数字地质罗盘仪
3D-COMPASS AND GPS
（野外数字采集仪外接设备）
3D-Compass数字地质罗盘仪是专用于野外地质调查定点、导航、产状、坡度和坡向等测量数据的专用仪器。可直接获得坐标、方位角、倾斜角、翻滚角、海拔高程、温度、时间等信息并显示在机器的LCD屏上，时间可由GPS自动校正。且可将该组信息通过蓝牙自动发送到随身携带的TH500野外数字采集仪中。
其中GPS卫星接收机采用了3.5代高精度快速接收技术。并采用了功耗节能设计，连续工作时间达１２小时以上。LCD显示屏能适应野外强光下工作，在背光源的照明下，保证在夜间正常显示工作。
目前，市面上和数字地质罗盘仪精度和功能相一致的只有美国产的TCM2.5-5.0的模块和芯片。但价格高达万元以上。该传感器组件采用了专用高速处理计算模块,性能和精度较高,同时有效数据的输出率较高,不适合直接使用在探矿需求,且价格太高,功耗较大。数字地质罗盘仪按地质领域业务功能设计，增加了控制CPU,而本装置的价格不到TCM模块的1/6,且精度一致数据输出率满足业务需求,还完成了集成功能一体化设计。目前在市面上所有电子罗盘相关的产品只提供方位的测量,没有提供倾角数据的功能，且误差较大精度较低，所以目前在国内适合地质工作的电子罗盘功能如此**，精度很高，性价比很强的电子罗盘在国内此为首款。
数字地质罗盘仪
一、传统罗盘与高精度高集成度的定位定向数字地质罗盘测量产状和剖面导线方法对比
1、测量产状
传统地质罗盘与高精度高集成度的定位定向数字地质罗盘测量产状比较见下图：
图一
高精度高集成度的数字地质罗盘仪一次测量可得到：走向、倾向、倾角、当前地理坐标（高斯）X，Y，高程、而传统测量方法需4步才能做到，如下所述
（1）. 岩层走向的测定
岩层走向是岩层层面与水平面交线的方向也就是岩层任一高度上水平线的延伸方向。测量时将罗盘长边与层面紧贴，然后转动罗盘，使底盘水准器的水泡居中，读出指针所指刻度即为岩层之走向。因为走向是代表一条直线的方向，它可以两边延伸，指南针或指北针所读数正是该直线之两端延伸方向，如NE30度与SW210度均可代表该岩层之走向。
（2）.岩层倾向的测定。
图1 岩层产状及其测量方法
岩层倾向——是指岩层向下大倾斜方向线在水平面上的投影，恒与岩层走向垂直。测量时，将罗盘北端或接物觇板指向倾斜方向，罗盘南端紧靠着层面并转动罗盘，使底盘水准器水泡居中，读指北针所指刻度即为岩层的倾向。
假若在岩层顶面上进行测量有因难，也可以在岩层底面上测量仍用对物觇板指向岩层倾斜方向，罗盘北端紧靠底面，读指北针即可，假若测量底面时读指北针受障碍时，则用罗盘南端紧靠岩层底面，读指南针亦可。
（3）．岩层倾角的测定
岩层倾角是岩层层面与假想水平面间的大夹角，即真倾角，它是沿着岩层的真倾斜方向测量得到的，沿其它方向所测得的倾角是视倾角。视倾角恒小于真倾角，也就是说岩层层面上的真倾斜线与水平面的夹角为真倾角，层面上视倾斜线与水平面之夹角为视倾角。野外分辨层面之真倾斜方向甚为重要它恒与走向垂直，此外可用于使之在层面上滚动或滴水使之在层面上流动，此滚动或流动之方向即为层面之真倾斜方向。
测量时将罗盘直立，并以长边靠着岩层的真倾斜线，沿着层面左右移动罗盘，并用中指搬动罗盘底部之活动扳手，使测斜水准器水泡居中，读出悬锥中尖所指大读数，即为岩层之真倾角。
（4）坐标位置测试
用GPS测量获得X，Y，Z。
2、传统地质罗盘与高精度高集成度数字地质罗盘仪测量剖面比较.
传统地质罗盘与高精度高集成度的数字地质罗盘仪测量剖面比较见下图：
图二
传统罗盘至少需要2个步骤，且劳动强度过大，不易掌握。
（1）.测定方向：先扭松制动器，用手托住罗盘，将罗盘的反光镜紧贴自己的腹部，长测望标竖起朝向前方，见入所示。使被测目标、长测望标尖、反光镜平分线在同一直线上，放平罗盘，圆水准气泡居中，读出磁北针所指的度数，即为被测目标的方位角（当指针一时静止不了，可读磁针摆动时小读数的二分之一处。测量其他要素读数时亦同样）。
假若，被测目标位于观察者较低位置（俯角大于15°），这时将罗盘举到胸前，长测望标靠近自己，面对反光镜，使被测目标通过反光镜上透视孔中的平分线，经长侧望标尖小孔和眼构成一直线，放平罗盘，读出磁针南极所指的度数（因用罗盘瞄准测物时之南北两端与前者正好颠倒了），即为被测目标的方位角。
为了避免时而读指北针，时而读指南针，产生混淆，故应记住长测望标指着所求方向恒读指北针。
（2）.坡度角的测量：坡角有两种：一种是向上测的仰角，记录时用“+”表示在度数前（如+15°）；另一种是向下的俯角，记录时在度数前加“-”号（如-25°）。仰角和俯角的测量方法相同，先将罗盘横竖，用左手握紧，使反光镜面对自己，长测望标拉直，并将短照准合页与长测望标相垂直，被测目标（被测目标离地面的距离要与罗盘仪离地面的距离相一致）通过反光镜透视孔中心线，与长测望标尖小孔成一直线后，用右手调正测斜仪的长水准气泡居中，在测斜仪上读出度数，即为被测目标的坡度角。而采用高精度高集成度的数字地质罗盘仪测量一次即可获得。
图三
直接用眼与瞄准器的两端（中间线）与被测目标成一直线后，按下K2，即可得到为被测目标大有关参数：当前地理坐标（高斯）X，Y，高程、剖面导线两端大方向（图中的L方位，即走向）、坡度（图中的δ角，即俯仰角。
3、传统定位定向方法问题
（1）方位、产状、坡度和坡向的测量
目前地质队员进行野外测量时，通常使用传统的机械式罗盘，每次只能测量一个参数，如测量产状时，先测量地质体的走向（方位），然后测量地质体的倾角。测量剖面时，也是先测量剖面导线的方向（方位），然后测量地形的坡度，由于传统罗盘的使用方法， 导致地质人员在野外使用过程中，存在以下问题：
①机械指针的抖动及目测结果均造成比较大的误差；
②由于野外的通视条件限制，在测量剖面导线的方向时，由于传统罗盘的使用方法（在镜子中，寻找一定距离的目标，三点一线比较困难），劳动强度过大，需要花费较多的时间；
③测量产状时受于地形和位置的限制，部分产状很难直接读取。
（2）定位测量
在定位中，虽然目前地质人员大多都使用了手持GPS，但使用起来还有一些问题：
①在定位的同时，通常还需要测量产状等数据，由于目前这些测量仪器都是分离式的，需要多步骤的测量，其效率也比较低下。
②在图上标位置，需要先读数，然后在标图，效率低，误差也较大。
数字地质罗盘性能参数
１.全方位测量：航向360度，倾斜±90度，翻滚±180度。
２.航向精度：< 2゜（当倾斜小于60゜）；
< 3゜（当倾斜大于70゜）；
（分辨率1゜，重复性1゜）
3.倾斜精度：<１゜（分辨率1゜，重复性1゜）
4.翻滚精度：<１゜（分辨率1゜，重复性1゜）
5.倾斜范围：±90゜；翻滚角：±180゜
6.GPS定位精度：<=10m
7.通道：32个卫星通道
8．GPS冷启动：<=36秒，暖启动：<=33秒，
热启动：<=1秒
9.输出格式：NMEA0183：GGA＋姿态FQDH
10.工作电源：4.2V1200mAH锂电池
11.工作时间：>1２小时；
12.外形尺寸： 长*宽*高:100*60*20mm;
13.重量：147克（含电池）
14.工作温度：-20 ℃到+75℃
15.存储温度：-40℃到 +85℃
16.蓝牙通讯：逻辑串口：9600Bit/S ,10米有效。
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