互嵌合成一個封閉的箱體，在下框架的前后板上設有讓貓道承重索穿過的貓道承重索孔；在箱腔內(nèi)的中部設有帶內(nèi)螺紋的套管，兩個滑輪塊為完全相同且左右對稱，在每個滑輪塊的中間設置與套管尺寸相同的滑輪塊軸孔，兩塊滑輪塊通過滑輪塊軸孔分別從套管的左右兩端緊密套入，并從左右兩端夾住貓道承重索，在套管的中間裝有壓緊彈簧，在調(diào)節(jié)螺桿的后部設有一個螺帽，兩個完全相同的調(diào)節(jié)螺桿內(nèi)側(cè)端的較長螺桿從套管的左右兩端旋入，兩個調(diào)節(jié)螺桿的長端的端頭抵住壓緊彈簧的左右兩端，每個調(diào)節(jié)螺桿上的螺帽從外側(cè)抵住對應的滑輪塊的外側(cè)壁，在每個調(diào)節(jié)螺桿外側(cè)端的較短螺桿的內(nèi)側(cè)、螺帽的旁邊套有傳動軸，在右邊的調(diào)節(jié)螺桿外側(cè)端的較短螺桿的端頭向外穿過下框架的上端、上框架的下端上對應的圓孔，即：兩個調(diào)節(jié)螺桿將上框架、下框架連為一體，且兩個調(diào)節(jié)螺桿和套管一齊橫架在上框架、下框架上；在上框架的頂部設有g(shù)nss接收機，gnss接收機能實時得到測量裝置在貓道承重索所處位置的三維坐標，并將實時三維坐標發(fā)送至控制器；在下框架內(nèi)的底板上分別固定安裝有接收系統(tǒng)、控制系統(tǒng)及電力系統(tǒng)，接收系統(tǒng)用于接收控制器傳來的信號，并將信號解碼后傳遞至控制系統(tǒng)，電力系統(tǒng)為整個測量裝置提供電能，控制系統(tǒng)能將電能轉(zhuǎn)換為動能，并通過導線傳遞給傳動軸來控制套管運行，實現(xiàn)測量裝置在貓道承重索上的滑動，控制器用于傳輸信號至接收系統(tǒng)，控制測量裝置前進、后退及停止等滑動動作，并能實時接收gnss接收機的測量數(shù)據(jù)，實現(xiàn)貓道承重索的垂度實時顯示；在下框架的底部固定安裝有棱鏡桿，在棱鏡桿有端頭安裝有萬向棱鏡，通過全站儀光電測距法觀測萬向棱鏡，對gnss接收機的測量數(shù)據(jù)進行檢核，確保貓道承重索的架設精度滿足要求。

5、本發(fā)明的第二個目的是這樣實現(xiàn)的：

6、一種基于gnss技術(shù)的可調(diào)節(jié)式貓道承重索的垂度測量方法，特征是：具體步驟如下：

7、a、在待觀測的貓道承重索上拼裝測量裝置：兩個滑輪塊從套管的左右兩端套入至合適位置，在套管的中間裝入壓緊彈簧，兩個調(diào)節(jié)螺桿從套管的左右兩端旋入，兩個調(diào)節(jié)螺桿的長端的端頭抵住壓緊彈簧的左右兩端，再將兩個滑輪塊之間的間距調(diào)整至與貓道承重索的尺寸相匹配；安裝上框架及下框架，在上框架的頂部安裝gnss接收機，量取gnss接收機的中心至貓道承重索中心的豎直高度h1，并將h1輸入至控制器中，在下框架內(nèi)的底板上固定安裝好接收系統(tǒng)、控制系統(tǒng)及電力系統(tǒng)，并通過傳動軸與套管連接，在下框架的底部固定安裝好棱鏡桿，在棱鏡桿的另一端安裝好萬向棱鏡，并量取萬向棱鏡的中心至貓道承重索1中心的豎直高度h2；

8、b、在gnss接收機中輸入gnss接收機的中心至貓道承重索中心的豎直高度h1，計算gnss接收機連續(xù)30秒實時得到測量裝置在貓道承重索所處位置的三維坐標平均值，作為該位置貓道承重索的中心坐標，得到該位置貓道承重索的中心高程h1；

9、c、架設全站儀在岸邊控制點上，量取并輸入儀器高，對全站儀進行溫度、濕度及氣壓等氣象參數(shù)修正，在全站儀中輸入萬向棱鏡的中心至貓道承重索中心的豎直高度h2，根據(jù)全站儀觀測萬向棱鏡的豎向角度、斜距，萬向棱鏡的中心至貓道承重索中心的豎直高度h2、儀器高及控制點高程來計算貓道承重索的中心高程h2；

10、d、貓道承重索垂度測量時，只需要將測量裝置調(diào)節(jié)為與貓道承重索尺寸相匹配，通過控制器下達指令，接收系統(tǒng)在收到指令后傳輸給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)經(jīng)處理后再發(fā)出指令給傳動軸，傳動軸就帶動套管、兩個滑輪塊一齊轉(zhuǎn)動，使測量裝置沿貓道承重索方向進行滑動；

11、e、gnss接收機將實時的三維坐標傳輸至控制器上，控制器根據(jù)實時的三維坐標控制測量裝置的移動，判斷測量裝置是否滑行到跨中的待觀測位置，在滑行到待觀測位置后，測量裝置停止；

12、f、根據(jù)控制器上的實時三維坐標即可得到該位置貓道承重索的垂度；

13、g、待夜間溫度穩(wěn)定時，大氣折光對光電測距法的測量精度忽略不計，再進行g(shù)nss法與光電測距法的貓道承重索的垂度測量檢核試驗；

14、h、經(jīng)連續(xù)三天檢核，每天在夜間溫度穩(wěn)定時選取四個時段，gnss法觀測承重1的中心高程h1與光電測距法觀測計算貓道承重索的中心高程h2的較差均小于±20mm；根據(jù)規(guī)范要求，每根貓道承重索在跨中的高程相對誤差控制在±30mm以內(nèi)，可知，采用基于gnss法的貓道承重索1垂的度測量精度可以滿足規(guī)范要求。

15、為了解決光電測距法白天貓道承重索垂度測量時大氣折光導致測量精度低的問題，本發(fā)明通過將滑輪結(jié)合gnss（全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)，global?navigation?satellitesystem）測量技術(shù)，就可以實現(xiàn)gnss技術(shù)實時測量貓道承重索，但也需要對gnss測量技術(shù)的精度進行驗證，同時為確保測量裝置在貓道承重索上順利滑行，貓道承重索以上的gnss接收機重量不應超過貓道承重索以下的重量。

16、經(jīng)查證，目前國產(chǎn)gnss接收機測量精度不斷提高，且輕型化趨勢明顯，目前國產(chǎn)gnss接收機，平面測量精度可達到8mm±0.5ppm，高程測量精度可達到15mm±0.5ppm，gnss接收機的測量精度遠遠高于貓道承重索的垂度測量精度。例如：北斗海達系列國產(chǎn)gnss接收機尺寸約13.2cm×6.7cm，包含內(nèi)置電池和帶頻天線的內(nèi)置電臺重量小于0.7kg。

17、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于：

18、1、通過控制器控制測量裝置在貓道承重索上滑動至跨中位置，gnss接收機能實時得到測量裝置在貓道承重索所處位置的三維坐標，并將三維坐標傳遞至控制器，控制器根據(jù)三維坐標實時顯示貓道承重索的垂度，采用全站儀光電測距法觀測測量裝置底部的萬向棱鏡，能得到測量裝置所在處的貓道承重索的垂度，檢核gnss接收機的實時數(shù)據(jù)，確保貓道承重索架設精度滿足要求；

19、2、通過在套管的兩端分別設有兩個滑輪塊及兩個調(diào)節(jié)螺桿，調(diào)節(jié)螺桿與壓緊彈簧結(jié)合能夠控制兩個滑輪塊的間距，從而使調(diào)節(jié)測量裝置能適應不同尺寸大小的貓道承重索的垂度測量，解決了傳統(tǒng)測量裝置無法重復使用問題；

20、3、采用gnss法測量貓道承重索的垂度，貓道承重索的垂度測量精度能夠滿足規(guī)范要求，較傳統(tǒng)的光電測距法貓道承重索的垂度測量，增加了觀測窗口期，減少等待測量時間；

21、4、能在夜間環(huán)境穩(wěn)定時，采用光電測距法觀測貓道承重索的垂度對gnss法觀測貓道承重索的垂度結(jié)果進行檢核，準確性大大提高。

22、本發(fā)明基于gnss測量技術(shù)，有效地解決了測量人員無法到貓道承重索上進行測量作業(yè)難題，同時解決了傳統(tǒng)光電測距法貓道承重索垂度測量受大氣折光影響大及測量裝置無法重復利用的難題。