水平位移观测法垂直位移观测法的种类_特点和适用条件(仅供参考版)
浅谈水平位移的几种方法
浅谈几种水平位移的方法【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。
第十章垂直位移与水平位移观测
三、液体静力水准测量
§10-4 水平位移观测网及观测标志 10-
一、水平位移观测控制网 基准点构成的网为基准网 基准点构成的网为基准网 变形网（相对变形网、绝对变形网） 变形网（相对变形网、绝对变形网） 基准点、工作基点、 基准点、工作基点、观测点 二、强制对准装置 （一）点、线、面对中装置
§10-4 水平位移观测网及观测标志 10-
10- 垂直位移监测( §10-1 垂直位移监测(网)点布设及观测标志
对观测工作的要求
1．监测观测点的垂直位移时，设置固定 监测观测点的垂直位移时， 的安置仪器点和立尺点，保证往、 的安置仪器点和立尺点，保证往、返测量 和复测是同一水准路线。 和复测是同一水准路线。 2．监测工作中使用固定仪器和水准标尺， 监测工作中使用固定仪器和水准标尺， 有条件时最好固定人员进行观测。 有条件时最好固定人员进行观测。
二、水准基点标志的结构和埋设
水准基点形状与结构有： 水准基点形状与结构有：
钢管式基岩标
深埋双金属标
10- 垂直位移监测( §10-1 垂直位移监测(网)点布设及观测标志
二、水准基点标志的结构和埋设
水准基点形状与结构有： 水准基点形状与结构有：
工 作 基 点 标 志
10- 垂直位移监测( §10-1 垂直位移监测(网)点布设及观测标志
10§10-2 垂直位移观测
二、沉陷观测
（一）基准点观测 由水准基点到工作基点的联测，每年进行 由水准基点到工作基点的联测， 一次（或两次），尽可能固定观测的月份， ），尽可能固定观测的月份 一次（或两次），尽可能固定观测的月份， 即选择外界条件相近的情况进行观测， 即选择外界条件相近的情况进行观测，以 减少外界条件对观测成果的影响。 减少外界条件对观测成果的影响。
水平位移几种监测方法
水平位移几种监测方法本页仅作为文档封面，使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March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。
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。
水平位移观测法垂直位移观测法的种类特点和适用条件
水平位移观测法垂直位移观测法的种类特点和适用条件1.全站仪观测法：全站仪是一种高精度、全自动的测量仪器，可以通过测量目标点到水平方向上的相对位移来计算出水平位移。
该方法具有测量范围广、仪器精度高的特点，适用于长期观测和大范围水平位移变化的研究。
2.GPS观测法：GPS（全球定位系统）依靠卫星发射的信号测量地面目标点的位置和速度，可以通过对时间、速度和距离的测量来计算出地壳水平位移。
GPS观测法具有测量精度高、覆盖范围广、实时性好的特点，适用于对地壳水平位移的长期监测和研究。
3.激光测距仪观测法：激光测距仪通过测量光束的往返时间和速度来计算出目标点的距离和位移。
该方法具有高精度、测量速度快的特点，适用于小范围内地壳水平位移的观测和研究。
垂直位移观测法是指通过测量地面特定点相对于参考点在垂直方向上的位移来研究地壳运动的一种方法。
根据测量的原理和方法的不同，可以分为以下几种垂直位移观测法：1.水准测量法：水准测量法是一种传统的测量方法，通过测量地面上不同点的高程差来计算出垂直位移。
该方法具有简单、便捷的特点，适用于小范围内地壳垂直位移的观测和研究。
2.GPS观测法：GPS观测法不仅可以用来测量水平位移，也可以用来测量垂直位移。
通过对卫星信号的测量和计算，可以得到目标点的高程信息，从而计算出地壳的垂直位移。
该方法具有测量精度高、覆盖范围广的特点，适用于全球范围内地壳垂直位移的观测和研究。
3.高程测量仪观测法：高程测量仪是一种专门用于测量高程的仪器，可以通过测量目标点的高程差来计算出地壳的垂直位移。
该方法具有高精度、测量速度快的特点，适用于小范围内地壳垂直位移的观测和研究。
以上水平位移观测法和垂直位移观测法的选择应根据具体的研究目标和测量条件来确定。
水平位移观测法适用于对地壳的水平位移变化进行长期监测和研究，而垂直位移观测法适用于对地壳的垂直位移变化进行长期监测和研究。
同时，不同观测法的特点和适用条件也需要根据具体情况进行综合考虑，选择合适的方法来进行观测和研究。
第五章 水平位移观测
§5-3
引张线法测定水平位移
引张线法：在坝体廊道内，利用一根拉紧的不锈钢钢丝所建立的基准 面来测定观测点的偏离值的方法。 引张线装置：由端点、观测点、测线(钢丝)、测线保护管这4部分组成
一、端点
1.墩座 2.夹线装置 3.滑轮 4.重锤 5.重锤联接装置
多媒体课件
6
二、观测点：1.浮托装置、2.标尺、3.保护箱
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1
二、观测墩
三、活动觇牌
1.基础、支撑均稳定 2.温度变形小 3.强制对中 4.便于安置
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1.反差大 2.无相位差 3.图案应对称 4.应有适当参考面积 5.便于安置
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一、测小角法 二、活动觇牌法
1.活动觇牌 2.测距装置
3.对点装置
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3
测小角法：利用精密经纬仪精确测出基准线与 置镜点到观测点 视线的夹角，即偏离值为 Li=αi· / Si ρ 式中： Si为端点 到观测点的距离
第五章 水平位移观测
§5-1 基准线法测定水平位移
一、基准线法的原理： 通过建筑物轴线或平行与建筑物轴线的固定不变的铅值平 面为基准面，根据它来测定建筑物的水平位移。 视准线法：由经纬仪的视准面形成基准面的基准线法。 激光准直法：通过激光 引张线法：通过拉直的钢丝的竖直面作为基准面来测定坝 体偏离值。
多媒体课件 8
§5-4
导线法测定水平位移
导线法测定的原因： 基准线法测定水平位移具有速度快、精度高、 计算简单的优点，但塌只能测定一个方向的位移。 这对于直线型建筑物都是合适的，但对于重力拱 坝、曲线桥等非直线型建筑物，有时需要他们在 任一方向上的水平位移，这就必须测定建筑物在 两个互相垂直方向上的水平位移。 导线法即是能满足这一要求的最简单的方法 之一。
第4章 垂直位移观测
§4.2 垂直位移观测
二、沉陷观测
（一）基准点观测 由水准基点到工作基点的联测，每年进行 一次（或两次），尽可能固定观测的月份， 即选择外界条件相近的情况进行观测，以 减少外界条件对观测成果的影响。
§ 4.2 垂直位移观测
二、沉陷观测
（二）观测点观测 沉陷观测中误差要求不超过1mm。一般采 用精密水准仪，按二等水准测量操作规定 进行施测。
二、沉陷观测
（一）基准点观测 大坝下游工作基点与水准基点间所布设的 水准环线（左、右岸水准路线连成一片， 可使整个坝区的高程成果资料统一），一 般要求每千米水准测量高差中数的中误差 不大于0.5mm。采用精密水准仪和因瓦水 准尺进行测量。
§ 4.2 垂直位移观测
二、沉陷观测
（一）基准点观测 作业方法基本上按一等水准测量规定进行， 由于工作条件的不同，操作方法上也有其 特点。例如，由于沉陷观测是固定路线重 复进行。为便于观测，消除一些系统误差 的影响，通常在转点处埋设简便的金属标 头作为立尺点。
二、倾斜仪测量方法
（2）电子倾斜仪
（3）垂直钟摆式倾斜仪
§4.3 地面倾斜测量
三、液体静力水准测量
1 b1 )] h [( b2 b1 ) (b2 2
§4.3 地面倾斜测量
三、液体静力水准测量
§4.2 垂直位移观测
一、基坑回弹观测
§10-2 垂直位移观测
二、沉陷观测
工业与民用建筑观测应形成闭合或附合线 路，与一般的水准测量相比，视线长度较 短，一般不大于25m，一次安置仪器可以 测几个前视点；在不同周期的重复观测中， 仪器应安置在同一位置上，以削弱系统误 差的影响。对于中、小型厂房，采用三等 水准测量；而对于大型厂房、连续生产的 设备基础和动力基础、高层混凝土框架结 构等，采用二等水准测量。
(19)《工程测量学》第10章 垂直位移与水平位移观测(II)
版 权 所 有： 山 东 科 技 大 学 测 绘 科 学 与 工 程 学 院 刘尚国 skdlsg@
工作基点
10.4 水平位移观测网及观测标志
一、水平位移测量控制网 由基准点形成的测量网称为基准网。基准网也需要 定期重复观测，其目的是检查基准网点的稳定性。 条件许可时，所有观测点也形成测量网，可称为变 形网。当变形网不与基准点联测时，称为相对网；当与 基准点联系时，可称为绝对网。 基准点、联测点、工作基点或观测点构成的网称为 扩展网。工作基点的位移量由此网获得，然后修正观测 点位移值。
三、平面标志体 （二）倒锤 倒锤是一种埋设较深、稳定性 很好的平面标志。
对中中心 液体 浮子
机械式倒锤
柔性吊丝
基岩
标志中心
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测 绘 科 学 与 工 程 学 院
刘尚国 skdlsg@
10.4 水平位移观测网及观测标志
三、平面标志体 （三）光线传递式标志 光线传递式标志是将固定在底层 的中心点利用光线投射到标志顶面上 来，即利用光线代替倒锤线。 玻璃片上的十字丝代表平面标志 的中心，与混凝土结合在一起埋在温 度变化不大的岩层中，十字丝下安臵 一灯泡，为更换灯泡，在标志旁设有 进人孔。
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10.5 水平位移测量技术概述
二、专用测量方法 水平位移测量的专用方法包括应变测量和基准线测量 和常规的地面监测方法相比，他们具有下列特点： ① 测量过程简单； ② 容易实现自动化观测和连续观测； ③ 提供的是局部变形信息。
35cm
岩层点
120cm
土层点
变形测量—水平位移观测(工程测量)
水平位移观测
➢基准线法 基准线法的原理是在与水平位移垂直的方向上建立一个固定不变的铅垂面， 测定各观测点相对该铅垂面的距离变化，从而求得水平位移量。
水平位移观测
➢基准线法 例如在深基坑监测中，主要是对锁口梁的水平位移（一般偏向基坑内侧） 进行监测。如图所示，在锁口梁轴线两端基坑的外侧分别设立两个稳固的 工作基点A和B，两工作基点的连线即为基准线方向。锁口梁上的观测点应 埋设在基准线的铅垂面上，偏离的距离不大于2 cm。
➢基准线法 随着激光技术的发展，出现了由激光光束建立基准面的基准线法，根据其 测量偏离值的方法不同，该法有激光经纬仪垂直法和波带板激光准直法两 种。 由于建筑物的位移一般来说都很小，因此，对位移值的观测精度要求很高， 因而在各种测定偏离值的方法中都要采取一些高精度的措施。
水平位移观测
➢小角法
用小角法测量水平位移的方法如图所示。将经纬仪安置于工作基点A，用测
工程测量课件
水平位移观测
水平位移观测
建筑物水平位移观测包括：位于特殊性土地区的建筑物地基基础水平位移 观测、受高层建筑施工影响的建筑物及工程设施水平位移观测，以及挡土 墙、大面积堆载等工程中所需的地基土深层侧向位移观测等，应测定在规 定平面位置上随时间变化的位移量和位移速度。 根据场地条件，可采用基准线法、小角法、导线法和前方交会法等测量水 平位移。
回法测出∠BAP，设第一次观测角值为β1，后一次为β2，根据两次角度的变 化量△β = β2-β1，即可算出P的水平位移量δ。
即：
D
式中： ρ —— 206 265″； D —— A至P点距离。
水平位移观测
➢导线法和前方交会法测水平位移 首先在场地上建立水平位移监测控制网，然后用精密导线或前方交会的方 法测出各观测点的坐标，将每次测出的坐标值与前一次测出的坐标值进行 比较，即可得到水平位移在x轴和y轴方向的位移量（Δx，Δy），则水平 测点标志可埋设直径16～18 mm的钢筋头，顶部锉平后，做出“十” 字标志，一般每8～10 m设置一点。 观测时，将经纬仪安置于一端工作基点A上。瞄准另一端工作基点B（称后 视点），此视线方向即为基准线方向，通过测量观测点P偏离视线的距离 变化，即可得到水平位移值。
垂直位移与水平观测参考文档
? 垂直位移测量与一般水准测量相比，具有观测工作局限在某 个固定的范围内，观测路线相对固定，观测工作重复进行， 观测精度要求高，视距短，有时一次安置仪器可以观测多个 前视点等特点。为了减少测量系统误差的影响，一般考虑采 取以下措施：
形区内的观测点的垂直位移。为了检查
水准基点本身是否稳定不动，其高程是
P
否变动，可将其成组埋设，通常每组设 3 B
C
个点，形成一个边长约 100m的等边三角
水准基点高程的检查
形ABC 。
水准基点是沉陷观测的基准点，因此它的构造 与埋设必须保证稳定不变和长久保存。根据建筑物 场地的地质情况、建筑物使用的重要性和使用年限， 水准基点可分为长期的和简单的两种。
（2 ）对基坑外的观测点，应埋设常用的普通水准点标石。观测 点应在所选坑内方向线的延长线上距基坑深度 1．5～2．0倍 距离内布置。当所选点位遇到地下管道或其他物体时，可将 观测点移至与之对应方向线的空位置上；
（3）在基坑外相对稳定，便于保存且不受施工影响的地 点，布设工作基点及为寻找工作基点用的定位点。
? （1）监测观测点的垂直位移时，设置固定的安置仪器点和 立尺点，保证往、返测量和复测是同一水准路线。
? （2）监测工作中使用固定仪器和水准标尺，有条件时最好 固定人员进行观测。
二、水准基点标志的结构和要在远离移动变形区的稳固地点设置
A
观测点，以水准基点为依据测定移动变
? 垂直位移观测中包括水准基点、观测点的标志构 造与埋设，倾斜观测，液体静力水准测量，水准 点稳定性的检验和分析。水平位移观测中包括基 准线法测定水平位移，视准线观测的精度估算， 激光准直，引张线法测量水平位移，建筑物主体 倾斜和挠度测量以及裂缝测量等。
水平位移观测方法
水平位移观测方法
水平位移观测方法包括：
1. 大地测量法：通过直接测量地面点的位置变化来监测水平位移。
大地测量法通常使用全站仪、测距仪和GPS等工具。
2. InSAR（合成孔径雷达干涉测量法）：该方法使用合成孔径雷达技术测量地面形变，通过比较两次卫星测量的数据来推导地面位移。
InSAR技术能够解决区域范围内的位移问题。
3. GPS：全球定位系统可以进行实时观测，通过监测GPS测站的位置变化来推测水平位移。
4. 扫描测量法：使用多光束激光扫描测量系统或者摄影测量方法，对地面进行高密度的三维重建，再将两次重建的数据进行比对分析，得出地面的水平位移。
5. 基于卫星的影像测量法：使用卫星影像，并经过图像处理分析，可以推测出地表的表面变化和水平位移。
这些方法依据监测区域的范围和测量精度的需求，可以在单一或多种方法之间进行选择。
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。
水平位移观测法垂直位移观测法的种类_特点和适用条件
水平位移观测法垂直位移观测法的种类_特点和适用条件1.水平位移观测法(1)位移传感器法：通过安装位移传感器，测量监测点的水平位移变化。
常用的位移传感器有基线测量仪、液位计、压力传感器等。
特点：通过直接测量位移，精度高、可靠性较好。
适用条件：适用于需要长期监测和高精度位移数据的场合，如滑坡、地面沉降等。
(2)锚索法：通过测量锚索的变形来推测监测点水平位移的变化。
锚索分为固定端和自由端两端，通过测量固定端和自由端的位移差来计算监测点的位移。
特点：操作简单，适用于较小的水平位移监测。
适用条件：适用于坚固的地质体，如岩石边坡、挡土墙等。
(3)周期测量法：通过测量监测点周围特征物体的周期性变化（如树木生长、建筑物倾斜、地下水位等）来反推位移的变化。
特点：非接触式测量方法，无需设立监测设备，适用于大范围水平位移监测。
适用条件：适用于有适当的特征物体用于周期测量的场合，如自然灾害的预警、较大规模的地表移动等。
2.垂直位移观测法(1)地面沉降观测法：通过安装地面沉降点，测量地表的垂直位移变化。
常用的观测方法有水准测量、GPS测量等。
特点：精度高，能够全面了解地表的垂直位移变化，适用于长期监测。
适用条件：适用于需要检测地表垂直位移的场合，如地基沉降、地下工程变形等。
(2)地下水位变化法：通过监测地下水位的变化来推测地下水位对地表的影响，从而间接测量垂直位移。
特点：操作相对简单，并且能够长期监测地下水位变化情况。
适用条件：适用于对地下水位变化敏感的地质灾害监测，如地面沉降、地下水突增等。
(3)倾斜测量法：通过倾斜传感器、倾角测量仪等测量仪器，测量倾斜角度的变化来间接推测垂直位移的变化。
特点：操作简单，适用于监测较小的垂直位移。
适用条件：适用于需要实时或动态监测的场合，如斜坡的变形、建筑物倾斜等。
总结起来，水平位移观测法和垂直位移观测法主要通过不同的传感器和测量方法来获取位移数据。
在选择观测方法时，需要根据监测需求、地质条件和预算等方面考虑，选择最合适的观测方法进行位移观测。
(完整版)水平位移观测
观测墩规格（基准点）
观测墩形式
水平位移观测照准觇牌
要求：反差大； 无相位差； 图案对称； 有适当的参考面积； 便于安置。
水平位移观测
四、水平位移观测的常用方法
1.基准线法 2.精密导线法 3.前方交会法 4.正、倒垂线法 5.极坐标法 6.GPS法 7.摄影测量法
水平位移观测
基准线法 原理：利用经纬仪或视准仪的视准轴构成基准线，通 过该基准线的铅垂面作为基准面，并以此铅垂面为标 准，测定其他观测点相对于该铅垂面的水平位移量的 一种方法。
基准线法的分类
2)．引张线法：该法采用一条不锈钢钢丝(直径 0.6～1.2 mm)，在两端点处施加张力，使其在水平 面的投影为直线，从而测出被测点相对于该直线的 偏距。同视准线法相比，该法的基准线是一条物理 的直线。
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。
变形测量与数据处理 ---水平位移观测
水平位移：是指建筑物的整体平面移动。 产生水平位移的原因主要是大型工程建筑物由 于本身的自重、混凝土的收缩、土料的沉陷及 温度的变化等原因，将使建筑物本身产生平面 位置的相对移动。水平位移观测的目的是适时 监测建筑物的水平位移量，能有效地监控建筑 物的安全状况，并可根据实际情况采取适当的 加固措施。
水平位移观测
视准线法 原理：
如图所示：点A、B是视准线的两个基准点（端点）， d1,d2,d3....dn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d1,d2,d3....dn点附近，用 小钢尺等工具分别量取水平位移监测点d1,d2,d3....dn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。
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水平位移观测法、垂直位移观测法的种类,特点和适用条件
水平位移监测：对水工建筑物的顺水流方向或顺轴线方向的水平位移变化进行监测常用观测方法分两大类。
一类是基准线法,基准线法是通过一条固定的基准线来测定监测点的位移,常见的有视准线法、引张线法、激光准直法、垂线法。
另一类是大地测量方法,大地测量方法主要是以外部变形监测控制网点为基准,以大地测量方法测定被监测点的大地坐标,进而计算被监测点的水平位移,常见的有交会法、精密导线法、三角测量法、GPS观测法等。
一、视准线法：通过视准线或经纬仪建立一个平行或通过坝轴线的铅直平面作为基准面，定期观测坝上测点与基准面之间偏离值的大小即为该点的水平位移。
适用于直线形混凝土闸坝顶部和坝面的水平位移观测。
当采用这一方法时，主要的是要求它们的端点稳定，所以必须要作适当的布置，只能是定期地测定端点的位移值，而将观测值加以改正。
视准线观测方法特点是速度快，精度较高，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。
不足是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。
小角法：是水平位移监测中常用的方法，该方法最早应用于水库大坝的变形监测，其基本原理是一通过大坝轴线的固定不变的铅直平面为基准面，通过测定基准线方向之间的微小角度从而计算观测点相对予基准线的偏离值，根据偏离值在各观测周期中的变化确定位移量。
由于所需测定的位移通常很细微，因此对位移的观测精度要求很高，需要采取各种提高观测精度的措施，观测过程中需要对各作业环节严格把握，哪怕仅仅是一个小环节的失误，都可能导致最终监测精度不能满足要求。
二、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。
适用于大型直线形混凝土的廊道内测点的水平位移观测。
主要用于测定混凝土建筑物垂直于轴线方向的（顺水流方向）水平位移。
活动觇牌法: 主要用于短距离视准线观测中，活动觇牌多用于水工建筑物、桥梁、码头和滑坡等水平位移观测，可满足坝内精密导线测量的近坝区水平位移监测网等各种场合的测量需要，活动觇标是被安置在位移标点上，供经纬仪照准，从而在觇标的游标尺上读出位移标点的偏离值。
主要特点传动灵活、隙动差小，可精确到0.1mm
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三、激光准直法：利用激光束代替视线进行照准的准直方法，使用的仪器有激光准直仪，波带板激光准直系统和真空管道激光准直系统等。
适用于大型直线形混凝土坝观测。
对于布设在直线型的土石坝或混凝土坝顶上观测点的水平位移，主要是采用视准线法和激光准直方法观测。
因为它们速度快，精度较高，计算工作也较简单。
当采用这一方法时，主要的是要求它们的端点稳定，所以必须要作适当的布置，采用适当的方法来检核这一要求是否满足。
四、垂线法:以坝体或坝基的铅垂线作为基准线，采用坐标仪测定沿线点位和铅垂线之间的相对水平位移。
这种方法适用于各种形式的混凝土坝。
垂线由不锈钢丝制成，钢丝下部吊重锤,悬挂点在上部的称为正垂线(见彩图)；锚固点在基岩深处,依靠顶部浮筒的浮力将钢丝张紧的称为倒垂线。
前者可测相对于悬挂点的相对水平位移，后者可测相对于锚固点的绝对水平位移，
五、交会法：利用三角网或导线测定两个或三个固定基点的坐标，通过基点测定闸坝上位移标点的水平位移。
适用于长度超过500m的混凝土和土石坝的水平位移观测，也可用于混凝土坝顶和下游面的水平位移观测。
对于混凝土坝下游面上的观测点以及对于拱坝的观测，常采用前方交会法。
这时系以坝下游地区的控制点为测站，对观测点进行前方交会，从而求得其位移值。
用前方交会法则可求得位移值的总量，这是该法的优点。
基点布置有较大灵活性。
能同时观测2个方向的位移。
观测耗时少。
当测点较多，并分布在多条直线上时，交会法的耗时较视准线等方法少。
不足：前方交会法由于受测角误差、测边误差、交会角及图形结构、基线长度、外界条件的变化等因素影响，精度较低。
另外，其观测工作量较大，计算过程较复杂，故不单独使用，而是常作为备用手段或配合其他方法使用。
六、导线法：在混凝土拱坝廊道内布置折线形导线，以导线端点的倒垂线作基准，用以测量坝内导线点的水平位移
只适用于大型混凝土厚拱坝或曲线形重力坝。
如重力拱坝、曲线型桥梁以及一些高层建筑物的位移观测就不如导线测量法、前方交会法以及地面摄影（见第十四章）等方法有利；这些方法可以同时测定建筑物上某观测点在两个方向的位移（即在水平面内的位移）。
与一般测量工作相比，由于变形观测是通过重复观测，由不同周期观测成果的比较中确定观测点的位移；因此这种导线在布设、观测以及计算诸方面都具有其自身的特点。
六、GPS测量：GPS进行水平位移监测应用GPS全球卫星定位技术
GPS进行变形监测有以下特点：测站间无需通视、可同时提供测点三维位移信息、可以全天候监测、操作简便。
二、垂直位移观测：对水工建筑物垂直方向的位移变化进行监测,用以了解水工建筑各种监测部位的垂直位移变化,从各监测点垂直位移变化情况了解有无不均匀垂直位移变化出现。
垂直位移观测也是闸坝安全监测的重要项目。
常用的方法有几何水准测量方法、三角高程测量法、液体静力水准法等
一、几何水准测量法：是利用水准仪和水准尺从水准基点开始测量各点位高程的方法，通过各点位高程变化求得其垂直位移，适用于混凝土闸坝和土石坝垂直位移观测。
目前沉陷观测中最常采用的是水准测量方法（有时采用液体静力水准测量的方法。
参见§2-4）。
对于中、小型厂房和土工建筑物沉陷观测可采用普通水准测量；而对于高大重要的混凝土建筑物，例如大型工业厂房、高层建筑物以及混凝土坝，要求其沉陷观测的中误差大于1mm，因而，就得采用精密水准测量的方法。
二、三角高程测量 :三角高程测量往往在一些进行水准测量比较困难，监测精度相对较低的外部变形监测项目中使用。
精确量取棱镜高、测站一起高。
控制最大视线长度。
气象条件观测。
必须进行地球曲率和大气折光差改正。
三、液体静力水准法：利用连通管原理测量各点位容器内液面高差以测定各点垂直位移的观测方法。
适用于混凝土闸坝基础廊道和土石坝表面垂直位移观测。
由于用液体静力水准仪作业时，一定要在液面平衡后才进行读数，因而作业效率就比较低。
应用液体静力水准测量，两点不需要通视，精度高，对于解决所提出的任务，不仅能对设备位置进行遥测，而且还能实现自动调整。
为保证对建筑物上观测点位置的长期观测，应用固定设置的液体静力水准仪是合适的。
三、建筑物倾斜观测：
建筑物产生倾斜的原因主要是地基承载力的不均匀、建筑物体型复杂形成不同载荷及受外力风荷、地震等影响引起建筑物基础的不均匀沉降。
测定建筑物倾斜度随时间而变化的工作叫倾斜观测。
倾斜观测一般是用水准仪、经纬仪、垂球或其他专用仪器来测量建筑物的倾斜度。
1.水准仪观测法
建筑物的倾斜观测可采用精密水准仪进行观测，其原理是通过测量建筑物基础的沉降量来确定建筑物的倾斜度，是一种简洁测量建筑物倾斜的方法。
如图8-8所示，定期测出基础两端点的沉降量，并计算出沉降量的差，并根据两点间的距离L，即可计算出建筑物基础的倾斜度，若知道建筑物的高度H,同时可计算出建筑物顶部的倾斜位移值。
2..经纬仪观测法
利用经纬仪可以直接测出建筑物的倾斜度，其原理是用经纬仪测出建筑物顶部的倾斜位移值，即可计算出建筑物基础的倾斜度。
该方法是一种直接测量建筑物倾斜度的方法。
3.悬挂垂球法
此方法是直接测量建筑物倾斜度的最简单的方法，适用于内部有垂直通道的建筑物。
从建筑物的上部悬挂垂球，根据上下应在同一位置上得点，直接量出建筑物的倾斜位移值，最后计算出倾斜度。