一种使用全站仪测量角度监测平面位移的方法技术

本发明专利技术公开了一种使用全站仪测量角度监测平面位移的方法，该方法包括如下：在被监测目标上设定至少一个监测点；在被监测目标附近稳定区，建立两个的强制对中观测墩，建立坐标系，使A观测墩和B观测墩位于同一坐标系下，测定A观测墩和B观测墩的坐标；使用全站仪分别从A观测墩和B观测墩上观测与其对应的后视点，在生成的坐标系下，分别得到对应监测点的水平角α和水平角β；由水平角与观测墩的位置，联立方程，得出监测点的坐标。采用本发明专利技术中的方法，使用全站仪测量角度监测平面位移的方法，可以避免地形和气候对测角精度的影响，有效提高监测精度。

A Method of Monitoring Plane Displacement by Measuring Angle with Total Station

【技术实现步骤摘要】
一种使用全站仪测量角度监测平面位移的方法
本专利技术属于工程监测
，具体涉及一种使用全站仪测量角度监测平面位移的方法。
技术介绍
在土木工程建设过程中，经常需要对周边敏感建筑物，或工程本身进行监测，目前监测平面位移主要采用全站仪测量平面坐标，但由于全站仪测量距离受视距和气候的影响非常大，导致监测精度无法满足现场生产需要和规范要求。目前为了提高全站仪监测建筑物平面位移精度，主要采用将观测位置靠近目标点，从而缩短观测视距；或者在气象条件好的时候进行监测。但随着我国城市化进程日趋加快，很多土木工程周边无法进行近距离观测，或者无法等待气象条件稳定后进行观测，所以需要对原有使用全站仪监测的方法进行改进，使其可以避免距离和气候对测角精度的影响。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种使用全站仪测量角度监测平面位移的方法，可以避免地形和气候对测角精度的影响，有效提高监测精度。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是，一种使用全站仪测量角度监测平面位移的方法，该方法包括如下步骤：步骤一、在被监测目标上选定一个监测点。步骤二、被监测目标附近稳定区，建立两个的强制对中观测墩，分别为A观测墩和B观测墩，在A观测墩和B观测墩后方附近稳定区域分别布置C后视点和D后视点，C后视点与A观测墩通视，D后视点(2-2)与B观测墩通视；各观测墩间不通视。步骤三、建立坐标系，使所述A观测墩和B观测墩位于同一坐标系下，所述A观测墩的坐标为A(xa，ya)，B观测墩的坐标为B(xb，yb)；C后视点的坐标为C(xc，yc)，D后视点的坐标为D(xd，yd)；其中：xa、ya、xb、yb、xc、yc、xd和yd均为自然数。步骤四、使用全站仪从所述A观测墩上测量对应的所述C后视点(2-1)，全站仪生成坐标系，在生成的坐标系下，测量得到对应所述监测点的水平角α。使用全站仪从所述B观测墩上测量对应的D后视点，全站仪生成坐标系，在生成的坐标系下，测量得到对应所述监测点的水平角β。步骤五、设定所述监测点的坐标为(x，y)，由步骤三中的所述A观测墩和B观测墩的坐标及水平角得对应所述监测点的坐标(x，y)。得出所述监测点的初始坐标(x1，y1)。步骤六、当需得到所述监测点的平面位移量时，重复步骤四和五，得到此时所述监测点的坐标(x2，y2)。步骤七、将所述监测点的坐标(x2，y2)与初始坐标(x1，y1)进行对比，所得差值为所述监测点的平面位移量；各方向的位移量如下：Δx＝x2-x1(5)；Δy＝y2-y1(6)；进一步地，选定多个监测点时，对各监测点分别单独监测，对每个监测点进行检测时，均重复步骤四、五、六和七，分别得到各所述监测点的平面位移量，即得到了被监测目标的平面位移。进一步地，该步骤五的具体过程如下：设定所述监测点的坐标(x，y)，由步骤三中的所述A观测墩的坐标A(xa，ya)和步骤四中的所述水平角α得到以下方程：ka＝tanα(2)；由步骤三中的所述B观测墩(4)的坐标B(xb，yb)和步骤四中的所述水平角β得到以下方程：kb＝tanβ(4)；联立以上方程解出x和y，即得对应的所述监测点的坐标(x，y)。进一步地，该步骤三中通过导线测量的方法建立坐标系。本专利技术一种使用全站仪测量角度监测平面位移的方法具有如下优点：使用全站仪测量角度监测平面位移，过程中不需要测量距离，避免了全站仪测距误差，避免了地形和气候对测距精度的影响，有效提高监测精度。附图说明图1是本专利技术中的监测平面位移时的排布结构示意图。其中：1.目标点；2-1.C后视点；2-2.D后视点；3.A观测墩；4.B观测墩。具体实施方式本专利技术一种使用全站仪测量角度监测平面位移的方法，如图1所示，该方法包括如下步骤：步骤一、在被监测目标上选定一个监测点1；被监测目标是指建筑物。步骤二、在被监测目标附近稳定区，建立两个的强制对中观测墩，分别为A观测墩3和B观测墩4，在A观测墩3和B观测墩4后方附近稳定区域分别布置C后视点2-1和D后视点2-2，C后视点2-1与A观测墩3通视，D后视点2-2与B观测墩4通视；各观测墩间不通视；C后视点2-1和D后视点2-2间没有特定的要求，可以通视，也可以不通视。对于各观测墩间不通视的情况，如A观测墩3和B观测墩4在两个不同的胡同中。如果两个胡同在远处相通，可以将C后视点2-1和D后视点2-2建立在相连通处，此时，两个后视点通视；如果C后视点2-1和D后视点2-2不建立在相连通处，则两个后视点不通视。在工程测量中，稳定区是一个相对的概念，没有一个绝对的标准，需考虑周边区的各种影响因素，如其他建筑，是否有施工等，其判定原则就是指位移移动变化可以忽略的区域。步骤三、建立坐标系，使A观测墩3和B观测墩4位于同一坐标系下，A观测墩3的坐标为A(xa，ya)，B观测墩4的坐标为B(xb，yb)；后视点C的坐标为C(xc，yc)，后视点D的坐标为D(xd，yd)；其中：xa、ya、xb、yb、xc、yc、xd和yd均为自然数。通过导线测量的方法建立坐标系。步骤四、使用全站仪从所述A观测墩3上测量对应的C后视点2-1，全站仪生成坐标系，在生成的坐标系下，测量得到对应所述监测点1的水平角α。由于C后视点2-1的坐标和A观测墩3坐标为已知的，全站仪测量后，会生成唯一的坐标系。使用全站仪从所述B观测墩4上测量对应的D后视点2-2，全站仪生成坐标系，在生成的坐标系下，测量得到对应所述监测点1的水平角β。由于D后视点2-2的坐标和B观测墩4坐标为已知的，全站仪测量后，会生成唯一的坐标系。步骤五、设定所述监测点1的坐标为(x，y)，由步骤三中的所述A观测墩3的坐标A(xa，ya)和步骤四中的所述水平角α得到以下方程：ka＝tanα(2)；由步骤三中的B观测墩4的坐标B(xb，yb)和步骤四中的水平角β得到以下方程：kb＝tanβ(4)；联立以上方程解出x和y，即得对应所述监测点(1)的坐标(x，y)；设定对应的监测点1的初始坐标为(x1，y1)，将初始坐标带入步骤五中的公式中，其中x1替换x，y1替换y，计算得出所述监测点1的初始坐标(x1，y1)。步骤六、当需得到所述监测点(1)的平面位移量时，得出此时监测点1的坐标(x2，y2)。步骤七、将监测点1的坐标(x2，y2)与初始坐标(x1，y1)进行对比，差值为监测点1的平面位移量；各方向的位移量如下：Δx＝x2-x1(5)；Δy＝y2-y1(6)。选定多个监测点1时，对各所述监测点1分别单独监测，对每个所述监测点进行检测时，均重复步骤四、五、六、七和八，分别得到各所述监测点1的平面位移量，即得到了被监测目标的平面位移。对于一般的建筑物来说，一个监测点1并不能真实的反映出监测平面是否发生位移变化，所以，一般是选定多个监测点1，在监测时，各监测点1之间相互独立，即分别对各监测点1进行监测。最终由各监测点2的位移变化值，得出被监测目标是否发生了位移变化。具体为，各监测点1的位移变化是朝向同一方向发生了变化，还是变化方向不一致，如果是朝向同一方向发生了变化，则判断出了被监测目标的变化位移。在本领域中，进行监测时，单位选定的是mm。采用本专利技术中的方法与现有技术中普遍采用的方法比较，其中，现有技术中的方法为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种使用全站仪测量角度监测平面位移的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：步骤一、在被监测目标上选定一个监测点(1)；步骤二、在被监测目标附近稳定区，建立两个的强制对中观测墩，分别为A观测墩(3)和B观测墩(4)，在A观测墩(3)和B观测墩(4)后方附近稳定区域分别布置C后视点(2‑1)和D后视点(2‑2)，所述C后视点(2‑1)与A观测墩(3)通视，所述D后视点(2‑2)与B观测墩(4)通视；各观测墩间不通视；步骤三、建立坐标系，使所述A观测墩(3)和B观测墩(4)位于同一坐标系下，所述A观测墩(3)的坐标为A(xa，ya)，B观测墩(4)的坐标为B(xb，yb)；C后视点(2‑1)的坐标为C(xc，yc)，D后视点(2‑2)的坐标为D(xd，yd)；其中：xa、ya、xb、yb、xc、yc、xd和yd均为自然数；步骤四、使用全站仪从所述A观测墩(3)上测量对应的所述C后视点(2‑1)，全站仪生成坐标系，在生成的坐标系下，测量得到对应所述监测点(1)的水平角α；使用全站仪从所述B观测墩(4)上测量D后视点(2‑2)，全站仪生成坐标系，在生成的坐标系下，测量得到对应所述监测点(1)的水平角β；步骤五、设定所述监测点(1)的坐标为(x，y)，由步骤三中的所述A观测墩(3)和B观测墩(4)的坐标及水平角得对应所述监测点(1)的坐标(x，y)；初次监测时所述监测点(1)的坐标为标记为(x1，y1)步骤六、当需得到所述监测点(1)的平面位移量时，重复步骤四和五，得到此时所述监测点(1)的坐标(x2，y2)；步骤七、将所述监测点(1)的坐标(x2，y2)与初始坐标(x1，y1)进行对比，所得差值为所述监测点(1)的平面位移量；各方向的位移量如下：Δx＝x2‑x1  (5)；Δy＝y2‑y1  (6)。...

【技术特征摘要】
1.一种使用全站仪测量角度监测平面位移的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：步骤一、在被监测目标上选定一个监测点(1)；步骤二、在被监测目标附近稳定区，建立两个的强制对中观测墩，分别为A观测墩(3)和B观测墩(4)，在A观测墩(3)和B观测墩(4)后方附近稳定区域分别布置C后视点(2-1)和D后视点(2-2)，所述C后视点(2-1)与A观测墩(3)通视，所述D后视点(2-2)与B观测墩(4)通视；各观测墩间不通视；步骤三、建立坐标系，使所述A观测墩(3)和B观测墩(4)位于同一坐标系下，所述A观测墩(3)的坐标为A(xa，ya)，B观测墩(4)的坐标为B(xb，yb)；C后视点(2-1)的坐标为C(xc，yc)，D后视点(2-2)的坐标为D(xd，yd)；其中：xa、ya、xb、yb、xc、yc、xd和yd均为自然数；步骤四、使用全站仪从所述A观测墩(3)上测量对应的所述C后视点(2-1)，全站仪生成坐标系，在生成的坐标系下，测量得到对应所述监测点(1)的水平角α；使用全站仪从所述B观测墩(4)上测量D后视点(2-2)，全站仪生成坐标系，在生成的坐标系下，测量得到对应所述监测点(1)的水平角β；步骤五、设定所述监测点(1)的坐标为(x，y)，由步骤三中的所述A观测墩(3)和B观测墩(4)的坐标及水平角得对应所述监测点(1)的坐标(x，y)；初次监...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘垚，朱建峰，许俊伟，刘国良，尹鹏程，刘玉涛，卢金栋，马宏建，李治国，李坤，李学刚，张泽卫，卢卫锋，刘坤昊，肖方奇，姜山，刘建军，李秋光，夏晟，王洋洋，
申请(专利权)人：中铁隧道局集团有限公司，中铁隧道勘察设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44