CN101672640B - 一种调节棱镜提高测量精度的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种调节棱镜提高测量精度的方法，其特征在于包括：步骤一、定位棱镜装置和测量仪；步骤二、调整棱镜装置水平；步骤三、利用测量仪与棱镜进行测量；步骤四、翻转棱镜装置，再次利用测量仪和棱镜进行测量；步骤五、计算两次测量数据的平均值。本发明通过平差两次测量所得的数据，大大减小了棱镜本身偏差所带来的测量误差。

Description

一种调节棱镜提高测量精度的方法

技术领域

本发明涉及一种工程测量技术，特别适用于隧道、地铁、井下矿山地道等地下工程测量，是一种调节棱镜测量方法。

背景技术

在隧道测量定位中常用的联系测量是指坐标、方位角传递测量(以下称为定向测量)和高程传递测量，其中高程传递测量比较容易控制，这里不作叙述。定向测量是隧道贯通测量中一个重要环节，它主要是把地面上控制点的坐标和方位角传递到地下隧道中，作为地下导线的起算坐标和起始方位角。目前，在定向测量中一般将测量仪和棱镜装置配合使用，设置若干站棱镜装置，通过每站棱镜之间坐标、方位角的传递，测量到最终的目标。如图1所示，棱镜装置包括觇牌1，棱镜片2，支架3，底座4。其具体的测量步骤包括：

步骤一、定位棱镜装置和测量仪；

步骤二、调整棱镜装置水平；

步骤三、利用测量仪与棱镜进行测量。

但是在实际的使用中，棱镜本身总会存在一定量的偏差，即使采用最新的校正好的徕卡棱镜，其棱镜的中心和底座中心也会不一致，由于传递边比较短，即使是0.1mm的误差(当边长为10m～20m时，每站对水平观测角的影响为△β＝±2″～1″)，经过几站短边的传递测量，传递远距离后已不能满足定向测量的精度要求。

现有技术的缺点在于：

棱镜本身的偏差给测量带来不可避免的误差，且传递的距离越长，对测量精度的影响也就越大。

发明内容

本发明的目的是：提供一种调节棱镜提高测量精度的方法，通过棱镜进行第一次测量后，上下翻转棱镜，再进行第二次测量，计算两次测量的数据分别平差后的左角的算数平均值，以此减小由于棱镜本身偏差所带来的测量误差。

为了达到上述目的，本发明提供了一种调节棱镜提高测量精度的方法，包括：

步骤一、定位棱镜装置和测量仪；

步骤二、调整棱镜装置水平；

步骤三、利用测量仪与棱镜进行测量；

步骤四、翻转棱镜装置，再次利用测量仪和棱镜进行测量；

步骤五、计算两次测量数据的平均值。

所述步骤四中，棱镜的翻转是指沿水平方向将棱镜的支架水平旋转180度，沿垂直方向将棱镜片绕其转动轴翻转180度。

优选地，所述测量仪为全站仪或陀螺仪。

优选地，所述步骤三中进行的测量为竖直导线定向测量。

优选地，所述步骤五中，计算的是两次测量数据平差后的左角算数平均值。

优选地，所述步骤一中全站仪和棱镜装置置于固定观测墩上。

本发明由于采用了以上技术方案，使之与现有技术相比，具有以下优点和优良效果：

通过平差棱镜两次测量所得的数据，大大减小了棱镜本身偏差所带来的测量误差。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

在附图中：

图1是棱镜的示意图。

图2是全站仪的定位示意图。

图3是使用本发明方法的竖直导线定向测量示意图。

附图标号：

[1]觇牌   [2]棱镜片       [3]支架  [4]底座

[5]全站仪 [6]强制归心螺丝 [7]面板  [8]观测墩

具体实施方式

下面结合附图2、3来具体介绍本发明的方法一种较佳实施例。

实示例1

如图2所示，本实施例中使用的测量仪器是全站仪。将全站仪5通过强制归心螺丝6固定面板7上，然后整体放置在观测墩8上，保证其转动时的稳定性。

如图3所示，使用竖直导线定向的方法，定位盾构机的前进方向。其中，K1、K2点是参照点，A、B、C、D点都设有观测墩8，E为盾构机，将棱镜分别装置设置在A点和C点的观测墩8上，将全站仪5设置在B点的观测墩8上，即可进行一站的测量。D点作为下一次的测量点。

步骤一、定位棱镜装置和全站仪5。并且定义K1、K2的坐标，将K1K2作为第一导线控制段。

步骤二、调整棱镜装置的水平位置。根据棱镜装置上的水平仪的水泡位置，调整棱镜装置至水平位，保证测量中的稳定性。

步骤三、利用全站仪5与棱镜片2进行测量。通过A点上棱镜装置的传递至B点的全站仪，进行全站测量，分别测量夹角两边AB、BC段的长度和∠ABC的角度。

步骤四、翻转棱镜装置，再次利用全站仪5和棱镜进行测量。沿水平方向将棱镜的支架3水平旋转180度，觇牌1和棱镜片2也随之水平旋转180度，再沿垂直方向将棱镜片2绕其转动轴翻转180度。再次利用全站仪5和棱镜进行测量。

步骤五、计算两次测量数据的平均值。将∠ABC前后两次测量角度值的平差后左角的算数平均值作为最后的结果值。

实示例2

以上海轨道交通13号线世博专线卢浦大桥～马当路区间(上行线)联系测量为例，其隧道长度L为1310米，期间进行了三站坐标和角度的传递，规范要求地铁隧道的贯通误差在±50mm以内，使用本发明的方法所测得的角度，与传统测量方法所测角度的对比数据如下：

 

夹角两边边长(m)	传统测量方法所测角度	本发明所测角度	二者差值
				216.1649，14.4018	16°09′12.0″	16°09′04.5″	+6.5″
14.4018，36.3728	28°04′03.8″	28°04′05.8″	-2.0″
				36.3728，194.4345	344°12′17.5″	344°12′14.0″	+3.5″

由上表数据可以看出，测角误差被三站累加后，两种方法联系测量的精度差8″，根据贯通误差的公式估算，仅仅由联系测量引起的误差两种方法的贯通误差相差m_q(其中m_α为累计误差值，ρ″为测量常数，ρ＝206265)：

$m_q=m_{\mathrm{\α}}\frac{L}{\mathrm{\ρ}\′\′}=8\×1310000/206265=50.8\mathrm{mm}$

而该隧道实际横向贯通误差为沿推进方向偏右8mm，利用传统的测量方法贯通误差则为58.8mm，已经超过规范要求±50mm。通过实例计算表明，改进后的测量方法可大大提高联系测量的精度。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (5)

1.一种调节棱镜提高测量精度的方法，其特征在于包括：

步骤一、定位棱镜装置和测量仪(5)；

步骤二、调整棱镜装置水平；

步骤三、利用测量仪(5)与棱镜进行测量；

步骤四、沿水平方向将棱镜的支架(3)水平旋转180度，沿垂直方向将棱镜片(2)绕其转动轴翻转180度后，再次利用测量仪(5)和棱镜进行测量；

步骤五、计算两次测量数据的平均值。

2.如权利要求1所述的调节棱镜提高测量精度的方法，其特征在于：所述测量仪(5)为全站仪(5)或陀螺仪。

3.如权利要求1或2所述的调节棱镜提高测量精度的方法，其特征在于：所述步骤三中进行的测量为竖直导线定向测量。

4.如权利要求3所述的调节棱镜提高测量精度的方法，其特征在于：所述步骤五中，计算的是两次测量数据平差后的左角算数平均值。

5.如权利要求2所述的调节棱镜提高测量精度的方法，其特征在于：所述步骤一中全站仪(5)和棱镜装置置于固定观测墩(8)上。

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