视准线法测量水平位移

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水平位移几种监测方法

水平位移几种监测方法

水平位移几种监测方法的分析和比较【摘要:】本文对常用的几种水平位移的观测方法进行了比较系统的分析和比较,列出了这几种方法的原理,精度分析,优点以及不足,他们适用的场合等内容,对于在生产实践中进行水平位移观测时进行方法的选取具有一定的指导价值。

【关键字:】水平位移,视准线法,测小角法,前方交会法,极坐标法,反演小角法当要观测某一特定方向〔譬如垂直于基坑维护体方向〕的位移时,经常采用视准线法、小角度法等观测方法。

但当变形体附近难以找到合适的工作基点或需同时观测变形体两个方向位移时,则一般采用前方交会法。

水平位移观测观测实践中利用较多的前方交会法主要有两种:测边前方交会法和测角前方交会法。

另外还有极坐标法以及一些困难条件下的水平位移观测方法。

视准线法:当需要测定变形体某一特定方向〔譬如垂直于基坑维护体方向〕的位移时,常使用视准线法或测小角法。

另外此方法还受到大气折光等因素的影响。

优点:视准线观测方法因其原理简单、方法实用、实施简便、投资较少的特点, 在水平位移观测中得到了广泛应用,并且派生出了多种多样的观测方法,如分段视准线,终点设站视准线等。

不足:对较长的视准线而言, 由于视线长, 使照准误差增大, 甚至可能造成照准困难。

当即准线太长时,目标模糊,照准精度太差且后视点与测点距离相差太远,望远镜调焦误差较大,无疑对观测成果有较大影响。

精度低,不易实现自动观测,受外界条件影响较大,而且变形值〔位移标点的位移量〕不能超出该系统的最大偏距值,否则无法进行观测。

测小角法:当需要测定变形体某一特定方向〔譬如垂直于基坑维护体方向〕的位移时,常使用视准线法或小角度法原理:如下列图所示,如需观测某方向上的水平位移PP′,在监测区域一定距离以外选定工作基点A,水平位移监测点的布设应尽量与工作基点在一条直线上。

沿监测点与基准点连线方向在一定远处〔100~200m〕选定一个控制点B,作为零方向。

在水平位移观测中误差的公式,说明:①距离观测误差对水平位移观测误差影响甚微,一般情况下此部分误差可以忽略不计,采用钢尺等一般方法量取即可满足要求;②影响水平位移观测精度的主要因素是水平角观测精度,应尽量使用高精度仪器或适当增加测回数来提高观测度;③经纬仪的选用应根据建筑物的观测精度等级确定,在满足观测精度要求的前提下,可以使用精度较低的仪器,以降低观测成本。

水平位移几种监测方法

水平位移几种监测方法

水平位移几种监测方法的分析和比较【摘要:】本文对常用的几种水平位移的观测方法进行了比较系统的分析和比较,列出了这几种方法的原理,精度分析,优点以及不足,他们适用的场合等内容,对于在生产实践中进行水平位移观测时进行方法的选取具有一定的指导价值。

【关键字:】水平位移,视准线法,测小角法,前方交会法,极坐标法,反演小角法当要观测某一特定方向(譬如垂直于基坑维护体方向)的位移时,经常采用视准线法、小角度法等观测方法。

但当变形体附近难以找到合适的工作基点或需同时观测变形体两个方向位移时,则一般采用前方交会法。

水平位移观测观测实践中利用较多的前方交会法主要有两种:测边前方交会法和测角前方交会法。

另外还有极坐标法以及一些困难条件下的水平位移观测方法。

视准线法:当需要测定变形体某一特定方向(譬如垂直于基坑维护体方向)的位移时,常使用视准线法或测小角法。

另外此方法还受到大气折光等因素的影响。

优点:视准线观测方法因其原理简单、方法实用、实施简便、投资较少的特点, 在水平位移观测中得到了广泛应用,并且派生出了多种多样的观测方法,如分段视准线,终点设站视准线等。

不足:对较长的视准线而言, 由于视线长, 使照准误差增大, 甚至可能造成照准困难。

当即准线太长时,目标模糊,照准精度太差且后视点与测点距离相差太远,望远镜调焦误差较大,无疑对观测成果有较大影响。

精度低,不易实现自动观测,受外界条件影响较大,而且变形值(位移标点的位移量)不能超出该系统的最大偏距值,否则无法进行观测。

测小角法:当需要测定变形体某一特定方向(譬如垂直于基坑维护体方向)的位移时,常使用视准线法或小角度法原理:如下图所示,如需观测某方向上的水平位移PP′,在监测区域一定距离以外选定工作基点A,水平位移监测点的布设应尽量与工作基点在一条直线上。

沿监测点与基准点连线方向在一定远处(100~200m)选定一个控制点B,作为零方向。

在B水平位移观测中误差的公式,表明:①距离观测误差对水平位移观测误差影响甚微,一般情况下此部分误差可以忽略不计,采用钢尺等一般方法量取即可满足要求;②影响水平位移观测精度的主要因素是水平角观测精度,应尽量使用高精度仪器或适当增加测回数来提高观测度;③经纬仪的选用应根据建筑物的观测精度等级确定,在满足观测精度要求的前提下,可以使用精度较低的仪器,以降低观测成本。

挡土墙变形监测方法

挡土墙变形监测方法

挡土墙变形监测方法挡土墙是一种用于支撑土体或山坡,防止其坍塌或滑坡的结构。

为了确保挡土墙的稳定性和安全性,对其进行变形监测是非常重要的。

变形监测可以及时发现挡土墙的异常变形,为采取相应的加固或修复措施提供依据,从而避免可能的安全事故。

下面将详细介绍一些常见的挡土墙变形监测方法。

一、水平位移监测1、全站仪测量法全站仪是一种高精度的测量仪器,可以精确测量出测点的水平坐标。

在挡土墙的顶部和底部设置监测点,定期使用全站仪测量这些点的坐标。

通过比较不同时期的坐标值,可以计算出水平位移的大小和方向。

2、视准线法在挡土墙的两端设置基准点,在其中一端的基准点上设置经纬仪或全站仪,通过望远镜瞄准另一端的基准点,形成一条视准线。

在挡土墙上设置若干个监测点,定期测量监测点到视准线的垂直距离。

如果距离发生变化,就说明挡土墙发生了水平位移。

3、激光准直法利用激光的良好准直性,在挡土墙的一端设置激光发射器,在另一端设置接收装置。

当挡土墙发生水平位移时,激光束在接收装置上的光斑位置会发生变化,通过测量光斑的位移量可以计算出水平位移。

二、垂直位移监测1、水准测量法水准测量是一种常用的测量高差的方法。

在挡土墙周围设置水准基点,在挡土墙上设置监测点。

使用水准仪测量监测点与水准基点之间的高差,通过比较不同时期的高差数据,可以计算出垂直位移的量值。

2、静力水准测量法静力水准测量系统是一种基于连通器原理的高精度垂直位移测量系统。

在挡土墙上布置一系列的静力水准仪,通过测量液体压力的变化来计算各监测点的相对垂直位移。

三、倾斜监测1、倾斜仪测量法倾斜仪可以直接测量挡土墙的倾斜角度。

常见的倾斜仪有水准式倾斜仪、电子倾斜仪等。

将倾斜仪安装在挡土墙上,定期读取倾斜仪的测量数据,从而了解挡土墙的倾斜情况。

2、差异沉降法通过测量挡土墙上不同位置的垂直位移,如果不同位置的垂直位移存在差异,就可以推断出挡土墙发生了倾斜。

四、裂缝监测1、人工观测法定期对挡土墙的表面进行巡视,用肉眼观察是否有裂缝出现。

几种位移测量方法的讨论

几种位移测量方法的讨论

几种水平位移监测方法的分析和比较摘要:本文对几种常用的水平位移监测方法进行了比较系统的分析和比较,包括视准线法、测小角法、测角交会法、测边交会法、极坐标法以及方向线偏移法。

列举出了这几种方法的原理、精度分析、优点、不足以及它们适用的场合等,对于在生产实践中进行水平位移观测时进行方法的选取具有一定的指导价值。

关键词:水平位移,视准线法,测小角法,前方交会法,测角交会,测边交会,极坐标法,方向线偏移法.1. 引言当需要观测某一特定方向(譬如垂直于基坑围护体系)的位移时,经常采用视准线法、测小角法等观测方法。

但当变形体附近难以找到合适的工作基点或需同时观测变形体两个方向位移时,则一般采用前方交会法。

水平位移观测观测实践中利用较多的前方交会法主要有两种:测角前方交会法和测边前方交会法。

另外还有极坐标法以及一些适合困难条件下使用的水平位移观测方法。

2. 水平位移观测方法分析和比较2.1 视准线法:点A、B是视准线的两个基准点(端点),1 d , 2 d , 3 d 为水平位移监测点。

观测时将经纬仪置于A点,将仪器照准B点,将水平制动装置制动。

竖直方向转动经纬仪望远镜,分别转至1 d , 2 d , 3 d 三个点附近,用小钢尺等工具分别量取水平位移监测点1 d , 2 d , 3 d 至A—B这条视准线的距离。

根据前后两次量取的距离,得出这段时间内水平位移量[1]。

精度分析:由视准线的设置过程可知,观测误差主要包括仪器测站点仪器对中误差、视准线照准误差、读数照准误差,其中,影响最大的无疑是读数照准误差。

可知,当视准线太长时,目标模糊,读数照准精度太差。

且后视点与测点距离相差太远,望远镜调焦误差较大,无疑对观测成果有较大影响。

另外此方法还受到大气折光等因素的影响。

优点:视准线观测方法因其原理简单、方法实用、实施简便、投资较少的特点, 在水平位移监测中得到了广泛应用,并且派生出了多种多样的观测方法,如分段视准线、终点设站视准线等。

建筑物位移及沉降观测的要点

建筑物位移及沉降观测的要点

建筑物位移及沉降观测的要点建筑物位移及沉降观测要点是什么下面为大家详细介绍。

1、水平位移观测点的位置,对建筑物应选在墙角、柱基及裂缝两边等处;线状构筑物应选在端点、转角点及必要的中间部位;护坡工程应按待测坡面成排布点。

观测点的埋设应稳固且便于观测,当设置上、下标志时,应使上、下标志和某一测站点在同一铅垂面内。

2、水平位移观测可根据需要与现场条件选用下列方法:
测量地面观测点在特定方向的位移时,可选用下列几种基准线法。

①视准线法(包括小角法和活动觇牌法)。

②激光准直法。

③测边角法。

主要用于地下管线的观测。

④采用基准线法测定绝对位移时,应在基准线两端各自向外的延长线上,埋设基准点或按检核方向线法埋设4~5个检核点。

3、沉降观测点的布置,应以能全面反映建筑物地基变形特征,并结合地质情况及建筑结构特点确定。

4、垂直位移(沉降)观测,宜采用几何水准法,亦可采用静力水准、三角高程等测量方法。

监测点观测技术要求应符合下表的规定。

1。

水平位移几种监测方法!(实用教程)

水平位移几种监测方法!(实用教程)

⽔平位移⼏种监测⽅法!(实⽤教程)⽔平位移,视准线法,测⼩⾓法,前⽅交会法,极坐标法,反演⼩⾓法当要观测某⼀特定⽅向(譬如垂直于基坑维护体⽅向)的位移时,经常采⽤视准线法、⼩⾓度法等观测⽅法。

但当变形体附近难以找到合适的⼯作基点或需同时观测变形体两个⽅向位移时,则⼀般采⽤前⽅交会法。

⽔平位移观测观测实践中利⽤较多的前⽅交会法主要有两种:测边前⽅交会法和测⾓前⽅交会法。

另外还有极坐标法以及⼀些困难条件下的⽔平位移观测⽅法。

视准线法:当需要测定变形体某⼀特定⽅向(譬如垂直于基坑维护体⽅向)的位移时,常使⽤视准线法或测⼩⾓法。

原理:如下图所⽰,点A、B是视准线的两个基准点(端点),1、2、3为⽔平位移观测点。

观测时将经纬仪置于A点,将仪器照准B点,将⽔平制动装置制动。

竖直转动经纬仪,分别转⾄1、2、3 三个点附近,⽤钢尺等⼯具测得⽔准观测点⾄A—B这条视准线的距离。

根据前后两次的测量距离,得出这段时间内⽔平位移量。

精度分析:由基准线的设置过程可知,观测误差主要包括仪器测站点仪器对中误差,视准线照准误差,读数照准误差,其中,影响最⼤的⽆疑是读数照准误差。

可知,当即准线太长时,⽬标模糊,读数照准精度太差;且后视点与测点距离相差太远,望远镜调焦误差较⼤,⽆疑对观测成果有较⼤影响。

另外此⽅法还受到⼤⽓折光等因素的影响。

优点:视准线观测⽅法因其原理简单、⽅法实⽤、实施简便、投资较少的特点, 在⽔平位移观测中得到了⼴泛应⽤,并且派⽣出了多种多样的观测⽅法,如分段视准线,终点设站视准线等。

不⾜:对较长的视准线⽽⾔, 由于视线长, 使照准误差增⼤, 甚⾄可能造成照准困难。

当即准线太长时,⽬标模糊,照准精度太差且后视点与测点距离相差太远,望远镜调焦误差较⼤,⽆疑对观测成果有较⼤影响。

精度低,不易实现⾃动观测,受外界条件影响较⼤,⽽且变形值(位移标点的位移量)不能超出该系统的最⼤偏距值,否则⽆法进⾏观测。

测⼩⾓法:当需要测定变形体某⼀特定⽅向(譬如垂直于基坑维护体⽅向)的位移时,常使⽤视准线法或⼩⾓度法原理:如下图所⽰,如需观测某⽅向上的⽔平位移PP′,在监测区域⼀定距离以外选定⼯作基点A,⽔平位移监测点的布设应尽量与⼯作基点在⼀条直线上。

视准线活动觇标法技术总结

视准线活动觇标法技术总结

个人工作技术总结报告
游标读数,随即转动微动螺旋,令觇牌离开视线,再以相反的方向旋转微动螺旋,令觇牌中心线再次与视线重合,读取读数,如此反复读取10次读数,最后检查视线是否有变动,如没有变动,取十次读数平均值作为觇牌的零位读数。



小结
视准线活动觇标法,是水平位移监测的一种常用的技术方法。

在实际操作中,应按照视线距离选择合适的测回数,注意影响观测精度的各种因素,选择合适的仪器、合适人员与合适的时间进行测量。

测量数据要满足精度要求,及时处理分析,确保掌握建筑物(大坝)即时的运行状态。

参考文献【1】何勇军.大坝安全监测与自动化【M】,北京:中国水利水电出版社,2008:16-18. 【2】邓念武.大坝变形监测技术【M】,北京:中国水利水电出版社,2010:9-29.。

水平位移几种监测方法

水平位移几种监测方法

水平位移几种监测方法 The manuscript was revised on the evening of 2021水平位移几种监测方法的分析和比较【摘要:】本文对常用的几种水平位移的观测方法进行了比较系统的分析和比较,列出了这几种方法的原理,精度分析,优点以及不足,他们适用的场合等内容,对于在生产实践中进行水平位移观测时进行方法的选取具有一定的指导价值。

【关键字:】水平位移,视准线法,测小角法,前方交会法,极坐标法,反演小角法当要观测某一特定方向(譬如垂直于基坑维护体方向)的位移时,经常采用视准线法、小角度法等观测方法。

但当变形体附近难以找到合适的工作基点或需同时观测变形体两个方向位移时,则一般采用前方交会法。

水平位移观测观测实践中利用较多的前方交会法主要有两种:测边前方交会法和测角前方交会法。

另外还有极坐标法以及一些困难条件下的水平位移观测方法。

视准线法:当需要测定变形体某一特定方向(譬如垂直于基坑维护体方向)的位移时,常使用视准线法或测小角法。

原理:如下图所示,点A、B是视准线的两个基准点(端点),1、2、3为水平位移观测点。

观测时将经纬仪置于A点,将仪器照准B点,将水平制动装置制动。

竖直转动经纬仪,分别转至1、2、3 三个点附近,用钢尺等工具测得水准观测点至A—B这条视准线的距离。

根据前后两次的测量距离,得出这段时间内水平位移量。

精度分析:由基准线的设置过程可知,观测误差主要包括仪器测站点仪器对中误差,视准线照准误差,读数照准误差,其中,影响最大的无疑是读数照准误差。

可知,当即准线太长时,目标模糊,读数照准精度太差;且后视点与测点距离相差太远,望远镜调焦误差较大,无疑对观测成果有较大影响。

另外此方法还受到大气折光等因素的影响。

优点:视准线观测方法因其原理简单、方法实用、实施简便、投资较少的特点, 在水平位移观测中得到了广泛应用,并且派生出了多种多样的观测方法,如分段视准线,终点设站视准线等。

视准线法测量水平位移

视准线法测量水平位移

二、小角法
1
2
A(0)
n-1
B(n)
mi
m i
si
求等间隔观测点的偏离值
③若在点1、2、…、n-1上均观测了左角β1、β2、…、βn-1,则成 为等边直伸无定向导线。
记:Δβi = β - 1800(i=1、2、…、n-1),则可求得各观测点
相对于基准线AB的偏离值为:
i 1n i ij 1 1jjn in j 1 i njj s
C
B
10
活动觇牌法测偏离值
10.6 视准线法测量水平位移
二、小角法
小角法是利用精密经纬仪精确地测出基准线方向与测站点到 观测点的视线方向之间所夹的小角,从而计算观测点相对于基准 线的偏离值。
2个观测量 i 观测点
i
i
基准线
A
si
i 投影
B
小角法测偏离值
偏离值
i
i
si
10.6 视准线法测量水平位移
视准线法测量水平位移
路漫漫其悠远
少壮不努力,老大徒悲伤
10.6 视准线法测量水平位移
一、活动觇牌法
活动觇牌法是通过一种精密的附有读数设备的活动觇牌直接 测定观测点相对于基准面的偏离值。
它需要专用的仪器和照准设备: ➢ 精密视准仪或精密经纬仪 ➢ 活动觇牌
觇牌上有分划尺,最小分划值为1mm,用
游标尺可直接读到0.1mm~0.01mm。
i
在导线中间最大,而
m
在导线两端最大。
i
m n/2
n3 2n m s
48
m 0 m n 1 m n 1 6 n 2 n 1 m n 3 1 .5
10.6 视准线法测量水平位移

水平位移监测

水平位移监测

极坐标法
(2)差分改正。其基本思想是:由于测量自动化使得 测量时间缩短,大气等环境条件相对稳定,利用基准网的 稳定性信息,在无需测量气象元素下实现大气折射、大气 折光的实时差分改正。据测试在近距离(200米以内)上 可达到亚mm级的精度。
该系统的特点是:差分方案达到亚毫米级;减少了气 象仪器;全天24小时无人值守;可获取3维坐标信息;反 射棱镜价格低廉,有利于增加变形点数。
GPS法
在每个监测点上布设GPS天线和接收机,在数百米到 1~2km的短基线上GPS测量可以获得亚毫米级的定位精度。 在清江隔河岩大坝的变形观测中,1~2h观测的水平精度 优于±1mm,垂直精度优于±1.5mm,6h观测的水平精度优 于±0.5mm,垂直精度优于±1mm,而GPS瞬时观测的水平 位移精度为±3mm~±5mm,垂直位移精度为±8mm。 特点是能实现自动连续观测,实时性强,精度高。缺 点是:观测点位固定,每增加一个观测点就必须添加一台 GPS接收机,需要稳定的数据传输系统,成本较高,单机 多天线技术是一个发展方向。
基准线法
3).激光准直法:该法利用激光的单色性 好和方向性强的特点,建立起一条物理 的视准线作为测量基准,根据测量原理 的不同可分为直接准直和衍射法准直, 后者精度高于前者。
精密导线法
对于非直线型的建筑物,如重力拱坝、曲线型 桥梁以及一些高层建筑物的位移观测,可以布设 精密导线,测量导线点在不同观测周期坐标值的 变化。

摄影测量法
摄影测量方法的精度主要取决于: 1)像点坐标的量测精度,它取决于摄影机和量测仪的质量 以及摄影材料的质量; 2)摄影测量几何图形的强度,它取决于摄影站和变形体间 的关系及其变形体上控制点的数量和分布有关; 3)数据处理采用严密的光束法平差,即将内外方位元素、 控制点坐标以及摄影测量中的系统误差如底片变形、 镜头畸变等作为观测值或估计参数一起进行平差,也 可进一步提高变形体上被测目标点的精度。 4)目前像片坐标精度可达2~4μ m,目标点精度可达摄影 距离的1/100000。

视准线法监测土坝水平位移

视准线法监测土坝水平位移

职业教育水利水电建筑工程专业《水利工程管理技术》视准线法监测土坝水平位移《水利工程管理技术》项目组2015年4月视准线法监测土坝水平位移一、观测原理视准线法又称方向线法。

由于视准线法观测方便、计算简单、成果可靠,因此是观测水工建筑物水平位移的一种常用方法,其观测原理如图1所示。

在坝端两岸山坡上设工作基点A和B,将经纬仪安置在A点(或B)上后视B(或A),构成视准线。

由于A、B点在两岸山坡上,不受土坝变形影响,因此AB构成的视准线是固定不变的,以此作为观测坝体变形的基准线。

然后沿视准线在坝体上每隔适当距离埋设水平位移标点,如a、b、c、d、e。

测出标点中心离视线的距离la0、lb0、lc0、ld0、le0,作为初测成果,记录了各位移标点与视准线的相对位置。

当坝体发生水平位移后,各位移标点与视准线相对位置发生变化。

再用经纬仪安置在工作基点A(或B)上,后视B(或A)点,可测出各位移标点离视准线的距离la1、b1、lc1、ld1、le1,与初测成果的差值即为该位移标点在垂直视准线方向的水平位移量。

以c点为例,初测成果为lc0,变位后离视准线距离为lc1,lc1与lc0的差值即为位移标点c的水平位移量δc1。

图1视准线法观测水平位移示意图1—工作基点;2—位移标点;3—视准线;4—校核基点二、测点的布设为了全面掌握土坝的水平位移规律,同时又不使观测工作过于繁重,就要在土坝坝体上选择有代表性的部位布设适当数量的测点进行观测。

一般布置是:坝顶靠下游坝肩布设一排测点;兴利最高水位以上的上游坡布设一排;下游坡布设2~3排。

每排测点的间距为50~100m。

每排测点延长线两端山坡上各设一个工作基点。

为了校测工作基点有无变动,在两个工作基点延长线上各埋设一个校核基点,如图1所示。

校核基点也可不设在视准线延长线上,而在每个工作基点附近,设置两个校核基点,使两校核基点与工作基点的连线大致垂直,用钢尺丈量以校测工作基点是否发生变位。

水平位移监测的基本原理和方法

水平位移监测的基本原理和方法

水平位移监测的基本原理和方法
水平位移监测的基本原理是利用各种方法测量确定观测点的位置变化。

通过定期测量建筑物各个观测点在同一坐标系中的坐标值,可以确定其位置的变化情况。

基本方法有:
1. 视准线法:以经过光学测量仪器的视准线建立一个平行或通过坝轴线的固定铅直平面作为基准面,定期观测确定的点位与基准面之间的偏离值的大小,即该点的水平位移。

这种方法适用于混凝土建筑物顶部横向水平位移和土石建筑物横向水平位移的观测。

2. 引张线法:利用张紧在两工作基点之间的不锈钢丝作为基准线,测量沿线测点和钢丝之间的相对位移,以确定该点的水平位移。

这种方法适用于直线形的混凝土坝,一般设置在水平纵向廊道内。

此外,还有偏心法、前方交会法、GPS监测法等。

在实际应用中,应根据具体的监测对象、精度要求、场地条件等因素选择合适的方法。

同时,为了确保监测的准确性和可靠性,还需要注意观测点的布设、观测周期的确定、观测数据的处理和分析等方面的问题。

几种位移测量方法的讨论

几种位移测量方法的讨论

几种水平位移监测方法的分析和比较摘要:本文对几种常用的水平位移监测方法进行了比较系统的分析和比较,包括视准线法、测小角法、测角交会法、测边交会法、极坐标法以及方向线偏移法。

列举出了这几种方法的原理、精度分析、优点、不足以及它们适用的场合等,对于在生产实践中进行水平位移观测时进行方法的选取具有一定的指导价值。

关键词:水平位移,视准线法,测小角法,前方交会法,测角交会,测边交会,极坐标法,方向线偏移法.1. 引言当需要观测某一特定方向(譬如垂直于基坑围护体系)的位移时,经常采用视准线法、测小角法等观测方法。

但当变形体附近难以找到合适的工作基点或需同时观测变形体两个方向位移时,则一般采用前方交会法。

水平位移观测观测实践中利用较多的前方交会法主要有两种:测角前方交会法和测边前方交会法。

另外还有极坐标法以及一些适合困难条件下使用的水平位移观测方法。

2. 水平位移观测方法分析和比较2.1 视准线法:点A、B是视准线的两个基准点(端点),1 d , 2 d , 3 d 为水平位移监测点。

观测时将经纬仪置于A点,将仪器照准B点,将水平制动装置制动。

竖直方向转动经纬仪望远镜,分别转至1 d , 2 d , 3 d 三个点附近,用小钢尺等工具分别量取水平位移监测点1 d , 2 d , 3 d 至A—B这条视准线的距离。

根据前后两次量取的距离,得出这段时间内水平位移量[1]。

精度分析:由视准线的设置过程可知,观测误差主要包括仪器测站点仪器对中误差、视准线照准误差、读数照准误差,其中,影响最大的无疑是读数照准误差。

可知,当视准线太长时,目标模糊,读数照准精度太差。

且后视点与测点距离相差太远,望远镜调焦误差较大,无疑对观测成果有较大影响。

另外此方法还受到大气折光等因素的影响。

优点:视准线观测方法因其原理简单、方法实用、实施简便、投资较少的特点, 在水平位移监测中得到了广泛应用,并且派生出了多种多样的观测方法,如分段视准线、终点设站视准线等。

水平位移几种监测方法的分析和比较

水平位移几种监测方法的分析和比较

水平位移几种监测方法的分析和比较【摘要:】本文对常用的几种水平位移的观测方法进行了比较系统的分析和比较,列出了这几种方法的原理,精度分析,优点以及不足,他们适用的场合等内容,对于在生产实践中进行水平位移观测时进行方法的选取具有一定的指导价值。

【关键字:】水平位移,视准线法,测小角法,前方交会法,极坐标法,反演小角法当要观测某一特定方向(譬如垂直于基坑维护体方向)的位移时,经常采用视准线法、小角度法等观测方法。

但当变形体附近难以找到合适的工作基点或需同时观测变形体两个方向位移时,则一般采用前方交会法。

水平位移观测观测实践中利用较多的前方交会法主要有两种:测边前方交会法和测角前方交会法。

另外还有极坐标法以及一些困难条件下的水平位移观测方法。

视准线法:当需要测定变形体某一特定方向(譬如垂直于基坑维护体方向)的位移时,常使用视准线法或测小角法。

另外此方法还受到大气折光等因素的影响。

优点:视准线观测方法因其原理简单、方法实用、实施简便、投资较少的特点, 在水平位移观测中得到了广泛应用,并且派生出了多种多样的观测方法,如分段视准线,终点设站视准线等。

不足:对较长的视准线而言, 由于视线长, 使照准误差增大, 甚至可能造成照准困难。

当即准线太长时,目标模糊,照准精度太差且后视点与测点距离相差太远,望远镜调焦误差较大,无疑对观测成果有较大影响。

精度低,不易实现自动观测,受外界条件影响较大,而且变形值(位移标点的位移量)不能超出该系统的最大偏距值,否则无法进行观测。

测小角法:当需要测定变形体某一特定方向(譬如垂直于基坑维护体方向)的位移时,常使用视准线法或小角度法原理:如下图所示,如需观测某方向上的水平位移PP′,在监测区域一定距离以外选定工作基点A,水平位移监测点的布设应尽量与工作基点在一条直线上。

沿监测点与基准点连线方向在一定远处(100~200m)选定一个控制点B,作为零A水平位移观测中误差的公式,表明:①距离观测误差对水平位移观测误差影响甚微,一般情况下此部分误差可以忽略不计,采用钢尺等一般方法量取即可满足要求;②影响水平位移观测精度的主要因素是水平角观测精度,应尽量使用高精度仪器或适当增加测回数来提高观测度;③经纬仪的选用应根据建筑物的观测精度等级确定,在满足观测精度要求的前提下,可以使用精度较低的仪器,以降低观测成本。

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经分析可知,mi 在导线中间最大,而 mi在导线两端最大。
m n / 2
n3 2n m s
48
m0 mn1 m
n
12n
6n
1
m
n 1.5 3
10.6 视准线法测量水平位移
二、小角法
1
2
A(0)
n-1
B(n)
mi
mi
si
求等间隔观测点的偏离值
③若在点1、2、…、n-1上均观测了左角β1、β2、…、βn-1,则成
二、小角法
1
2
A(0)
n-1
B(n)
mi
mi
si
求等间隔观测点的偏离值
③若在点1、2、…、n-1上均观测了左角β1、β2、…、βn-1,则成 为等边直伸无定向导线。
记:Δβi = β - 1800(i=1、2、…、n-1),则可求得各观测点
相对于基准线AB的偏离值为:
i
1
i i1
n j1
10.6 视准线法测量水平位移
小结: 1、基准线法的原理、活动觇牌法、小角法; 2、小角法计算偏移值及误差预计公式。
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每一个成功者都有一个开始。勇于开始,才能找到成
二、小角法
小角法是利用精密经纬仪精确地测出基准线方向与测站点到 观测点的视线方向之间所夹的小角,从而计算观测点相对于基准 线的偏离值。
2个观测量 i 观测点
i
i
基准线
A
si
i 投影
B
小角法测偏离值
偏离值
i
i
si
10.6 视准线法测量水平位移
二、小角法
测距误差影响可忽略不计
i
i
si
m2 i
s
si
1
2
n-1
A(0)
B(n)
求等间隔观测点的偏离值
观测点等间隔分布,设点的间距为s,测角误差为mβ。
先在点A架设经纬仪测量点i偏离值:
i
i
is
mi
m
is
若又在点B架设经纬仪测量点i偏离值:
i
i
n
i
s
mi
m
n i s
10.6 视准线法测量水平位移
二、小角法
②小角法用于生产时,理应在基准线的两个端点分 别设站进行观测,然后做加权平均。
10.6 视准线法测量水平位移
在许多工程建筑物中,人们常常最关心建筑物沿某一特定方向 上的水平位移,专门解决这一问题的一类方法称为基准线法。
基准线法的原理是通过建筑物轴线(例如大坝、桥梁轴线)或 平行于建筑物轴线的固定不动的铅直平面为基准面,根据它来测 定建筑物的水平位移。
依建立基准面使用工具和方法的不同,常用的基准线法可分为: 视准线法、激光准直法、引张线法、直伸三角网法等等。本节讨 论视准线法,包括活动觇牌法和小角法。
mi
mi
si
1
2
n-1
A(0)
B(n)
求等间隔观测点的偏离值
取两次测量结果的加权平均值:
ˆ i
m2 i
i
m2 i
m2 i
i
m2 i
in i n i2 i2
n ii
i
i
s
mˆ i
in i m s 可以证明,在靠近端点A、B处最小, n i2 i2 靠近中间处最大。
10.6 视准线法测量水平位移
④可每点设站,但只当角的两边相等时才进行观测。具体来说
,就是在点1观测角∠A12;在点2观测角∠A24、∠123;在点3
观测角∠A36、∠135、∠234;……。这种方案称为对称观测法
,对消除调焦误差对测角的影响是有利的。
⑤在所有点设站,观测所有的水平方向,可望得到高精度的偏 离值。这种方案称为全组合观测法,形成直伸三角网。
mi
si
①上式既可用于误差分析,也可用于方案设计,即给定 mi
的前提条件下,求小角观测精度 mi
②小角法用于生产时,理应在基准线的两个端点分别设站进行观 测,然后做加权平均。
10.6 视准线法测量水平位移
二、小角法
②小角法用于生产时,理应在基准线的两个端点分 别设站进行观测,然后做加权平均。
mi
mi
为等边直伸无定向导线。
当n=2,即仅有一个中间点时,

1
s 2
1
当两边长不相等时,可把此式扩展成 s1s2 s1 s2
该式有很多实际用处,还可由此式推导2个或3个中间点时的偏 离值计算公式。
10.6 视准线法测量水平位移
二、小角法
1
2
A(0)
n-1
B(n)
mi
mi
si
求等间隔观测点的偏离值
1 n
i j 1
j j
n1
n
j i 1
j
j
mi m
ii 12i 1 n i 1n i2n 2i 1
6n2
10.6 视准线法测量水平位移
二、小角法
1
2
A(0)
n-1
B(n)
mi
mi
si
求等间隔观测点的偏离值
③若在点1、2、…、n-1上均观测了左角β1、β2、…、βn-1,则成
为等边直伸无定向导线。
j j
i n
n1
n
j i
j
j
s
mi
2i2 n i2 in i m s
6n
10.6 视准线法测量水平位移
二、小角法
1
2
A(0)
n-1
B(n)
mi
mi
si
求等间隔观测点的偏离值
③若在点1、2、…、n-1上均观测了左角β1、β2、…、βn-1,则成
为等边直伸无定向导线。
i
i1 i s
10.6 视准线法测量水平位移
一、活动觇牌法
活动觇牌法是通过一种精密的附有读数设备的活动觇牌直接 测定观测点相对于基准面的偏离值。
它需要专用的仪器和照准设备: ➢ 精密视准仪或精密经纬仪 ➢ 活动觇牌
觇牌上有分划尺,最小分划值为1mm,用
游标尺可直接读到0.1mm~0.01mm。
10.6 视准线法测量水平位移
mi
2
msi
2
msi
1 3
mi
msi 1 mi
如果要求 mi
0.5mm
si
3 i
且设偏离值Δi=40mm,则有
msi si
1 240
当Δi=100mm时,距离测量精度也仅要求 msi 1
si 600
距离测量误差影响常可忽略。
10.6 视准线法测量水平位移
二、小角法
小角法测量偏离值的误差公式写成:mi
一、活动觇牌法
一个测回进行上述观测4次,共观测2~4测回,每测回开始和结
束都要重新瞄准B点,检查仪器及目标有无变动。 以上为往测,然后将仪器迁到B点,固定觇牌放到A点,同法测
量2~4测回。
最后,往返测依距离进行加权平均。
0
活动觇牌法的主要误差 影响因素为瞄准误差。
5
A
C
B
10
活动觇牌法测偏离值
10.6 视准线法测量水平位移
一、活动觇牌法
将视准仪安置在基准线端点A上,端点B安置固定觇牌; 用视准仪瞄准B点的固定觇牌,将视线固定; 把活动觇牌安置于观测点C上,移动活动觇牌使照准标志与视 准仪的十字丝重合,在分划尺与游标上读数; 然后移动觇牌从相反方向再重新对准视线并读数。
0
5
A
C
B
10
活动觇牌法测偏离值
10.6 视准线法测量水平位移
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