一种地表高程测量辅助装置及地表高程测量装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开一种地表高程测量辅助装置及地表高程测量装置，地表高程测量辅助装置包括：框架、以及安装在框架的侧边且垂直框架所在平面的多个支撑柱，其中至少一个支撑柱为与侧边滑动连接的滑动支撑柱，框架内设有用于容置探测用雷达天线装置滑动的双边测量滑轨，双边测量滑轨的长度大于探测用雷达天线装置的长度，双边测量滑轨的间距小于探测用雷达天线装置的宽度。本实用新型提供的地表高程测量辅助装置，通过滑动支撑柱，可以调节与地表的高度，以使得容置于框架双边测量滑轨内的探测用雷达天线装置与水平面保持平行地滑动，从而最大程度上减少在探测过程中因为外力因素导致的误差，以保证在最大程度上实验的精确度。
【专利说明】
一种地表高程测量辅助装置及地表高程测量装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及地表高程测量，特别是一种地表高程测量辅助装置及地表高程测量装置。【背景技术】
[0002]地震勘探解释的理论都假定激发点与接收点是在一个水平面上，并且地层速度是均匀的。但实际上地面常常不平坦，各个激发点深度也可能不同，低速带中的波速与地层中的波速又相差悬殊，所以必将影响实测的时距曲线形状。为了消除这些影响，对原始地震数据要进行静校正，可是往往理想与现实存在差异。【实用新型内容】
[0003]基于此，有必要针对现有技术未能减少在探测过程中因为外力因素导致的误差的技术问题，提供一种地表高程测量辅助装置及地表高程测量装置。
[0004]本实用新型提供一种地表高程测量辅助装置，包括:框架、以及安装在所述框架的侧边且垂直所述框架所在平面的多个支撑柱，其中至少一个所述支撑柱为与所述侧边滑动连接的滑动支撑柱，所述框架内设有用于容置探测用雷达天线装置滑动的双边测量滑轨， 所述双边测量滑轨的长度大于所述探测用雷达天线装置的长度，所述双边测量滑轨的间距小于所述探测用雷达天线装置的宽度。
[0005]进一步的，所述侧边设置有与所述滑动支撑柱对应的连接部件，每个所述连接部件内设有连接通孔，所述滑动支撑柱插入所述连接通孔。
[0006]更进一步的，所述连接部件上还设有调节所述滑动支撑柱与所述连接通孔的松紧程度的调节装置。
[0007]再进一步的，所述调节装置为调节螺栓。
[0008]再进一步的，所有所述支撑柱均为所述滑动支撑柱。
[0009]再进一步的，所述框架上还设有水准气泡。
[0010]再进一步的，所述框架为矩形，所述框架的第一侧边与第二侧边垂直，所述水准气泡包括平行所述第一侧边的第一水准气泡、以及平行所述第二侧边的第二水准气泡。
[0011]再进一步的，所述框架上还设有罗盘。
[0012]再进一步的，所述框架上标有刻度。
[0013]本实用新型提供一种地表高程测量装置，包括探测用雷达天线装置以及如前所述的地表高程测量辅助装置，所述探测用雷达天线装置置于所述双边测量滑轨内。
[0014]本实用新型提供的地表高程测量辅助装置，通过滑动支撑柱，可以调节与地表的高度，以使得容置于框架双边测量滑轨内的探测用雷达天线装置与水平面保持平行地滑动，从而最大程度上减少在探测过程中因为外力因素导致的误差，以保证在最大程度上实验的精确度。【附图说明】
[0015]图1为本实用新型一种地表高程测量辅助装置的结构示意图；
[0016]图2为本实用新型一种地表高程测量辅助装置的俯视图；
[0017]图3为本实用新型一种地表高程测量辅助装置的正向透视图；
[0018]图4为本实用新型一种地表高程测量辅助装置的连接部件示意图；
[0019]图5为本实用新型一种地表高程测量辅助装置的水准气泡示意图；
[0020]图6为本实用新型最佳实施例的标定点处雷达反射波初至的理论双程旅行时间计算示意图；[0021 ]图7为本实用新型最佳实施例的系统延时不意图；
[0022]图8为本实用新型最佳实施例各测试点的真实空气初至旅行时间的计算示意图； [〇〇23]图9为本实用新型最佳实施例各测试点所对应地表距离探测界面的距离的计算示意图；
[0024]图10为本实用新型最佳实施例倾斜角为0时各测试点所对应的水平面距地表界面的距离校正量的计算示意图。【具体实施方式】
[0025]下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细的说明。
[0026]如图1和图2所示为本实用新型一种地表高程测量辅助装置的结构示意图和俯视图，包括:框架1、以及安装在所述框架的侧边且垂直所述框架所在平面的多个支撑柱，其中至少一个所述支撑柱为与所述侧边滑动连接的滑动支撑柱2,所述框架1内设有用于容置探测用雷达天线装置滑动的双边测量滑轨11，所述双边测量滑轨11的长度大于探测用雷达天线装置的长度，所述双边测量滑轨11的间距小于探测用雷达天线装置的宽度。
[0027]如图3所示，本实用新型的双边测量滑轨11其横截面形成凹槽状。双边测量滑轨11 的最小长度大于探测用雷达天线装置的长度，但双边测量滑轨11的间距小于探测用雷达天线装置的宽度，这样实验仪器便可以在双边测量滑轨11所形成的凹槽内滑动，并保持一定的方向性，不会偏移滑轨。而通过设置一个支撑柱为滑动支撑柱，则可以通过上下调节滑动支撑柱的位置，使得双边测量滑轨11与水平面保持平行，则探测用雷达天线装置与水平面能保持平行地滑动，从而最大程度上减少在探测过程中因为外力因素导致的误差，以保证在最大程度上实验的精确度。
[0028]如图3和图4所示，在其中一个实施例中，所述侧边设置有与所述滑动支撑柱2对应的连接部件3，每个所述连接部件3内设有连接通孔31，所述滑动支撑柱2插入所述连接通孔 31〇[〇〇29]优选地，该连接部件3为呈正方环形的连接盒，可以在框架上段、中段、下段左右的外侧分别设置。
[0030]在其中一个实施例中，所述连接部件3上还设有调节所述滑动支撑柱2与所述连接通孔的松紧程度的调节装置32。
[0031]本实施例增加调节装置32,可以通过调节调节装置32的紧松程度来控制滑动支撑柱2的上下移动。
[0032]在其中一个实施例中，所述调节装置32为调节螺栓。[〇〇33]在其中一个实施例中，所有所述支撑柱均为所述滑动支撑柱2。[〇〇34]优选地，滑动支撑柱2为六根。
[0035]如图5所示，在其中一个实施例中，所述框架1上还设有水准气泡4。
[0036]水准气泡可以直接安装在框架1上，也可以在框架1上设置安装盒14,并将水准气泡设置在安装盒内。本实施例增加水准气泡4,以便确定是否与水平面平行。[〇〇37]在其中一个实施例中，所述框架1为矩形，所述框架1的第一侧边12与第二侧边13 垂直，所述水准气泡4包括平行所述第一侧边12的第一水准气泡41、以及平行所述第二侧边 13的第二水准气泡42。[〇〇38]本实施例在横向和纵向分别设置一个水准气泡，以保证在两个方向上都能标准。 [〇〇39] 在其中一个实施例中，所述框架1上还设有罗盘5。
[0040]本实施例增加罗盘5,罗盘5的作用是为了在崎岖地形时，标测出框架1所在平面与水平面形成的角度。[0041 ]在其中一个实施例中，所述框架1上标有刻度。[〇〇42]本实施例增加刻度，以便记录探测用雷达天线装置的移动距离，便于测量。
[0043]本实用新型还提供一种地表高程测量装置，包括探测用雷达天线装置以及如前所述的地表高程测量辅助装置，所述探测用雷达天线装置置于所述双边测量滑轨11内。
[0044]作为本实用新型的最佳实施例，地表高程测量辅助装置包括:框架1、以及安装在所述框架的侧边且垂直所述框架所在平面的六个滑动支撑柱2,所述框架1内设有双边测量滑轨11，探测用雷达天线装置容置于双边测量滑轨11，框架1上还设有平行框架1的第一侧边12的第一水准气泡41、以及平行框架1的第二侧边13的第二水准气泡42。框架1上还设有罗盘5和刻度。
[0045]在开展地表高程精细探测时，首先调整滑动支撑柱2的高度，使双边测量滑轨11可以水平或按照一定的角度安放在被测地表上方，并记录滑轨11所在平面和地面的夹角。然后，将探测用雷达天线装置放入滑轨11中，并调整滑轨11间距，达到天线有效支撑并可顺利滑动的效果，保证天线底部外侧(辐射面)可卡在滑轨11中，并可使雷达天线装置顺利滑动。 然后，通过移动探测用雷达天线装置并记录其在滑轨上的不同位置，使用点测采集方式进行探测，得到每个测试点所对应的水平面距地表的垂直距离。
[0046]—、对于测量滑轨为水平时的情形
[0047]将地表高程测量辅助装置置于有待测量的高程变化地表上，通过调节六个滑动支撑柱的长短，使滑轨11保持水平，以地表高程测量辅助装置的滑轨平面作为探测界面。 [〇〇48]在探测开始时，将雷达天线装置置于滑轨0刻度位置进行第一道数据采集，并将其作为标定道，用以标定雷达的零时间点(to)位置。具体操作如下:[〇〇49](1)如图6所示，测量在标定道开始探测时雷达天线装置与地表的垂直距离do,根据电磁波在空气中的传播速度c(c = 3.0*103m/ns)，可计算出标定点处雷达反射波初至的理论双程旅行时间为tc = 2d〇/c(ns)。
[0050](2)如图7所示，以第一波峰位置作为起跳点，读取雷达波初至旅行时to,该时间为反射波初至的理论双程旅行时间t。与天线系统及参数设置时的系统延时td之和，S卩to = tc+td 〇[0051 ](3)根据上述关系计算出系统延时td = t〇-tc。
[0052]由于系统延时是一个在小范围内变化的随机变化量，因此每次探测时都需要开展对其的计算，以校正准确的起跳时间。
[0053](4)如图8所示，在完成零点时间标定探测后，保持雷达天线装置的雷达参数及地表高程测量辅助装置的状态，开展沿滑轨平面以AS为间隔进行连续点测，获得Si，S2， S3,……Sr^点的初至反射时间，t2，t3，……tn，并对应的减去其中的系统延时td，则可以获得由地表界面反射引起的真实空气初至旅行时间。’(1 = 1，2,3...1〇。其中:
[0054]ti_td = ti’ (i = l，2,3, ? ?.n)
[0055](5)如图9所示，依据空气初至旅行时间t’，。’，。’，……tn’和电磁波在空气中的传播速度c，可以计算出ShS^Ss，……Sn各测试点所对应地表距离探测界面的距离d^cb， cb，.....dn。，其中:
[0056]di = ti，*c (i = l，2,3，...n)
[0057]二、对于测量滑轨和水平面之间的倾角为0时的情形[〇〇58]在地层倾角较大、倾斜范围较大，无法通过调整地表高程测量辅助装置满足测量滑轨位于水平面的条件，则在将天线地表高程测量辅助装置沿地层倾向方向架设，以地表高程测量辅助装置的滑轨平面作为探测界面，使探测界面和地表的近似倾角平行，即并通过框架1上的罗盘5测量地表的倾角0。[〇〇59]在探测开始时，同样将雷达天线装置置于滑轨0刻度位置进行第一道数据采集，并将其作为标定道，用以标定倾斜测量平面条件下雷达的零时间点(t*o)位置。具体操作如下:
[0060](1)测量在标定道开始探测时雷达天线装置垂直于地表的距离d*Q，根据电磁波在空气中的传播速度C(c = 3.0*103m/ns)，同样可计算出标定点处垂直于滑轨的雷达反射波初至理论双程旅行时间为t*c = 2d*o/c (ns)。
[0061](2)以第一波峰位置作为起跳点，读取倾斜测量平面条件下雷达波初至旅行时t *〇,该时间为倾斜反射波初至的理论双程旅行时间(t*c)与天线系统及参数设置时的系统延时(td )之和(t*Q = t*c+td )。[0〇62 ]( 3 )根据上述关系计算出倾斜测量平面条件下系统延时td =。
[0063]由于系统延时是一个在小范围内变化的随机变化量，因此在倾斜测量界面的条件下，每次探测也都需要开展对其的计算，以校正准确的起跳时间。
[0064](4)在完成零点时间标定探测后，雷达天线装置的雷达参数及地表高程测量辅助装置的状态，开展沿滑轨平面以AS*为间隔进行连续点测，获得……5*?测试点的初至反射时间，t*2，t*3，……t*n，并对应的减去其中的系统延时td，则可以获得由地表界面反射引起的真实空气初至旅行时间t*i’(i = l，2,3...n)，其中:
[0065]t*i_td = t*i，(i = l，2,3, ? ?.n)
[0066](5)依据空气初至旅行时间t*i，t*2，t*3,.t*n和电磁波在空气中的传播速度c，可以计算出倾斜探测界面上……S*n各点处地表界面距离倾斜探测界面的垂直距离 di*，d2*，d3*，.dn*。
[0067](6)为了将倾斜角为0的探测界面校正至高于地表的一个水平界面上，如图10所示，除了计算在倾斜探测界面上该点(S*〇距离地表面界面的铅垂距离cU*’外，还需要计算该点到地表的垂直距离S*Dl。在倾斜探测界面条件下，由于测点间距较尺度AS*较小，可以近似的用di*来表示di*’，即图10中的|S*i A|可以约等于|S*i A’|。
[0068]贝lJS*i点所对应的水平面距地表界面的校正量| di*real |为图中所示的di*’和| S*Di S*i|之和。
[0069]因为:| S*Di S*i | = | 0S*Di | tan9，
[0070]| S*i A| =di*/cos9[0071 ]贝！J: di*real = | 0S*Di | tan9+di*/cos9
[0072]以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细， 但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【主权项】
1.一种地表高程测量辅助装置，其特征在于，包括:框架、以及安装在所述框架的侧边 且垂直所述框架所在平面的多个支撑柱，其中至少一个所述支撑柱为与所述侧边滑动连接 的滑动支撑柱，所述框架内设有用于容置探测用雷达天线装置滑动的双边测量滑轨，所述 双边测量滑轨的长度大于所述探测用雷达天线装置的长度，所述双边测量滑轨的间距小于 所述探测用雷达天线装置的宽度。2.根据权利要求1所述的地表高程测量辅助装置，其特征在于，所述侧边设置有与所述 滑动支撑柱对应的连接部件，每个所述连接部件内设有连接通孔，所述滑动支撑柱插入所 述连接通孔。3.根据权利要求2所述的地表高程测量辅助装置，其特征在于，所述连接部件上还设有 调节所述滑动支撑柱与所述连接通孔的松紧程度的调节装置。4.根据权利要求3所述的地表高程测量辅助装置，其特征在于，所述调节装置为调节螺栓。5.根据权利要求1?4任一项所述的地表高程测量辅助装置，其特征在于，所有所述支 撑柱均为所述滑动支撑柱。6.根据权利要求1?4任一项所述的地表高程测量辅助装置，其特征在于，所述框架上 还设有水准气泡。7.根据权利要求6所述的地表高程测量辅助装置，其特征在于，所述框架为矩形，所述 框架的第一侧边与第二侧边垂直，所述水准气泡包括平行所述第一侧边的第一水准气泡、 以及平行所述第二侧边的第二水准气泡。8.根据权利要求1?4任一项所述的地表高程测量辅助装置，其特征在于，所述框架上 还设有罗盘。9.根据权利要求1?4任一项所述的地表高程测量辅助装置，其特征在于，所述框架上 标有刻度。10.—种地表高程测量装置，其特征在于，包括探测用雷达天线装置以及如权利要求1 ?9任一项所述的地表高程测量辅助装置，所述探测用雷达天线装置置于所述双边测量滑 轨内。
【文档编号】G01C9/24GK205593512SQ201620223047
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年3月22日
【发明人】崔凡, 郭洋楠, 黄亿峰, 陈悦非, 何瑞敏
【申请人】中国神华能源股份有限公司, 神华神东煤炭集团有限责任公司, 中国矿业大学(北京)