本发明涉及检测，尤其涉及一种用于激光跟踪仪和全站仪交汇测量的组合工装及测量方法。
背景技术：
1、激光跟踪仪是近十年才发展起来的新型空间位置关系检测设备，它集激光干涉测距技术、光电检测技术、精密机械技术、计算机及控制技术、现代数值计算理论等于一体，可对空间目标进行跟踪并实时测量目标的空间三维坐标，具有安装便捷、操作简便、实时扫描测量、测量精度及效率高等优点，被誉为“便携式cmm（三坐标测量仪）”。但是，激光跟踪检测技术在现场应用过程中，激光跟踪仪受环境因素影响较大，其中，由于激光跟踪仪的检测光线不可被阻挡的特殊性，检测条件中是否可实现一站式通视是检测项目能否开展的关键。然而，在采用激光跟踪仪进行工业设备的空间位置关系检测时，由于工业设备的现场环境、设备布局等一些原因，设备现场总存在一些重要的设备特征点，例如深坑、遮挡、高处等隐藏点无法在一站范围内通视采集，势必导致工业检测项目一些重要的位置关系由于因光线阻挡而无法开展，或者因躲避遮挡物时的转站操作产生不必要的检测精度损失。
2、全站仪又称全站型电子速测仪，是一种兼有电子测角、电子测距、数据计算和传输的自动化、数字化的三维坐标测量与定位系统。其广泛应用于大地测量、工程测量、地形测量、地籍与房产测量、施工测量、变形观测等领域，是测绘专业应用最广和最通用的一种“坐标测量机”。随着全站仪测量精度和自动化程度的提高，由高精度全站仪构成的三维坐标测量系统在工业领域得到深入应用和推广，全站仪的检测范围可以达到50～100m，适合冶金设备机组辊系、轧机的大范围检测，但是全站仪检测的局部检测精度很难保证，通常在0.3～0.5mm，无法保证冷轧、热轧等设备的空间位置的精度要求。
3、激光跟踪仪和全站仪都是工业测量技术中十分有效的检测设备，但是激光跟踪仪测量范围受环境影响大，精度随距离增加损失很大，全站仪检测距离虽然大，但在小范围内的单点精度有一定局限。因此，激光跟踪仪和全站仪在实际应用中均存在一定的局限性。
技术实现思路
1、本发明所要解决的技术问题是提供一种用于激光跟踪仪和全站仪交汇测量的组合工装及测量方法，本组合工装及测量方法克服激光跟踪仪和全站仪独自应用的缺陷，可实现被测工件表面特征点的交汇采集，从而实现大范围工程测量的交互检测，提高检测精度。
2、为解决上述技术问题，本发明用于激光跟踪仪和全站仪交汇测量的组合工装包括平面采集块、弧面采集块、全站仪采集组件、连接件和挡板；
3、所述平面采集块顶面向下设有同轴的第一阶梯沉孔，且第一阶梯沉孔的下部沉孔直径小于上部沉孔直径，所述平面采集块侧面沿高度方向设有槽口，并且槽口一侧与第一阶梯沉孔的轴线齐平，所述挡板插入所述槽口内；
4、所述弧面采集块顶面向下设有同轴的第二阶梯沉孔，且第二阶梯沉孔的下部沉孔直径小于上部沉孔直径，所述弧面采集块底面设有燕尾槽，并且燕尾槽与第二阶梯沉孔同轴布置；
5、所述全站仪采集组件包括凹形框架、旋转轴和测量光靶，所述凹形框架的底部中心设有通孔，所述旋转轴设于所述凹形框架顶部两端，所述测量光靶设于所述旋转轴，并且所述测量光靶的垂直中心线与通孔同轴、水平中心线与旋转轴同轴；
6、所述连接件包括自下向上同轴布置中心定位轴、支撑延长轴和连接螺杆，检测时根据测量对象将中心定位轴和支撑延长轴插入所述平面采集块的第一阶梯沉孔或所述弧面采集块的第二阶梯沉孔、连接螺杆插入所述全站仪采集组件的凹形框架底部通孔，并采用螺母紧固。
7、进一步，所述连接件的中心定位轴长度小于或等于所述平面采集块第一阶梯沉孔的下部沉孔和所述弧面采集块第二阶梯沉孔的下部沉孔深度、支撑延长轴长度大于或等于所述平面采集块第一阶梯沉孔的上部沉孔和所述弧面采集块第二阶梯沉孔的上部沉孔深度。
8、进一步，所述挡板与所述平面采集块第一阶梯沉孔轴线齐平的侧面为测量面，所述挡板的测量面和所述全站仪采集组件测量光靶的测量面分别敷贴有光学反射膜片。
9、进一步，所述平面采集块第一阶梯沉孔的下部沉孔和所述弧面采集块第二阶梯沉孔的下部沉孔直径为15mm、上部沉孔直径为25mm。
10、进一步，所述挡板的平面度≤0.01mm。
11、一种基于上述组合工装的激光跟踪仪和全站仪交汇测量方法包括如下步骤：
12、步骤一、平面特征点测量，根据测量对象表面大小和现场工况，选用平面采集块、全站仪采集组件和连接件；
13、将平面采集块平稳放置在已经清理干净的测量对象表面，激光跟踪仪的测量靶球放置在平面采集块顶部第一阶梯沉孔的上部沉孔内，应用激光跟踪仪采集测量对象该位置特征点的特征信息；
14、激光跟踪仪采集的特征点与测量对象的实际特征点在高度上偏差为l1，若测量结果为平面度或相对标高，则无需进行补偿，若测量结果为绝对标高，则需在实验室对l1的高度进行标定；在激光跟踪仪的坐标系统内，将采集的特征点在高程方向减去绝对高度l1，即为测量对象实际特征点的特征信息；
15、通过连接件将平面采集块和全站仪采集组件组装成整体，全站仪采集组件测量光靶的测量面面对全站仪；
16、将平面采集块平稳放置在已经清理干净的测量对象表面，转动全站仪采集组件的测量光靶，满足全站仪测量要求后，通过全站仪采集全站仪采集组件测量光靶的中心点，全站仪采集的特征点与测量对象的实际特征点在高度上偏差为l2，若测量结果为绝对标高，则需在实验室对l2的高度进行标定，在全站仪的坐标系统内，将采集的特征点在高程方向减去绝对高度l2，即为测量对象实际特征点的特征信息；
17、依次移动平面采集块至测量对象其余的特征点，重复上述激光跟踪仪和全站仪的测量过程，直至测量对象特征点的特征信息全部采集完成，对采集的特征点信息进行拟合、分析和计算，得到测量对象的平面特征点信息；
18、步骤二、弧面特征点测量，根据测量对象表面大小和现场工况，选用弧面采集块、全站仪采集组件和连接件；
19、将弧面采集块平稳放置在已经清理干净的测量对象弧形表面，激光跟踪仪的测量靶球放置在弧面采集块顶部第二阶梯沉孔的上部沉孔内，应用激光跟踪仪采集测量对象该位置特征点的特征信息；
20、激光跟踪仪采集的特征点与测量对象的实际特征点在圆弧径向高度的偏差为l3，若测量结果为平面度或相对标高，则无需进行补偿，若测量结果为绝对标高，则需在实验室对l3的高度进行标定；在激光跟踪仪的坐标系统内，将采集的特征点在圆弧径向方向减去绝对高度l3，即为测量对象实际特征点的特征信息；
21、通过连接件将弧面采集块和全站仪采集组件组装成整体，全站仪采集组件测量光靶的测量面面对全站仪；
22、将弧面采集块平稳放置在已经清理干净的测量对象弧形表面，转动全站仪采集组件的测量光靶，满足全站仪测量要求后，通过全站仪采集全站仪采集组件测量光靶的中心点，全站仪采集的特征点与测量对象的实际特征点在高度上偏差为l4，若测量结果为绝对标高，则需在实验室对l4的高度进行标定，在全站仪的坐标系统内，将采集的特征点在高程方向减去绝对高度l4，即为测量对象实际特征点的特征信息，若测量结果为绝对标高，则需在实验室对l4的高度进行标定；在全站仪的坐标系统内，将采集的特征点在圆弧径向方向减去绝对高度l4，即为测量对象实际特征点的特征信息；
23、依次移动弧面采集块至测量对象其余的特征点，重复上述激光跟踪仪和全站仪的测量过程，直至测量对象特征点的特征信息全部采集完成，对采集的特征点信息进行拟合、分析和计算，得到测量对象的弧面特征点信息；
24、步骤三、地面特征点测量和放点，根据测量对象表面大小和现场工况，选用平面采集块、连接件和挡板；
25、将平面采集块平稳放置在已经清理干净的地面测量对象表面，激光跟踪仪的测量靶球放置在平面采集块顶部第一阶梯沉孔的上部沉孔内，应用激光跟踪仪采集地面测量对象该位置特征点的特征信息；通过激光跟踪对采集的特征点信息进行分析，根据测量结果调整平面采集块位置，重复上述特征点信息采集和分析过程，直至采集的地面特征点满足放点要求；
26、将挡板插入平面采集块的槽口内，并且挡板的测量面朝向激光跟踪仪，根据挡板的所处位置进行放点；激光跟踪仪的测量靶球放置在平面采集块顶部第一阶梯沉孔的上部沉孔内，挡板的测量面朝向激光跟踪仪并对齐地面的放点位置，应用激光跟踪仪采集该地面特征点的特征信息。
27、由于本发明用于激光跟踪仪和全站仪交汇测量的组合工装及测量方法采用了上述技术方案，即本组合工装包括平面采集块、弧面采集块、全站仪采集组件、连接件和挡板，平面采集块和弧面采集块顶面分别设有阶梯沉孔，挡板设于平面采集块一侧的槽口内，弧面采集块底面设有燕尾槽，全站仪采集组件由凹形框架、旋转轴和测量光靶构成，通过连接件将全站仪采集组件与平面采集块或弧面采集块组装成整体；本方法通过全站仪采集组件与平面采集块或弧面采集块组合，实现测量对象的平面特征点测量、弧面特征点测量以及地面特征点测量和放点。本组合工装及测量方法克服激光跟踪仪和全站仪独自应用的缺陷，可实现被测工件表面特征点的交汇采集，从而实现大范围工程测量的交互检测，提高检测精度。
1.一种用于激光跟踪仪和全站仪交汇测量的组合工装，其特征在于：包括平面采集块、弧面采集块、全站仪采集组件、连接件和挡板；
2.根据权利要求1所述的用于激光跟踪仪和全站仪交汇测量的组合工装，其特征在于：所述连接件的中心定位轴长度小于或等于所述平面采集块第一阶梯沉孔的下部沉孔和所述弧面采集块第二阶梯沉孔的下部沉孔深度、支撑延长轴长度大于或等于所述平面采集块第一阶梯沉孔的上部沉孔和所述弧面采集块第二阶梯沉孔的上部沉孔深度。
3.根据权利要求1或2所述的用于激光跟踪仪和全站仪交汇测量的组合工装，其特征在于：所述挡板与所述平面采集块第一阶梯沉孔轴线齐平的侧面为测量面，所述挡板的测量面和所述全站仪采集组件测量光靶的测量面分别敷贴有光学反射膜片。
4.根据权利要求3所述的用于激光跟踪仪和全站仪交汇测量的组合工装，其特征在于：所述平面采集块第一阶梯沉孔的下部沉孔和所述弧面采集块第二阶梯沉孔的下部沉孔直径为15mm、上部沉孔直径为25mm。
5.根据权利要求3所述的用于激光跟踪仪和全站仪交汇测量的组合工装，其特征在于：所述挡板的平面度≤0.01mm。
6.一种基于权利要求1至5任一项所述组合工装的激光跟踪仪和全站仪交汇测量方法，其特征在于包括如下步骤：
