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1、2006年第1期湖北水力发电总第63期2006Number1HUBEIWATERPOWERTotalNo.63视准线法观测土石坝水平位移精度研究史兆琼 邱福清(武汉科技大学中南分校,湖北武汉 430223)摘 要 用视准线活动觇标法监测土石坝横向水平位移,在理论分析的基础上,通过实验建立了该方法精度估算的经验公式,进而确定了在必要观测精度下所需的测回数和测回差的容许误差。关键词 观测精度 土石坝 视准线法表1T3经纬仪实验数据1 前言视线长半测回中多余观视线长半测回中多余观我国已建成的高度超过15m的坝有13000多座,度/m误差/m
2、m测次数度/m误差/mm测次数其中绝大多数是土石坝。因此,对土石坝性态的有效4102.64182602.239监测,是水利水电建设和管理的重要任务。由于视准4102.71181500.989线法观测方便,计算简单,被广泛地应用于土石坝水平位移监测之中。一般在估算该方法的精度时只考虑了7003.29221500.569望远镜照准误差的影响,而忽视了仪器的其他误差和7003.98181901.5818外界条件的影响,造成选择仪器的等级偏低或测次不7003.81182902.649足,使观测结果的精度偏低,给变形观测的资料分析带2601.98
3、92902.199来一定困难。针对这种情况,在某土坝(坝长890m)进2601.9894753.8720行了视准线活动觇标法观测试验。本文在对视准线的2602.109精度分析估算的基础上,依据试验建立T3和T1经纬仪视准线法半测回中误差计算的经验公式,并对该经表2T1经纬仪实验数据验公式进行了检验,所得回归方程与经验公式的结果视线长半测回中多余观视线长半测回中多余观十分接近,说明经验公式是较可靠的。根据经验公式度/m误差/mm测次数度/m误差/mm测次数得出了T3和T1经纬仪观测不同距离的位移标点,在10.00.322123.71.34
4、6满足一定精度要求的情况下,所需的测回数和测回差37.30.824134.61.296的容许误差。30.60.502158.52.4482 观测试验与精度估算37.00.582185.81.8862.1 观测试验40.00.972250.02.0818考虑到不同外界条件的影响,在试验场选择了550.00.656260.02.8822条视准线,其中坝顶1条,坝坡迎水面1条,背水面361.30.706290.02.2418条。固定工作基点和位移标点都安装了强制对中设67.50.928410.03.6818备,试验时间选在10月15日至20日
5、,分别于晴天或95.61.616700.05.5613阴天的上、下午较有利的时段内进行观测。每个位移100.01.248标点一般都观测了10个半测回左右(每半测回读两次活动觇标读数取平均值为半测回位移值),其它少数标2.2 精度估计点根据距离长短,观测的半测回数多少不等。表1和(1)照准误差表2是分别使用T3和T1经纬仪,在不同的视线长度半测回的照准误差由照准固定工作基点和位移标下、半测回中误差和多余观测次数的试验数据。点两部分组成。如图1,设A、B为固定工作基点,K50©1994-2006ChinaAcademicJournalEle
6、ctronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net史兆琼等:视准线法观测土石坝水平位移精度研究2006年3月为位移标点。水平偏移,这项误差与视准线所处的外界条件有关,视准线越长,水平折光差的绝对值愈大,该项误差会在试验数据中得到反映。(6)望远镜调焦误差的影响由于移动调焦镜位置会改变视线方向,若两个半图1 位移标点示意图测回分别对某一目标对光时调焦镜并不恢复到同一位照准K点的中误差为:置,则调焦误差会对位移测值有一定影响,这项误差也60″SK会在试验数据中反映出来。m
7、K=±(1)2Vρ″从以上分析可见,(2)、(3)、(4)这3项误差很小,式中:60″为人眼的分辨率;V为望远镜放大倍率;ρ=可以忽略,而(5)、(6)两项误差比起照准误差来说一般206265″。也较小,加之又难估算,一般在对视准线法的精度进行在A点照准B点的误差对K点影响的中误差为:估算时只考虑照准误差,本文的T3和T1经纬仪视准60″SSK60″SK线法半测回中误差理论公式采用的是(5)和(6)式。mB=±×=±=mK(2)2Vρ″S2Vρ″若半测回中照准一次固定点B,在K点照准n次3 试验数据的处理与分析并读数,取n次读数的平均值
8、,则平均值的中误差为:3.1 最小二乘法处理试验数据mK22n+160″SKn+1m半=±()+mK=±·mK=±(1)数学模型nn2Vρ″n考虑到忽略以上(2)、(3)、(4)这3项误差后,照准(3)误差
