CN109269486B - 一种震动修正的全站仪监测位移方法 - Google Patents

一种震动修正的全站仪监测位移方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种震动修正的全站仪监测位移方法，在待监测区域修建强制对中观测平台，在观测平台基座上固定一台或多台震动监测仪，对目标点位置进行修正，以修正后的值作为目标点的最终坐标。该方法能有效消除因震动影响造成的精度下降。

Description

一种震动修正的全站仪监测位移方法
技术领域
本发明属于施工监测技术领域，具体涉及一种震动修正的全站仪监测位移方法。
背景技术
近年来，我国城市基础设施建设得到了迅速发展，在工程建设过程中需要对工程本身以及周边环境进行位移的监测，以确定工程本身或周边环境的安全性；但施工场地周围环境复杂，全站仪进行监测过程中经常受到震动的影响，造成测量精度下降，满足不了监测要求，如何有效的解决震动对全站仪监测位移的影响已成为至关重要的问题。
目前，为解决震动对全站仪监测位移影响主要有两种方法。第一种采用将全站观测平台修建在震动影响区域外，从而导致监测距离增加，造成监测精度下降，无法满足现场实际需要，并且影响区域外可能存在其它震源，对全站仪造成二次影响。第二种方法，将全站仪观测平台修建在影响区域内，在全站仪进行监测过程中，尽可能停止有震动影响的施工步骤，但会影响工程施工进度。
以上两种方法无法在保证全站仪监测位移精度的同时消除震动对全站仪监测水平的影响问题并且保证施工进度。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种震动修正的全站仪监测位移方法，能有效消除因震动影响造成精度下降。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是一种带震动修正的全站仪监测位移方法，该方法包括如下步骤：
步骤1：在待监测区域修建强制对中观测平台，强制对中观测平台由强制对中桩和观测平台基座组成，观测平台基座水平设置，强制对中桩垂直设置于观测平台基座的中心位置上；
步骤2：在观测平台基座上固定一台或多台震动监测仪，将全站仪放置于强制对中桩上，建立初始坐标系；调整各震动监测仪所处的坐标系与全站仪所处的初始坐标系相一致，并调整全站仪与震动监测仪的时间设置一致；
步骤3：使用全站仪对至少两个后视点进行观测，建立与初始坐标系相一致的坐标系，同时记录观测时间t1时刻，全站仪的位置坐标为(x01，y01，z01)；然后使用全站仪对目标点进行监测，即得到目标点坐标(x1，y1，z1)，同时记录观测时间t2时刻；
步骤4：使用震动监测仪记录t1时刻到t2时刻内各时间点观测平台基座的震动位移量(dxt12，dyt12，dzt12)，对目标点坐标(x1，y1，z1)进行修正，得(x2，y2，z2)，将(x2，y2，z2)作为目标点位置的初始值；
步骤5：将全站仪放置于所述强制对中桩上，使用所述全站仪对至少两个后视点进行观测，建立与初始坐标系相一致的坐标系，全站仪的位置坐标为(x02，y02，z02)，同时记录观测时间t3时刻；使用全站仪对目标点进行监测，即得到目标点坐标(x3，y3，z3)，同时记录观测时间t4时刻；
步骤6：使用震动监测仪记录观测t3时刻到t4时刻内各时间点观测平台基座的震动位移量(dxt34，dyt34，dzt34)；对目标点坐标(x3，y3，z3)进行修正，得到目标点的最终坐标(x4，y4，z4)；
步骤7：将最终坐标(x4，y4，z4)与初始值坐标(x2，y2，z2)进行对比，计算出目标点的位移量(dx42，dy42，dz42)。
进一步地，由全站仪监测目标点，得出目标点坐标(x1，y1，z1)的过程如下：此时，全站仪自身位置坐标为(x01，y01，z01)，目标点的水平角为α1，竖直角为β1，全站仪与目标点间的距离为F1，则
x1＝x01+cosα1*cosβ1*F1；
y1＝y01+sinα1*cosβ1*F1；
z1＝z01+sinβ1*F1；
得出目标点(x3，y3，z3)的过程如下：此时，全站仪自身位置坐标为(x02，y02，z02)，目标点的水平角为α2，竖直角为β2，测出全站仪与目标点间的距离为F2，则
X3＝x02+cosα2*cosβ2*F2；
Y3＝y02+sinα2*cosβ2*F2；
Z3＝z02+sinβ2*F2；
其中：目标点与坐标系中X轴的夹角为水平角，目标点与水平面间的夹角为竖直角。
进一步地，该步骤4中得(x2，y2，z2)的具体过程如下：
X2＝x1+dxt12；
Y2＝y1+dyt12；
Z2＝z1+dzt12；
所述步骤6中得(x4，y4，z4)的具体过程如下：
X4＝x3+dxt34；
Y4＝y3+dyt34；
Z4＝z3+dzt34。
进一步地，该步骤2的具体过程如下：使用全站仪对至少两个后视点进行观测，建立了初始坐标系。
进一步地，该震动监测仪为三台，三台所述震动监测仪绕强制对中桩一周间隔设置，且三台所述震动监测仪的位置连线成等边三角形。
本发明一种震动修正的全站仪监测位移方法具有如下优点：其通过在工程施工附近区域内修建带震动修正的强制对中观测平台，固定震动监测仪，与全站仪配合，对工程本身即周边环境进行位移监测。可以有效消除因震动影响造成的精度下降，同时也不需要增加视距，不影响测量精度。
附图说明
图1是本发明中固定有震动监测仪的强制对中观测平台的侧视结构示意图；
图2是本发明中固定有震动监测仪的强制对中观测平台的俯视结构示意图。
其中：a.强制对中观测平台；1.强制对中桩；2.观测平台基座；3.震动监测仪。
具体实施方式
本发明一种带震动修正的全站仪监测位移方法，该方法包括如下步骤：
步骤1：在待监测区域修建强制对中观测平台a，所述强制对中观测平台a由强制对中桩1和观测平台基座2组成，所述观测平台基座2水平设置，所述强制对中桩1垂直设置于所述观测平台基座2的中心位置上；强制对中观测平台a采用混凝土修建，修建的位置选用震动影响较小的地方，对于震动影响较小地方的选择，本领域技术人员采用如下方式确定：查看周边震动影响因素，震动影响因素较少的位置，即是要选择的位置。
步骤2：在所述观测平台基座2上固定一台或多台震动监测仪3，将全站仪放置于所述强制对中桩1上，对至少两个后视点进行观测，建立初始坐标系；调整各所述震动监测仪3所处的坐标系与全站仪所处的初始坐标系相一致，并调整全站仪与震动监测仪的时间设置一致；
从经济及实用性角度考虑，震动监测仪3为三台，三台所述震动监测仪3绕强制对中桩1一周间隔设置，且三台所述震动监测仪3的位置连线成等边三角形。在用多台震动检测仪3监测震动位移时，取的是多台监测的平均值。
步骤3：使用所述全站仪对至少两个后视点进行观测，建立与初始坐标系相一致的坐标系，同时记录观测时间t1时刻，全站仪的位置坐标为(x01，y01，z01)；然后使用全站仪对目标点进行监测，即得到目标点坐标(x1，y1，z1)，同时记录观测时间t2时刻。
步骤4：使用震动监测仪记录t1时刻到t2时刻内各时间点观测平台基座的震动位移量(dxt12，dyt12，dzt12)，对目标点坐标(x1，y1，z1)进行修正，得(x2，y2，z2)，将(x2，y2，z2)作为目标点位置的初始值。
步骤5：将全站仪放置于所述强制对中桩1上，使用所述全站仪对至少两个后视点进行观测，建立与初始坐标系相一致的坐标系，全站仪的位置坐标为(x02，y02，z02)，同时记录观测时间t3时刻；使用全站仪对目标点进行监测，即得到目标点坐标(x3，y3，z3)，同时记录观测时间t4时刻；
步骤6：使用震动监测仪记录观测t3时刻到t4时刻内各时间点观测平台基座的震动位移量(dxt34，dyt34，dzt34)；对目标点坐标(x3，y3，z3)进行修正，得到目标点的最终坐标(x4，y4，z4)；
步骤7：将最终坐标(x4，y4，z4)与初始值坐标(x2，y2，z2)进行对比，计算出目标点的位移量(dx42，dy42，dz42)；
其中：由全站仪监测目标点，得出目标点坐标(x1，y1，z1)的过程如下：此时，全站仪自身位置坐标为(x01，y01，z01)，目标点的水平角为α1，竖直角为β1，全站仪与目标点间的距离为F1，则
x1＝x01+cosα1*cosβ1*F1；
y1＝y01+sinα1*cosβ1*F1；
z1＝z01+sinβ1*F1；
得出目标点(x3，y3，z3)的过程如下：此时，全站仪自身位置坐标为(x02，y02，z02)，目标点的水平角为α2，竖直角为β2，测出全站仪与目标点间的距离为F2，则
X3＝x02+cosα2*cosβ2*F2；
Y3＝y02+sinα2*cosβ2*F2；
Z3＝z02+sinβ2*F2。
其中，目标点与坐标系中X轴的夹角为水平角，目标点与水平面间的夹角为竖直角，由全站仪测出，观测人员调出数据即得。
上述步骤4中得(x2，y2，z2)的具体过程如下：
X2＝x1+dxt12；
Y2＝y1+dyt12；
Z2＝z1+dzt12；
上述步骤6中得到(x4，y4，z4)的具体过程如下：
X4＝x3+dxt34；
Y4＝y3+dyt34；
Z4＝z3+dzt34。
本发明中的方法可以有效消除因震动影响造成的精度下降，同时也不需要增加视距，不影响测量精度。

Claims (5)

1.一种带震动修正的全站仪监测位移方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
步骤1：在待监测区域修建强制对中观测平台(a)，所述强制对中观测平台(a)由强制对中桩(1)和观测平台基座(2)组成，所述观测平台基座2水平设置，所述强制对中桩(1)垂直设置于所述观测平台基座(2)的中心位置上；
步骤2：在所述观测平台基座(2)上固定一台或多台震动监测仪(3)，将全站仪放置于所述强制对中桩(1)上，建立初始坐标系；调整各所述震动监测仪(3)所处的坐标系与全站仪所处的初始坐标系相一致，并调整全站仪与震动监测仪的时间设置一致；
步骤3：使用全站仪对至少两个后视点进行观测，建立与初始坐标系相一致的坐标系，同时记录观测时间t1时刻，全站仪的位置坐标为(x01，y01，z01)；然后使用全站仪对目标点进行监测，即得到目标点坐标(x1，y1，z1)，同时记录观测时间t2时刻；
步骤4：使用震动监测仪记录t1时刻到t2时刻内各时间点观测平台基座的震动位移量(dxt12，dyt12，dzt12)，对目标点坐标(x1，y1，z1)进行修正，得(x2，y2，z2)，将(x2，y2，z2)作为目标点位置的初始值；
步骤5：将全站仪放置于所述强制对中桩(1)上，使用所述全站仪对至少两个后视点进行观测，建立与初始坐标系相一致的坐标系，全站仪的位置坐标为(x02，y02，z02)，同时记录观测时间t3时刻；使用全站仪对目标点进行监测，即得到目标点坐标(x3，y3，z3)，同时记录观测时间t4时刻；
步骤6：使用震动监测仪记录观测t3时刻到t4时刻内各时间点观测平台基座的震动位移量(dxt34，dyt34，dzt34)；对目标点坐标(x3，y3，z3)进行修正，得到目标点的最终坐标(x4，y4，z4)；
步骤7：将最终坐标(x4，y4，z4)与初始值坐标(x2，y2，z2)进行对比，计算出目标点的位移量(dx42，dy42，dz42)。
2.根据权利要求1所述的一种带震动修正的全站仪监测位移方法，其特征在于，由全站仪监测目标点，得出目标点坐标(x1，y1，z1)的过程如下：此时，全站仪自身位置坐标为(x01，y01，z01)，目标点的水平角为α1，竖直角为β1，全站仪与目标点间的距离为F1，则
x1＝x01+cosα1*cosβ1*F1；
y1＝y01+sinα1*cosβ1*F1；
z1＝z01+sinβ1*F1；
得出目标点(x3，y3，z3)的过程如下：此时，全站仪自身位置坐标为(x02，y02，z02)，目标点的水平角为α2，竖直角为β2，测出全站仪与目标点间的距离为F2，则
X3＝x02+cosα2*cosβ2*F2；
Y3＝y02+sinα2*cosβ2*F2；
Z3＝z02+sinβ2*F2；
其中：目标点与坐标系中X轴的夹角为水平角，目标点与水平面间的夹角为竖直角。
3.根据权利要求1或2所述的一种带震动修正的全站仪监测位移方法，其特征在于，所述步骤4中得(x2，y2，z2)的具体过程如下：
X2＝x1+dxt12；
Y2＝y1+dyt12；
Z2＝z1+dzt12；
所述步骤6中得(x4，y4，z4)的具体过程如下：
X4＝x3+dxt34；
Y4＝y3+dyt34；
Z4＝z3+dzt34。
4.根据权利要求1或2所述的一种带震动修正的全站仪监测位移方法，其特征在于，所述步骤2的具体过程如下：使用全站仪对至少两个后视点进行观测，建立了初始坐标系。
5.根据权利要求1、2或3所述的一种带震动修正的全站仪监测位移方法，其特征在于，所述震动监测仪(3)为三台，三台所述震动监测仪(3)绕强制对中桩(1)一周间隔设置，且三台所述震动监测仪(3)的位置连线成等边三角形。
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