CN108871266B - 一种基于中间法三角高程方法的自动化沉降监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于中间法三角高程方法的自动化沉降监测方法，包括监测点、设站点、控制点的设计和布设；在每个沉降监测点设置棱镜柱并放置徕卡棱镜；在盘左状态下用人工照准方式测量各个监测点完成学习测量；对待测量的点进行点组编辑并设计测量线路；记忆测量时若重新设站后需要人工照准任意一个通视的控制点，将该控制点的方位角设置为测量机器人的水平度盘读数后进行自动化观测。本发明方法优化设计了自动化观测目标装置，具有体积小、易拆卸、重复利用率高等特点；同时实现自由设站下对监测点位置定位功能，并结合中间法三角高程算法，可以模拟水准测量线路，仪器高和棱镜高未知的情况下，通过传递高差的方式获得高程，精度更可靠。

Description

一种基于中间法三角高程方法的自动化沉降监测方法

技术领域

本发明涉及一种基于中间法三角高程方法的自动化沉降监测方法，属于沉降测量技术领域。

背景技术

传统的沉降监测包括水准测量和三角高程的方法，在大面积软基沉降监测中，这两种缺点也较为突出，主要包括：

(1)现场大风或高温天气对监测精度的影响；

(2)软基处理场地松软，不利于行走，局部区域存在深陷的安全隐患，下雨之后，场地状况更加恶劣；

(3)一般需要三人配合才能完成，每一个测点处都需人工立尺，天气炎热，测量效率低下，劳动强度大；

(4)一周多测的观测频率要求下，劳动强度大大增加；

(5)测量机器人在生产单位也屡见不鲜，三角高程测量精度的更有保证，但是各单位由于缺少配套软件，没有充分发挥高精度全站仪(测量机人)自动化、智能化的特点。

(5)数据量大，后期处理数据相对麻烦，缺少配套软件处理生成报告需要的数据。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术测量效率不高的缺陷，提供一种受现场施工影响因素较小、测量效率高的自动化沉降监测方法。

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于中间法三角高程方法的自动化沉降监测方法，包括：一种基于中间法三角高程方法的自动化沉降监测方法，采用高精度全站仪进行沉降监测，其特征是，包括以下步骤：

步骤一、监测点、设站点、控制点的设计和布设；本步骤包括以下具体步骤：

1)根据预设监测点布设间距要求，呈方格网状布设监测点；

2)以满足三等水准测量精度时的极限边长为半径，在能覆盖最多监测点并能保证水准线路测量时前后视距限差的条件下，选择设站点位置；

3)根据已布设设站点点位，在变形监测影响区域外布设可与设站点通视的控制点；若控制点不能满足通视要求，则在变形区域内增设工作基点；

步骤二、在每个沉降监测点的沉降板镀锌水管接头处焊接一个用于放置徕卡棱镜的棱镜柱并在所述棱镜柱上放置徕卡棱镜；

步骤三、测量设置，包括设置角度测量限差和设置距离限差；

所述设置角度测量限差包括：两次照准目标读数差限差、垂直角测回差限差和指标差较差限差；

所述设置距离限差包括：一测回读数间较差限差和测回间较差限差，设置环境温度和大气折光系数；

步骤四、学习测量，包括采在盘左状态下用人工照准方式测量各个监测点，获取各监测点坐标、竖直度盘读数V_左和水平度盘读数H_Z左保存到数据库；

步骤五、设计线路：包括对待测量的点进行点组编辑，在满足中间法三角高程视距差的基础上，设计成附合或者闭合线路形式；

步骤六、记忆测量，存在两种情况，情况一，若没有重新设站，即可选择利用角度模式按照设计线路顺序进行自动化测量，若测量过程中各限差满足要求，则将测量的坐标保存到数据库中；情况二，若重新设站，将测量机器人精确照准控制点A，选择“定向方向”为A点，定向时利用控制点A的三维坐标和设站点的坐标反算控制点A相对设站点的方位角，设置该方位角为此时测量机器人水平读数；利用监测点的三维坐标和设站点的坐标反算各监测点相对设站点的方位角和竖直角之后进行自动化测量，若测量过程中各限差满足要求，则将测量数据保存到数据库；

步骤七、数据分析，通过测量获得的竖直角和距离，经平差之后得到本次高程数据，利用固结度分析子菜单基于高程数据可做固结度分析并自动生成报告。

本发明所达到的有益效果：

1.本发明方法通过在每个沉降监测点的沉降板镀锌水管接头处焊接一个用于放置徕卡棱镜的棱镜柱并放置徕卡棱镜，优化了自动化观测目标装置，具有体积小、易拆卸、重复利用率高等特点；

2.采用方位角实现自由设站下对监测点位置定位功能，并结合中间法三角高程算法，可以模拟水准测量线路，仪器高和棱镜高未知的情况下，通过传递高差的方式获得高程，精度更可靠；

3.本发明方法可以胜任水运地基处理工程以及公路地基处理大面积沉降监测工作，降低传统作业的劳动强度提高劳动效率；同时也为建立基于测量机器人的应用解决方案奠定通讯和功能基础；

4.只需第一次采集坐标，之后便可在自由设站后利用坐标进行自动化测量，不需要每次架站学习测量，提高了劳动效率。

附图说明

图1是本发明方法流程图；

图2为中间法三角高程测量原理图；

图3为本发明方法中改进的配套自动化沉降监测合作目标；

图4为本发明方法实施例的点位布置示意图；

图5为本发明方法实施例的观测线路示意图；

图6为本发明方法实施例中测回法示意图；

图7本发明方法实施例中系统结构示意图；

图8为本发明方法中数据处理流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

图2为中间法三角高程测量原理图；如图2所示，为测定A、B点之间的高差，可仿照水准测量的方法在A、B两点上竖立棱镜，在两点间大致中间的位置P处架设全站仪，后视A点测量棱镜高差h1，前视B点棱镜测得高差h2，A点至B点高差为hAB如式(5)所示。

h_AB＝h₂-h₁ (5)，

其中，

式中，S1、S2分别为后视及前视斜距；α1、α2为后视和前视竖角；i为仪器高；v1、v2为后视和前视棱镜高；K1、K2为后视和前视观测时的大气折光系数；R为地球曲率半径(R＝6371km)；D1、D2为后视及前视水平距离。在进行沉降监测时，每次观测的棱镜位置固定，则可设v1＝v2＝0，于是高差hAB(7)所示。

由上式可知，采用中间法测定高差只与距离、竖角及大气折光系数有关，而与仪器高、棱镜高无关。

以下是本发明方法的具体实施方式：

一种基于中间法三角高程方法的自动化沉降监测方法，采用高精度全站仪进行沉降监测，其特征是，包括以下步骤：

步骤一、监测点、设站点、控制点的设计和布设；

本步骤包括以下具体步骤：

1)根据预设监测点布设间距要求，呈方格网状布设监测点；

2)以满足三等水准测量精度时的极限边长为半径，在能覆盖最多监测点并能保证水准线路测量时前后视距限差的条件下，选择设站点位置；通过半径设计测站点目的：1、充分发挥仪器的自动化功能，一次监测尽可能多的点；2、满足模拟水准线路测量时前后视距限差的要求；

3)根据已布设设站点点位，在变形监测影响区域外布设可与设站点通视的控制点；若控制点不能满足通视要求，则在变形区域内增设工作基点；为了使布设的控制点有稳定基础，布设控制点时采用埋深基础的样式，并露出地表2～3m，控制点制式选择强制对中装置，放置永久棱镜，并安装棱镜保护罩保护棱镜免除一部分的外界破坏及环境影响。在变形监测影响区域外布设可与设站点通视的控制点时一个测站至少设置两个控制点；优选地，根据通视条件及区域大小一般一整个区域布设4～8个控制点。

步骤二、在每个沉降监测点的沉降板镀锌水管接头处焊接一个用于放置徕卡棱镜的棱镜柱并在所述棱镜柱上放置徕卡棱镜；图3为本发明方法中改进的配套自动化沉降监测合作目标；观测目标装置是在沉降板镀锌水管接头处焊接一个能够放置徕卡棱镜柱，用来放置徕卡棱镜。如图3所示包括沉降杆，在所述沉降杆的一端设置沉降杆接头，在实施本发明方法的过程中对沉降杆接头进行了改造，包括在沉降杆接头焊接圆棱镜柱，在棱镜柱上设置莱卡镜头，其具有体积小、易拆卸、重复利用率高等特点。

步骤三、测量设置，包括设置角度测量限差和设置距离限差；

所述设置角度测量限差包括：两次照准目标读数差限差、垂直角测回差限差和指标差较差限差；

所述设置距离限差包括：一测回读数间较差限差和测回间较差限差，设置环境温度和大气折光系数；

步骤四、学习测量：包括采在盘左状态下用人工照准方式测量各个监测点，获取各监测点坐标、竖直度盘读数V_左和水平度盘读数H_Z左保存到数据库；

这里的竖直度盘读数V_左和水平度盘读数H_Z左直接从全站仪中读出。

步骤五、设计线路：包括对待测量的点进行点组编辑，在满足中间法三角高程视距差的基础上，设计成附合或者闭合线路形式；

步骤六、记忆测量，存在两种情况，情况一，若没有重新设站，即选择利用角度模式按照设计线路顺序进行自动化测量，若测量过程中各限差满足要求，则将测量的坐标保存到数据库中；情况二，若重新设站，仪器需要需要人工照准任意一个通视的控制点，将该控制点的方位角设置为测量机器人的水平度盘读数。具体实施时将测量机器人精确照准任意一个控制点A，利用控制点A定向，定向时利用控制点A的三维坐标和设站点的坐标反算控制点A相对设站点的方位角，设置该方向的方位角为此时测量机器人水平读数；然后利用监测点的三维坐标和设站点的坐标反算各监测点相对设站点的方位角(即水平度盘照准值)和竖直角(即数值度盘照准值)之后按照设计线路顺序进行自动化测量，若测量过程中各限差满足要求，则将测量数据保存到数据库；

利用监测点或控制点的三维坐标和设站点的坐标反算各监测点或控制点相对设站点的方位角时的方法相同，现以监测点反算为例，采用方法如下：

设站点坐标P(Xp，Yp，Hp)，监测点坐标C(Xc，Yc，Hc)；

方位角

即可以写为方位角

其中ΔX_PC表示监测点C相对于设站点P在X轴方向上的坐标差值；

ΔY_PC表示监测点C相对于设站点P在Y轴方向上的坐标差值；

α_PC锐表示对未知方位角假定都在第一象限时的角度数值；

α_PC表示经过ΔX_PC、ΔY_PC正负号判断方位角确切所在象限时的最终方位角值；

根据ΔX_PC、ΔY_PC的正负号判断α_PC所在的象限；

ΔX_PC＞0且ΔY_PC≥0。α_PC＝α_PC锐；

ΔX_PC＜0且ΔY_PC≥0。α_PC＝π-α_PC锐；

ΔX_PC＜0且ΔY_PC＜0。α_PC＝π+α_PC锐；

ΔX_PC＞0且ΔY_PC＜0。α_PC＝2π-α_PC锐；

ΔX_PC＝0且ΔY_PC＞0。α_PC＝π/2；

ΔX_PC＝0且ΔY_PC＜0。α_PC＝3π/2。

α_PC表示经过ΔX_PC、ΔY_PC正负号判断方位角确切所在象限时的最终方位角值，即为盘左状态下水平度盘照准数值Hz_左，则盘右状态下水平度盘照准数值为：

(1)若Hz_左≤π，

Hz_右＝π+Hz_左；

(2)若Hz_左＞π，

Hz_右＝Hz_左-π。

设站点坐标和控制点A坐标已知，利用以上方法可利用控制点A的三维坐标和设站点的坐标反算控制点A相对设站点的方位角。

计算竖直角时假设监测点坐标(Xc,Yc,Hc)，设站点坐标(Xp，Yp，Hp)，则竖直角

则盘左状态仪器竖直度盘盘照准读数

盘右状态仪器数直度盘照准读数为：

步骤七、数据分析，通过测量获得的竖直角和距离，经平差之后得到本次高程数据，利用固结度分析子菜单基于高程数据可做固结度分析并自动生成报告。

进一步地，在以上实施例的基础上，为了外业观测的数据质量以及提高监测的精度,数据分析时平差分析包括多测回测角测站平差和水准测量线路平差。为减小系统误差，自动测量时根据测量方法的要求需要盘左盘右各半测回进行多次测量目标监测点(即多测回测角)来削弱系统误差的影响。

本发明方法适用于大面积水运地基处理如人工造地工程的沉降观测，举例说明具体实施时在100万m2面积范围内50m×50m正方形布置沉降控制点，点位布置示意图如图3所示。设站点选取以满足三等水准测量精度时的极限边长为半径的中心的位置，在可是范围内覆盖尽可能多的控制点，例如以0.5秒的全站仪，理论上满足精度的最大照准距离为800m，所以一测站即可覆盖100万m2的面积，将之前一个星期三个人的工作量约400个点，缩短至约6小时即可完成一遍全区域观测，大大提高了观测效率。

具体在实施过程中的观测方法：观测路线采用模拟水准线路的方式，采用中间法三角高程法测得两点的高程，并由近及远顺时针观测目标，如图5所示，

举例说明外业观测采用测回法进行测量(0.5秒级仪器采用两测回进行观测)。观测程序满足测回法观测限差规范要求和检核竖直角指标差要求，如图6所示；图6示出了观测顺序为A(盘左)-B(盘左)-B(盘右)-A(盘右)，测回法限差主要为上下半测回的方向值之差和竖盘指标差以及各测回方向值之差。测量过程满足《建筑变形测量规范》(JGJ8-2016)限差：

测量过程满足《建筑变形测量规范》(JGJ8-2016)限差，见表1、表2和表3：

表1两次测量高差较差限差

注：D为两点距离，以km为单位

表2距离观测要求

表3垂直角观测要求

在以上实施例的基础上了，为了使测量精度提高，还可以进一步包括根据每千米高差中误差、误差范围限制、每公里的测站数及每测站的前后视距之和选择全站仪仪器型号优化监测方案。

由误差传播定律可得高差中误差的计算公式如式(1)所示，即将公式(6)求导可得：

前后大气折光系数在较短时间内也可认为相等，则上式可写成

其中S1、S2分别为后视及前视斜距；α1、α2为后视和前视竖角；i为仪器高；v1、v2为后视和前视棱镜高；K1、K2为后视和前视观测时的大气折光系数；R为地球曲率半径(R＝6371km)；D1、D2为后视及前视水平距离；ρ表示的一弧度对应的角度值秒，一般取206265；

如果做往返观测去平均值，则每测站高差均值的中误差为

换算成每千米高差中误差，其公式为

式中，n为每公里的测站数，L为每测站的前后视距之和。

采用本方法进行水运地基处理监测需采用的智能型全站仪，这里以市场上常见精度为(1″，1mm+1.5ppm)和(0.5″，0.6mm+1ppm)智能全站仪做分析，按式(5)(6)(7)推算理论精度，大气折光系数的取值范围一般为0.09～0.14,其最大差值为0.05，取m_k＝±0.05，测距误差按全站仪到1km的目标计算，分别取ms为0.0025和0.0016，并取两倍的中误差作为三角高程测量的极限误差，即以Δ_限＝2Δ_h均满足《国家三、四等水准测量规范》相关限差要求，并对观测每千米高差中误差做精度推算如下表4和表5所示。

表4全站仪(1″，1mm+1.5ppm)观测每千米高差中误差

表5全站仪(1"，1mm+1.5ppm)观测每千米高差中误差

1.由以上两个表纵向对比可知，仪器测角精度及测距对精度有显著的影响，在一定角度限制条件下，(1″，1mm+1.5ppm)的仪器在1200m视距和长度以下可到达三等水准测量精度，约以仪器为中心600m范围内；(0.5″，0.6mm+1ppm)的仪器受角度限制较小，在一定角度限制条件下，可在1800m视距和长度以下到达三等水准测量精度，约以仪器为中心900m范围内。

2.(1″，1mm+1.5ppm)型仪器，须在40度竖直角范围内，方可达到三等水准测量精度；(0.5″，0.6mm+1ppm)型仪器在视距和为300-1800m之间，可在任意竖直角度下达到三等水准测量精度。

3.从本次对比可知，仪器本身的角度精度的影响略大于测距精度的影响。

4.可根据水运地基处理沉降监测的范围，选择经济合理的仪器型号，优化监测方案。

在一个实施例中采用测量机器人(即高精度全站仪)进行自动化沉降监测。测量机器人自动化沉降观测系统包括通讯模块、数据采集模块和数据分析模块，所述通讯模块用于系统向测量机器人发送指令，测量机器人接收指令完成规定测量动作后发送返回测量数据，可采用通讯模块RS232串口设备和蓝牙设备，RS232串口设备采用Leica V型通信电缆，所述蓝牙设备采用测量机器人自带蓝牙或OST-186型号串口蓝牙模块。

所述数据采集模块包括项目管理、测量设置、初始点位采集、自动化数据采集和数据存储五个子菜单，所述建立项目用于建立一个新的工程的项目信息，所述测量设置用于测量角度限差和测量距离限差，作为测量过程中的控制值，所述初始点位采集用于第一次在人工测量模式下，获取各目标的初始坐标值，所述自动化数据采集首先通过方位角定向原理，概算测站点与监测点的数学关系，测量机器人通过监测点目标方向的水平角和竖直角自动照准测量，并采用中间法三角高程算法获得相邻两点间高差，所述数据用于将数据采集模块的数据分类存储保存管理，所述数据分析模块用于对测量距离和角度的计算，并对数据进行整理生成报表。

项目管理子菜单还可以打开已新建项目，直接获取原先设置参数，无需繁琐设置执行自动监测。

测量设置子菜单包括大气折光系数和环境温度的改正，提高测量精度。

所述自动化数据采集子菜单可以利用设站点与控制点的方位角关系来完成自由设站下的自动化测量工作，具体满足如下：

测量机器人通过接收软件发出的水平度盘读数HZ和竖直度盘读数V左指令使仪器转动到指定角度和距离，现计算出设站点A至控制点B的坐标方位角α_AB，令设站点A照准控制点B水平度盘读数HZ(AB)＝α_AB，则设站点A至任意监测点X的坐标方位角α_AX即是仪器照准X点时的水平度盘读数HZ(AX)；竖直度盘读数V左可通过设站点A至监测点X的高差Δh和两点间距离S求得表达式如下：

具体计算设站点A至控制点B的坐标方位角αAB时包括：

设站点坐标P(Xp，Yp，Hp)，控制点坐标B(X_B，Y_B，H_B)；

方位角

即可以写为方位角

其中ΔX_PB表示控制点B相对于设站点P在X轴方向上的坐标差值；

ΔY_PB表示控制点B相对于设站点P在Y轴方向上的坐标差值；

α_PB锐表示对未知方位角假定都在第一象限时的角度数值；

α_PB表示经过ΔX_PB、ΔY_PB正负号判断方位角确切所在象限时的最终方位角值；

根据ΔX_PB、ΔY_PB的正负号判断α_PB所在的象限；

ΔX_PB＞0且ΔY_PB≥0，α_PB＝α_PB锐；

ΔX_PB＜0且ΔY_PB≥0，α_PB＝π-α_PB锐；

ΔX_PB＜0且ΔY_PB＜0，α_PB＝π+α_PB锐；

ΔX_PB＞0且ΔY_PB＜0，α_PB＝2π-α_PB锐；

ΔX_PB＝0且ΔY_PB＞0，α_PB＝π/2；

ΔX_PB＝0且ΔY_PB＜0，α_PB＝3π/2。

α_PB表示经过ΔX_PB、ΔY_PB正负号判断方位角确切所在象限时的最终方位角值，即为盘左状态下水平度盘照准数值Hz_左，则盘右状态下水平度盘照准数值为：

(1)若Hz_左≤π

Hz_右＝π+Hz_左

(2)若Hz_左＞π

Hz_右＝Hz_左-π

计算竖直角时假设控制点B坐标(X_B，Y_B，H_B)，设站点坐标(Xp，Yp，Hp)，则竖直角

则盘左状态仪器竖直度盘盘照准读数

盘右状态仪器数直度盘照准读数为：

图8示出了本发明方法的数据处理的流程图，在图8中示出了首先获取三角高程原始数据包括在盘左状态下用人工照准方式测量各个监测点，获取各监测点坐标、竖直度盘读数V_左和水平度盘读数H_Z左保存到数据库；然后进行数据预处理包括数据超限检测和测段高差及闭合差概算；然后测量测站(段)平差；测量线路平差，以测段视距和长度定权，最后进行沉降量计算及报表输出。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于中间法三角高程方法的自动化沉降监测方法，采用高精度全站仪进行沉降监测，其特征是，包括以下步骤：

步骤一、监测点、设站点、控制点的设计和布设；

本步骤包括以下具体步骤：

1)根据预设监测点布设间距要求，呈方格网状布设监测点；

2)以满足三等水准测量精度时的极限边长为半径，在能覆盖最多监测点并能满足水准线路测量时前后视距限差的条件下，选择设站点位置；

3)根据已布设设站点点位，在变形监测影响区域外布设可与设站点通视的控制点；若控制点不能满足通视要求，则在变形区域内增设工作基点；

步骤二、在每个沉降监测点的沉降板镀锌水管接头处焊接一个用于放置徕卡棱镜的棱镜柱并在所述棱镜柱上放置徕卡圆棱镜；

步骤三、测量设置，包括设置角度测量限差和设置距离限差；

所述设置角度测量限差包括：两次照准目标读数差限差、垂直角测回差限差和指标差较差限差；

所述设置距离限差包括：一测回读数间较差限差和测回间较差限差，设置环境温度和大气折光系数；

步骤四、学习测量：包括在盘左状态下用人工照准方式测量各个监测点，获取各监测点坐标、竖直度盘读数V_左和水平度盘读数H_Z左保存到数据库；

步骤五、设计线路：包括对待测量的点进行点组编辑，在满足中间法三角高程视距差的基础上，设计成附合或者闭合线路形式；

步骤六、记忆测量，存在两种情况，情况一，若没有重新设站，即选择利用角度模式按照设计线路顺序进行自动化测量，若测量过程中各限差满足要求，则将测量的坐标保存到数据库中；情况二，若重新设站，将测量机器人精确照准任意一个控制点A，利用控制点A定向，定向时利用控制点A的三维坐标和设站点的坐标反算控制点A相对设站点的方位角，设置该方位角为此时测量机器人水平读数；然后利用监测点的三维坐标和设站点的坐标反算各监测点相对设站点的方位角和竖直角，选择利用坐标模式按照设计线路顺序进行自动化测量，若测量过程中各限差满足要求，则将测量数据保存到数据库；

步骤七、数据分析，通过测量获得的竖直角和距离，经平差之后得到本次高程数据，利用固结度分析子菜单基于高程数据可做固结度分析并自动生成报告。

2.根据权利要求1所述的基于中间法三角高程方法的自动化沉降监测方法，其特征是，步骤一中还包括步骤4)：

根据每千米高差中误差、误差范围限制、每公里的测站数及每测站的前后视距之和选择全站仪仪器型号优化监测方案。

3.根据权利要求2所述的基于中间法三角高程方法的自动化沉降监测方法，其特征是，步骤4)包括计算每千米高差中误差，具体方法如下：

由误差传播定律可得高差中误差的计算公式如式(1)所

认为前后大气折光系数在较短时间内相等，则式(1)写成式(2)

其中，S1、S2分别为后视及前视斜距；α1、α2为后视和前视竖角；i为仪器高；v1、v2为后视和前视棱镜高；K1、K2为后视和前视观测时的大气折光系数；R为地球曲率半径(R＝6371km)；D1、D2为后视及前视水平距离，ρ表示一弧度对应的角度值秒；如果做往返观测去平均值，则每测站高差均值的中误差为

换算成每千米高差中误差，其公式为：

式中，

为高差中误差的平均值，

为每千米高差的平均值，n为每公里的测站数，L为每测站的前后视距之和。

4.根据权利要求1所述的基于中间法三角高程方法的自动化沉降监测方法，其特征是，利用监测点或控制点的三维坐标和设站点的坐标反算各监测点或控制点相对设站点的方位角时的方法相同，现以监测点反算为例，采用方法如下：

设站点坐标P(Xp，Yp，Hp)，监测点坐标C(Xc，Yc，Hc)；方位角

即可以写为方位角

其中ΔX_PC表示监测点C相对于设站点P在X轴方向上的坐标差值；

ΔY_PC表示监测点C相对于设站点P在Y轴方向上的坐标差值；

α_PC锐表示对未知方位角假定都在第一象限时的角度数值；

根据ΔX_PC、ΔY_PC的正负号判断α_PC所在的象限，α_PC表示经过ΔX_PC、ΔY_PC正负号判断方位角确切所在象限时的最终方位角值；

ΔX_PC＞0且ΔY_PC≥0，α_PC＝α_PC锐；

ΔX_PC＜0且ΔY_PC≥0，α_PC＝π-α_PC锐；

ΔX_PC＜0且ΔY_PC＜0，α_PC＝π+α_PC锐；

ΔX_PC＞0且ΔY_PC＜0，α_PC＝2π-α_PC锐；

ΔX_PC＝0且ΔY_PC＞0，α_PC＝π/2；

ΔX_PC＝0且ΔY_PC＜0，α_PC＝3π/2。

5.根据权利要求1～4任意一项权利要求所述的基于中间法三角高程方法的自动化沉降监测方法，其特征在于，所述的步骤六记忆测量时包括：在外业观测采用测回法，观测程序满足测回法观测限差规范要求和检核竖直角指标差要求。

6.根据权利要求5所述的基于中间法三角高程方法的自动化沉降监测方法，其特征是，测回法限差为上下半测回的方向值之差和竖盘指标差以及各测回方向值之差。

7.根据权利要求1所述的基于中间法三角高程方法的自动化沉降监测方法，其特征是，沉降监测点的方格是50m×50m。

8.根据权利要求1所述的基于中间法三角高程方法的自动化沉降监测方法，其特征是，步骤七中所述数据分析时平差分析包括多测回测角测站平差和水准测量线路平差。

9.根据权利要求1所述的基于中间法三角高程方法的自动化沉降监测方法，其特征是，布设控制点时采用埋深基础的样式，并露出地表2～3m，控制点制式选择强制对中装置，放置永久棱镜，并安装棱镜保护罩保护棱镜免除一部分的外界破坏及环境影响。

10.根据权利要求9所述的基于中间法三角高程方法的自动化沉降监测方法，其特征是，在变形监测影响区域外布设可与设站点通视的控制点时一个测站至少与两个控制点保证通视。

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