一种数字化坡度量测装置的制作方法

本实用新型属于工程测量，农业工程，林业监测，土地丈量领域，涉及一种测量装置，具体来说是一种数字化坡度测量装置。

背景技术：

坡度是地表单元陡缓的程度，通常把坡面的垂直高度和水平距离的比值称为坡度。

在各类工程建设中，几乎都要涉及到坡度测量，而在线性地物，如道路、渠道、管线等工程中，科学合理的测量坡度大小直接关系到工程建设的成败。所以在工程建设中，测量坡度的方法很多，有简易的方法，如水平靠尺法、垂球法、三角高程法及等高线法和水准测量法等等，这些方法能够精准或粗略的获得一定区域的坡度。

上述无论哪一种坡度测量，不外乎测定两个值，一是高度差h，二是水平距离l，根据i＝h/l*100％得到坡度i。在实际工程测量中，这些参数各自都有非常成熟的测量方法获得数据。

但是高差的测量一般要通过水准仪或全站仪进行精准观测，费时费力，在野外粗略测量中，效率很低，如果通过目测估值，偏差又很大，因此，需要一种野外简单实用坡度量测设备，来解决这一问题。

技术实现要素：

针对上述问题，本实用新型提出一种数字化坡度量测装置，能够同时采集到两点高差Δh和水平距离l两个参数，并利用内置芯片的处理计算，即刻显示出线性地物的坡度值，极大的提高工作效率。

本实用新型数字化坡度量测装置，在标杆顶端安装坡度显示器。

所述坡度显示器具GPS定位芯片、数据处理器、显示屏与电源；其中，GPS 定位芯片与数据处理器相连；数据处理器连接显示屏；电源与数据处理器相连。

由此，通过GPS定位芯片实现测点位置的三轴坐标自动测量；且通过数据处理器对GPS定位芯片测得的两个测点坐标进行计算，两测点间的坡度值。

本实用新型的优点在于：

本实用新型数字化坡度量测装置的优点为：可广泛应用于工程测量，林业监测，农业土地丈量等领域，能即刻标定出任意点间的坡度、闭合区域的面积及点位坐标等较为精确的数据。

附图说明

图1为本实用新型数字化坡度量测装置整体结构示意图；

图2为本实用新型数字化坡度量测装置中坡度显示器结构示意图；

图3为本实用新型数字化坡度量测装置中坡度显示器结构框图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

本实用新型数字化坡度量测装置，包括标杆1与坡度显示器2，如图1所示；

所述标杆1为1.8米，采用不锈钢或铝合金材料制成。坡度显示器2与标杆 1设计为分体结构，两者间通过标杆1顶部设计的外螺纹，与坡度显示器2底部设计的内螺纹安装孔间螺纹配合连接。

所述坡度显示器2包括盒体201、GPS定位芯片202、数据处理器203、坐标显示屏204、坡度显示屏205与电源206，如图2所示。其中，盒体201为立方体，底面开有螺纹孔用于与标杆1顶部外螺纹配合，实现坡度显示器2的安装。 GPS定位芯片202、数据处理器203与电源206安装于盒体201内部；如图2所示，坐标显示屏204与坡度显示屏205嵌入安装于盒体201侧面上。其中，GPS 定位芯片202用来测量其所在位置的空间三轴坐标值(x,y,H)，H为高度值。如图3所示，GPS定位芯片202与数据处理器203相连，将测得的三轴坐标值发送至数据处理器203。数据处理器203连接坐标显示屏204与坡度显示屏205；当数据处理器203接收测量点的三轴坐标值时，在坐标显示屏204中进行显示；且当数据处理器203接收到两个测量点的三轴坐标值时，通过数据处理，得到两点间路段的坡度值，在坡度显示屏205中显示。电源206采用干电池组，与数据处理器203相连，用于为GPS定位芯片202、数据处理器203、坐标显示屏204与坡度显示屏205供电。

上述坡度显示器2的盒体上还嵌入安装有开始按键207、结束按键208、坡度值按键209与复位按键210。其中，开始按键207与结束按键208连接GPS定位芯片202，分别向GPS定位芯片发送启动指令与定位指令。坡度值按键209与复位按键210连接数据处理器203，向数据处理器203发送均值计算指令与复位指令。由此，在开启电源后，通过按下开始按键207启动GPS定位芯片202，此时GPS定位芯片202实时获取其所在位置的坐标值。当到达测点处，且GPS定位芯片202信号稳定时(即显示屏204中显示坐标值固定后)，通过按下结束按键208，控制GPS定位芯片202将测点坐标值发送至数据处理器203中进行存储，同时在坐标显示屏204中显示该坐标值。在移动到达下一测点处时，重复上述过程，得到下一测点坐标值，此时按下坡度值按键209，由数据处理器203对接收到的两测点坐标进行处理，得到两测点间的坡度值，并在坡度显示屏205中显示；若想重新开始一项工作，按下复位按键210，结束之前工作，开始下一项工作。

在工程实施时，首先将开启坡度显示器2，并将坡度显示器2安装于标杆1 顶端，待坡度显示器2信号稳定后，将标杆1置于起测点，待标杆1稳定。随后，按下开始按键207，由GPS定位器芯片202测得起测点坐标(x_i,y_i,H_i)；其中i 为测点编号；当GPS定位器芯片202信号稳定后，按下结束按键208确定坐标值，储存并显示为(x_i,y_i,H_i)。然后，将标杆1置于下一待测点(x_i+1,y_i+1,H_i+1)，当GPS 定位器芯片202信号稳定后，按下结束按键208确定坐标值，储存并显示为 (x_i+1,y_i+1,H_i+1)。最后，按下坡度值按键209，由数据处理器203根据接收到的两个测点的坐标值，进行数据处理得到两测点的高差：

Δh₁＝H_i+1-H_i (1)

以及两测点的水平距离：

进一步得到两测点的坡度：

并将两测点间路段的坡度在坡度显示屏205上进行显示。

上述坡度值可正可负，正号说明前进方向为上坡，负号说明前进方向为下坡。当重新开始一次测量时，通过按下复位按键210对数据处理器203进行复位。