一种基于智能移动设备的岩层产状测量方法

摘要

本发明公开一种基于智能移动设备的岩层产状测量方法。主要操作流程是将智能移动设备背面紧贴于岩层表面，通过智能移动设备自身的加速度传感器模块和方向传感器模块获取移动设备坐标系下重力加速度分量值和移动设备坐标系Y轴与地磁场北极方向的夹角，通过上述方法可以得到岩层的走向、倾向以及倾角，本发明可以用于测量岩层产状，也可以用于测量岩体结构面及边坡面的产状。

主权项

一种基于智能移动设备的岩层产状测量方法，包括以下步骤：1)将智能移动设备贴在待测岩层的表面，所述智能移动设备具有加速度传感器模块和方向传感器模块；所述智能移动设备的自然坐标系是指当一个移动设备被放在其默认的方向上时，X轴是水平指向右的，Y轴是垂直向上的，Z轴是指向屏幕正面之外的，屏幕背面是Z的负值；其特征在于：2)通过所述加速度传感器模块，测得移动设备坐标系下重力加速度分量值a_x、a_y和a_z；3)令x＝a_z、A＝g(x,y)，计算出A的值；其中：$g(x,y)=\left\{\begin{array}{cc}arctan\left(\frac{y}{x}\right)& x>0\\ \arctan \left(\frac{y}{x}\right)+\pi & y\ge 0,x<0\\ \arctan \left(\frac{y}{x}\right)-\pi & y<0,x<0\\ +\frac{\pi }{2}& y>0,x=0\\ -\frac{\pi }{2}& y<0,x=0\end{array}\right.$4)若A≤90°，则待测岩层的真倾角B＝A；若A＞90°，则待测岩层的真倾角B＝180°‑A；5)令，k＝a_x，z＝a_y，C＝h(k,z)，计算出C的值；其中：$h(k,z)=\left\{\begin{array}{cc}arctan\left(\frac{z}{k}\right)& k>0\\ arctan\left(\frac{z}{k}\right)+\pi & z\ge 0,k<0\\ \arctan \left(\frac{z}{k}\right)-\pi & z<0,k<0\\ +\frac{\pi }{2}& z>0,k=0\\ -\frac{\pi }{2}& z<0,k=0\end{array}\right.$6)若C≥0，则令D＝C；若C＜0，则令D＝360°+C；7)通过所述方向传感器模块测得移动设备坐标系y轴与地磁场北极方向的角度；8)令E＝R‑D；移动设备坐标系y轴与地磁场北极方向的角度为R；9)若0≤E≤90°，令F1＝E，F2＝E+180°，G＝E+270°，则待测岩层的走向为F1和F2，待测岩层的倾向为G；若90°<E≤180°，令F1＝E，F2＝E+180°，G＝E‑90°，则待测岩层的走向为F1和F2，待测岩层的倾向为G；若180°<E≤360°，令F1＝E‑180°，F2＝E，G＝E‑90°，则待测岩层的走向为F1和F2，待测岩层的倾向为G；若‑180°≤E<0，令F1＝E+180°，F2＝E+360°，G＝E+270°，则待测岩层的走向为F1和F2，待测岩层的倾向为G；若‑270°≤E<‑180°，令F1＝E+360°，F2＝E+540°，G＝E+270°，则待测岩层的走向为F1和F2，待测岩层的倾向为G；若‑360°<E<‑270°，令F1＝E+360°，F2＝E+540°，G＝E+630°，则待测岩层的走向为F1和F2，待测岩层的倾向为G。