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1、勘察、测绘与测试技术建材与装饰2008年1月中旬刊论交会变形监测方法在全站仪应用中的分析许秀波（广东金东海集团有限公司）摘要:全站仪使用的普及,解决了传统测量方法难以解决的一些问题。可如何使全站仪更有效地发挥作用,则必须通过了解其相关的技术特性,探索全站仪在实践中的应用。本文对全站仪在变形监测使用中的前后方交会做出了探讨和分析，供同行参考。关键词:全站仪;前后方交会;变形监测;精度分析前言h=1（cotα-cotα）b（1）ABBA2变形监测中常用的沉降监测方法有水准测量和全站仪交式中:b为基线长,即全站仪A和B的水平间距,h为两台全会测量,两种方法虽然各有特色,但都存在着不足。水准测量
2、是站仪的高差;其中起始方向值γAB,αAB,γBA,αBA通过互瞄内觇一种直接测高法,测定高差的精度较高,但水准测量受地形起伏标或外觇标直接测定,也可用间接的方法测定。尺度基准b可通的限制,外业工作量大,施测速度较慢;而且监测点的平面位移监过用两台全站仪对瞄测量求得。测还需要采用其它方法进行。全站仪交会测量是一种间接测高1.2后方交会原理法,它不受地形起伏的限制,且施测速度较快,但精度较低费用亦对于角度后方交会,很重要的一个问题就是危险圆的问题,当较高。但对于测量人员不能进入的水域、高速公路、机场跑道、交会点处于危险圆上的时候无法解出唯一的点位,因此可以采用天线等特殊位置的测量问题,全站
3、仪交会测量具有便捷安全的双边单角后方交会或多边后方交会方法,测量2条边长仅是必要优越性;同时现代测绘仪器的性能和精度也大大提高,完全可以观测,没有多余观测,因此也就没有检核条件,一般情况下应尽量解决精度问题,高效率的工作也能够节省大量时间以补偿费用少采用。应测量3条以上边长进行平差计算,求得交会点的最或较高的缺陷。然坐标。现仅以双边后方交会图示说明其原理。如图2所示,A,B为已知点,C为未知点,α为C至A的垂直角,β为C至B的垂直1交会测量原理角,θ是在C点从A到B顺时针测得的水平角。A,B两点在水准采用全站仪交会进行变形监测,前方交会一般就可以解决面上的投影分别为A′,B′,SAB为A
4、、B之间的水平距离,设C到问题,但由于很多精密工程测量要求测站点到变形观测点的距A′点的距离为Sa,C到B′点的距离为Sb,则根据图中几何关系容离很近以满足精度的需要,而控制网又不能在变形点附近布置,易求出C点(测站点仪器轴系交点)的坐标。因此可以采用前方交会和后方交会相结合的方法来完成测量工作。现分别介绍前方交会和后方交会的原理。1.1前方交会原理现在以两台全站仪构成的系统为例来说明全站仪交会法监测的基本原理。如图1所示,两台全站仪为A和B,以全站仪A的中心(轴系交点)为坐标原点,A、B连线在水平方向的投影为X轴,过全站仪A的中心的铅垂线方向为Z轴,以右手法则确定Y轴,由此构成坐标系。
5、图2后方交会测量原理2误差分析由式（1）可以看出,P点的三维坐标与角度A、B,天顶距αAP、αBP、αAB、αBA及基线b有关,设角度A的中误差为mA,角度B的中误差为mB,天顶距αAP、αBP、αAB、αBA的中误差为ma,基线b的中误差为mb。坐标X的中误差为mx,坐标Y的中误差为my,坐标Z的中误差为mz,点位中误差为mp,由式(1)的X、Y、Z分图1前方交会测量原理别对观测量A、B、αAP、αBP、αAB、αBA及基线b求偏导,则有：A、B互瞄及分别观测目标P的观测值(水平方向值、垂直方2222222向值)分别为:γAB,αAB,γBA,αBA,γAP,αAP,γBP,αBP。设
6、水平角m=am+am+amx1A2B3bA、B为:A=γAB-γAP,B=γBP-γBA。则P点的三维坐标为：2222222m=bm+bm+bmy1A2B3bsinBcosAsinBsinAX=b，Y=b222222222222sin（A+B）sin（A+B）m=cm+cm+（c+c+c+c）m+cm（2）z1A2B3456a7bZ=1!sinBcotαAPsinAcotαBpb+h"其中，2sin（A+B）·214·建材与装饰2008年1月中旬刊勘察、测绘与测试技术sinBcosBsinAcosA估算预计平面控制测量精度优于0.6mm,其中点位对中偏差是a=-b，a=b，a=X/b12
7、223sin（A+B）sin（A+B）影响精度的主要因素,如果需要更高的精度还可以采取一系列22特殊措施可使控制点的点位精度优于0.3mm,但这将大大提高sinBsinAb=b，b=b,b=Y/b12223控制点的造价。按照规范布设二等水准,测得7个控制点的高程,sin（A+B）sin（A+B）高程精度优于0.1mm。按照下式控制点的点位精度最终将优于：c=bsinB!cotαBP-cotαAPcos（A+B）"122221/2si
