一种视准线变形测量方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于工程安全监测视准线测量方法，特别是一种视准线变形测量 方法。
【背景技术】
[0002] 视准线法在大坝及其它工程建筑物变形观测中得到了广泛的应用，它具有观测原 理简单、投资少、实施简便等特点，并派生出了多种多样的观测方法，如分段视准线、中点设 站视准线等。但都是以全长基准线为照准基准，即测量时必须在一端点安置仪器照准另一 端点。
[0003] 当基准线太长时，两端点距离远、目标模糊，照准精度太差，且后视点与测点距离 相差太远、望远镜调焦误差影响较大，加之大气折光对水平视线影响是距离平方关系，无疑 对观测成果有明显的影响。
【发明内容】
[0004] 本发明所要解决的技术问题是，针对上述现有技术的不足，提供一种视准线变形 测量方法。
[0005] 为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是:一种视准线变形测量方法，利 用下式计算视准线第i个测点相对于基准线的第k次周期观测偏离值Sdk):
[0007] 其中，η为视准线的测点个数；Ajk)为第j个测点相对于以第j-1个测点和第j+1 个测点的连线为基准线的第k次周期观测局部偏离值；Ar(k)为第r个测点相对于以第r-1 个测点和第r+1个测点的连线为基准线的第k次周期观测局部偏离值;r = 2,3,…，n+l;n+l 为视准线的端点；
[0008] 则所述第i个测点的变形值为第i个测点第k次周期观测偏离值与第i个测点第1次 周期观测偏离值之差。
[0009] 视准线各测点局部偏离值测量过程如下：以视准线的两个端点为基准点，分别记 为A、B;视准线的η个测点位于A、B之间，且依次编号为1、2、3、……、n_l、n;将视准仪置于端 点A，以第2个测点为照准点，测量第1个测点相对于基准线1的局部偏离值Δ 1;然后将视准 仪移至第1个测点，以第3个测点为照准点，测量第2个测点相对于基准线2的局部偏差值 Α 2;……，依此类推，最后以端点B为照准点，测量第η个测点相对于基准线η的局部偏差值 A η;所述基准线1为端点Α和第1个测点的连线；基准线2为第1个测点和第3个测点的连 线，……，依此类推，基准线η为第η-I个测点和端点B的连线。由于每一测点均以相邻测点作 为基点进行测量，其相邻测点测量精度明显高于以整条视准线为照准基准的测量精度，因 为当建筑物较长时，通常测点相对两端点的观测精度可适当放宽，而监测建筑物错动变形 的相邻点相对精度却要求相对较高。
[0010]与现有技术相比，本发明所具有的有益效果为:本发明有效解决以全长基准线为 照准基准时目标模糊，照准精度差，后视点与测点距离相差太远、望远镜调焦误差影响较大 的问题，能有效减小大气折光对观测结果的影响；本发明的方法简单，测量精度高，尤其适 用于长距离视准线的变形测量，方便在实际工作中应用。
【附图说明】
[0011]图1为本发明一实例测量原理图。
【具体实施方式】
[0012] 如图1所示，一条长距离多测点视准线，点A、B是视准线两基准点(端点），视准线有 η个测点，测点编号依次为1、2、3、......、η-1、η。
[0013] 测量方法如下：测量时先将视准仪(全站仪、经炜仪)置于端点Α，以测点2为照准 点，观测点1相对于基准线Α-2的局部偏离值，然后将仪器移至测点1，以测点3为照准 点，观测点2对于基准线1 一3的局部偏差值Λ2;……，依此类推，直至视准线的另一端Β点， 在相对基准线(η-1) -Β上测定测点η的局部偏差值Λη。
[0014] 从图1可以看出，任意测点i相对于基准线Α-Β的偏离值31可以由该点的相邻点的 局部偏离Λη，Λη Λ1+1求出，依据相互关系其方程组如下式(假设偏离值以前进方向左向 变形为正值）：
[0016]这是一个η元η组方程式，存在有唯一解，为了得到通用式解，将上式(1)改化为：
[0018] 上式(2)中δi(2<r<n+l)全部由δ1表示，进一步改化成：
[0020] 式(3)最后一行可以得到唯一解：
[0022] 将(4)式代入(3)式，即得到通式解，也是计算测点偏离值的一般公式：
[0023]
[0024] 利用上式即可得到每一测点每一测次的偏离值，测点第k次周期观测偏离值δι1{与 首次观测偏离值心首之差即为该测点第Κ测次的变形值。
[0025]发明人设计的某水电站工程，其土坝1.8km，原方案为整条式视准线，每200设置一 个测点，共计2个端点8个测点，多次测量精度统计，最弱点精度为±3.02mm，最弱相邻点相 对精度为±4.20mm。
[0026] 采用本发明测量方法，多次测量精度统计，最弱点精度为±3.78mm，最弱相邻点相 对精度为±2.23mm。
[0027] 由于采用本发明测量方法，视准线距离满足规范要求，相邻点相对精度明显提高， 有效地解决了超长距离的准直问题，同时该方法适合于两个基点不通视的情况，因此应用 范围是广泛的。
【主权项】
1. 一种视准线变形测量方法，其特征在于，利用下式计算视准线第i个测点相对于基准 线的第k次周期观测偏离值δι化）：其中，η为视准线的测点个数；A^k)为第j个测点相对于W第j-1个测点和第j+1个测点 的连线为基准线的第k次周期观测局部偏离值；Δ r化)为第r个测点相对于W第r-1个测点 和第r+1个测点的连线为基准线的第k次周期观测局部偏离值;r = 2,3,…，n+l;n+l为视准 线的端点； 则所述第i个测点的变形值为第i个测点第k次周期观测偏离值与第i-1个测点第1次周 期观测偏离值之差。2. 根据权利要求1所述的视准线变形测量方法，其特征在于，视准线各测点局部偏离值 测量过程如下视准线的两个端点为基准点，分别记为A、B;视准线的η个测点位于A、B之 间，且依次编号为1、2、3、……、n-l、n;将视准仪置于端点A，W第2个测点为照准点，测量第1 个测点相对于基准线1的局部偏离值A 1;然后将视准仪移至第1个测点，W第3个测点为照 准点，测量第2个测点相对于基准线2的局部偏差值Δ 2;……，依此类推，最后W端点B为照 准点，测量第η个测点相对于基准线η的局部偏差值Δ η;所述基准线1为端点A和第1个测点 的连线;基准线2为第1个测点和第3个测点的连线，……，依此类推，基准线η为第n-1个测点 和端点B的连线。
【专利摘要】本发明公开了一种视准线变形测量方法，利用下式计算长距离视准线第i个测点相对于基准线的第k次周期观测偏离值δi(k)：<maths num="0001"></maths>其中，n为长距离视准线的测点个数；△j(k)为第j个测点相对于以第j-1个测点和第j+1个测点的连线为基准线的第k次周期观测局部偏离值；r＝2,3,…,n+1；则所述第i个测点的变形值为第i个测点第k次周期观测偏离值与第i个测点第1次周期观测偏离值之差。本发明能有效解决以全长基准线为照准基准，而基准线太长时，目标模糊，照准精度差，后视点与测点距离相差太远、望远镜调焦误差影响较大的问题，能有效减小大气折光对观测结果的影响；本发明的方法简单，测量精度高，方便在实际工作中应用。
【IPC分类】G01B21/32
【公开号】CN105571559
【申请号】CN201510932848
【发明人】邱山鸣, 廖佳, 赫晓光
【申请人】中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2015年12月15日