一种基于全站仪角距差分的定位变形监测技术制造技术

本发明专利技术公开了一种基于全站仪角距差分定位变形监测的技术。采用全站仪作为数据采集工具，利用角距差分方法，通过对固定点的已知距离和已知角度与实际观测得到的测量距离和测量角度距求得平均每单位距离误差率与平均每单位角度误差率，按对监测点的观测距离长短和角度大小进行误差分配，得到改正后监测点的实际距离和角度，再根据固定点的坐标求得监测点的精确坐标，将第一次观测得到的监测点坐标作为初始坐标，以后每次观测的监测点坐标与初始坐标进行比较，来判断监测点的变形情况，就可以得到可靠的变形程度，这种监测方法的精度水平得到了大大的提高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种变形监测的方法，特别是一种基于全站仪角距差分的定位变形监测技术。
技术介绍
到目前为止，变形监测方法主要泛指高精度地面监测技术、摄影测量方法及GPS 监测系统等手段。①地面监测方法主要是指用高精度测量仪器(如经纬仪、测距仪、水准仪、全站仪等)测量角度、边长和高程的变化来测定变形，它们是目前变形监测的主要手段。②用地面摄影测量方法测定工程建筑物、构筑物、滑坡体等的变形，就是在变形体周围选择稳定的点，在这些点上安置摄影机，并对变形体进行摄影，然后通过内业量测和数据处理得到变形体上目标点的二维或三维坐标，比较不同时刻目标点的坐标得到它们的位移。但摄影测量方法花费较高，测量结果不可靠，不适合精密变形监测。③GPS和计算机技术、数据通讯技术及数据处理与分析技术进行集成，可实现从数据采集、传输、管理到变形分析及预报的自动化，达到远程在线网络实时监控的目的。但 GPS信号容易受到各种影响，数据处理比较麻烦，花费比较大，十分不利于野外作业和比较快速的获取数据。
技术实现思路
为了克服GPS、RTK技术在变形监测中不可避免地带来的很多麻烦与不便，提高工作效率，本专利技术的目的是提供一种基于全站仪角距差分定位变形监测技术，它克服了现有方法存在的上述缺点。本专利技术的目的是这样实现的以全站仪为工具测量角度与距离，通过角距差分实现对变形监测中监测点的精确定位，判断监测点的变形情况，具体步骤如下①根据现场条件设置三个稳定基准点0、Α、Β为已知点，其中0点为测站点，分别能与监测As1J^……&通视；②在测站点0上安置全站仪，以A点为定向点，瞄准A点并将水平角置为 0° 00' 00"，用全站仪分别测量测站点0与基准点A、B、监测点SiG = 1，2……，η)之间的水平距离Dqa、Dqb、A , (i=l,2,……，n)，测量OA与0B、0Si(i = 1,2……，η)之间的水平夹角(ρλοη，paos1 , paos1，......’ paos,,)‘@根据已知点六礼，￥4)、0氏，￥。)、8氏工)可计算出OA的距离L。、OB的距离L'。、 OA与OB的水平夹角β ο,与实际测得的已知点的距离Dm和Dffi进行差分得到Δ Doa = L0-D0a和ADqb = L' C1-Dqb，依照公式Λ^^^Λ/υ/^+ΛΖ^//^)求得距离的平均每单位距离误差率Δ d，按照距离长短将误差率分配到各个监测点的测量距离D⑹(i = 1,2……，η) 之中，计算各监测点距离改正数Vi = DreiX Ad，最后得到改正后的监测点的距离D' 0Si =Dos^Vi (i = 1,2……，η)；④将测得的OA与OB之间的水平夹角βΑ。Β与已知水平夹角进行差分得到Δ β =βο_βΑ。Β，求得角度每单位误差率Δ β ‘ = Δ β/β ωΒ，按照角度大小将误差率分配到各个测量水平夹角(凡αν, ,Aiav2 ,……，)之中，计算各监测点角度改正数％， 得到的监测点的改正后角度权利要求1. 一种基于全站仪角距差分的定位变形监测技术，其特征是以全站仪为工具测量角度与距离，通过角距差分实现对变形监测中监测点的精确定位，判断监测点的变形情况，具体步骤如下①根据现场条件设置三个稳定基准点0、Α、Β为已知点，其中0点为测站点，分别能与监测点S1J2,……&通视；②在测站点0上安置全站仪，以A点为定向点，瞄准A点并将水平角置为0°00' 00"， 用全站仪分别测量测站点0与基准点A、B、监测点Si (i = 1,2……，η)之间的水平距离 Doa> Dob> 0osi (i = 1,2,……，η)，测量OA与OB、OSiG = 1,2……，η)之间的水平夹角(β mm, β，paos1 ,......‘ βaosn )；③根据已知点A(XA，YA)、0(X0,Y0)、B(Xb, Yb)可计算出OA的距离L。、OB的距离L'。、 OA与OB的水平夹角β ο,与实际测得的已知点的距离Dm和Dffi进行差分得到Δ DOA = L0-D0A和ADffl = L' C1-Dffi，依照公式=求得距离的平均每单位距离误差率Δ d，按照距离长短将误差率分配到各个监测点的测量距离D⑹(i = 1,2……，η) 之中，计算各监测点距离改正数Vi = DreiX Ad，最后得到改正后的监测点的距离D' 0Si = Dos^Vi (i = 1,2……，η)；④将测得的OA与OB之间的水平夹角β-与已知水平夹角^ci进行差分得到Δβ= β cri3A ，求得角度每单位误差率Δ β ‘ = Δ β/β ■，按照角度大小将误差率分配到各个测量水平夹角(Arts ,Paos1，……，A 、. )之中，计算各监测点角度改正数R=Aq 乂幼，得到的监测点的改正后角度及舰,=凡叫+巧(―I，2……，η)；⑤将改正后的距离D'。Si和角度此与OA的方位角0。_4代入公式0，便得到3力= 1,2……，η)点的坐标全文摘要本专利技术公开了一种基于全站仪角距差分定位变形监测的技术。采用全站仪作为数据采集工具，利用角距差分方法，通过对固定点的已知距离和已知角度与实际观测得到的测量距离和测量角度距求得平均每单位距离误差率与平均每单位角度误差率，按对监测点的观测距离长短和角度大小进行误差分配，得到改正后监测点的实际距离和角度，再根据固定点的坐标求得监测点的精确坐标，将第一次观测得到的监测点坐标作为初始坐标，以后每次观测的监测点坐标与初始坐标进行比较，来判断监测点的变形情况，就可以得到可靠的变形程度，这种监测方法的精度水平得到了大大的提高。文档编号G01B21/32GK102278970SQ201110164628公开日2011年12月14日 申请日期2011年6月14日 优先权日2011年6月14日专利技术者冯仲科, 刘德庆, 吴斌, 姚山, 王春博 申请人:北京林业大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种基于全站仪角距差分的定位变形监测技术，其特征是：以全站仪为工具测量角度与距离，通过角距差分实现对变形监测中监测点的精确定位，判断监测点的变形情况，具体步骤如下：①根据现场条件设置三个稳定基准点Ｏ、Ａ、Ｂ为已知点，其中Ｏ点为测站点，分别能与监测点Ｓ１、Ｓ２、……Ｓｎ通视；②在测站点Ｏ上安置全站仪，以Ａ点为定向点，瞄准Ａ点并将水平角置为０°００′００″，用全站仪分别测量测站点Ｏ与基准点Ａ、Ｂ、监测点Ｓｉ（ｉ＝１，２……，ｎ）之间的水平距离ＤＯＡ、ＤＯＢ、（ｉ＝１，２，……，ｎ），测量ＯＡ与ＯＢ、ＯＳｉ（ｉ＝１，２……，ｎ）之间的水平夹角③根据已知点Ａ（ＸＡ，ＹＡ）、Ｏ（ＸＯ，ＹＯ）、Ｂ（ＸＢ，ＹＢ）可计算出ＯＡ的距离Ｌ０、ＯＢ的距离Ｌ′０、ＯＡ与ＯＢ的水平夹角β０，与实际测得的已知点的距离ＤＯＡ和ＤＯＢ进行差分得到ΔＤＯＡ＝Ｌ０－ＤＯＡ和ΔＤＯＢ＝Ｌ′０－ＤＯＢ，依照公式（ｍａｔｈ）??（ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）＆Ｄｅｌｔａ；ｄ（／ｍｉ）?（ｍｏ）＝（／ｍｏ）?（ｍｆｒａｃ）?（ｍｎ）１（／ｍｎ）?（ｍｎ）２（／ｍｎ）?（／ｍｆｒａｃ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｉ）＆Ｄｅｌｔａ；（／ｍｉ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）Ｄ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ＯＡ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ）／（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）Ｄ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ＯＡ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ）＋（／ｍｏ）?（ｍｉ）＆Ｄｅｌｔａ；（／ｍｉ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）Ｄ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ＯＢ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ）／（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）Ｄ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ＯＢ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍａｔｈ）求得距离的平均每单位距离误差率Δｄ，按照距离长短将误差率分配到各个监测点的测量距离ＤＯＳｉ　（ｉ＝１，２……，ｎ）之中，计算各监测点距离改正数Ｖｉ＝ＤＯＳｉ×Δｄ，最后得到改正后的监测点的距离Ｄ′ＯＳｉ＝ＤＯＳｉ＋Ｖｉ（ｉ＝１，２……，ｎ）；④将测得的ＯＡ与ＯＢ之间的水平夹角βＡＯＢ与已知水平夹角β０进行差分得到Δβ＝β０－βＡＯＢ，求得角度每单位误差率Δβ′＝Δβ／βＡＯＢ，按照角度大小将误差率分配到各个测量水平夹角之中，计算各监测点角度改正数得到的监测点的改正后角度（ｍａｔｈ）??（ｍｒｏｗ）?（ｍｓｕｂｓｕｐ）?（ｍｉ）＆ｂｅｔａ；（／ｍｉ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）ＡＯＳ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｉ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ）＆ｐｒｉｍｅ；（／ｍｏ）?（／ｍｓｕｂｓｕｐ）?（ｍｏ）＝（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）＆ｂｅｔａ；（／ｍｉ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）ＡＯＳ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｉ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ）＋（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）Ｗ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｉ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ），（／ｍｏ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｉ）ｉ（／ｍｉ）?（ｍｏ）＝（／ｍｏ）?（ｍｎ）１，２（／ｍｎ）?（ｍｏ）＆ＣｅｎｔｅｒＤｏｔ；（／ｍｏ）?（ｍｏ）＆ＣｅｎｔｅｒＤｏｔ；（／ｍｏ）?（ｍｏ）＆ＣｅｎｔｅｒＤｏｔ；（／ｍｏ）?（ｍｏ）＆ＣｅｎｔｅｒＤｏｔ；（／ｍｏ）?（ｍｏ）＆ＣｅｎｔｅｒＤｏｔ；（／ｍｏ）?（ｍｏ）＆ＣｅｎｔｅｒＤｏｔ；（／ｍｏ）?（ｍｏ），（／ｍｏ）?（ｍｉ）ｎ（／ｍｉ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）；（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍａｔｈ）⑤将改正后的距离Ｄ′ＯＳｉ和角度与ＯＡ的方位角αＯ－Ａ代入公式便得到Ｓｉ（ｉ＝１，２……，ｎ）点的坐标（ｍａｔｈ）??（ｍｆｅｎｃｅｄｏｐｅｎ＝＇｛＇ｃｌｏｓｅ＝＇＇）?（ｍｔａｂｌｅ）?（ｍｔｒ）?（ｍｔｄ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）Ｘ（／ｍｉ）?（ｍｉ）Ｓｉ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ）＝（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）Ｘ（／ｍｉ）?（ｍｉ）Ｏ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ）＋（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂｓｕｐ）?（ｍｉ）Ｄ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ＯＳｉ（／ｍｉ）?（ｍｏ）＆ｐｒｉｍｅ；（／ｍｏ）?（／ｍｓｕｂｓｕｐ）?（ｍｉ）ｃｏｓ（／ｍｉ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）＆ａｌｐｈａ；（／ｍｉ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）Ｏ（／ｍｉ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｉ）Ａ（／ｍｉ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ）＋（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂｓｕｐ）?（ｍｉ）＆ｂｅｔａ；（／ｍｉ）?（ｍｉ）ＡＯＳｉ（／ｍｉ）?（ｍｏ）＆ｐｒｉｍｅ；（／ｍｏ）?（／ｍｓｕｂｓｕｐ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍｔｄ）?（／ｍｔｒ）?（ｍｔｒ）?（ｍｔｄ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）Ｙ（／ｍｉ）?（ｍｉ）...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：冯仲科，王春博，吴斌，姚山，刘德庆，
申请(专利权)人：北京林业大学，
类型：发明
国别省市：11