【doc】基于全站仪的圆形建筑物倾斜观测的方法和精度

【doc】基于全站仪的圆形建筑物倾斜观测的方法和精度 基于全站仪的圆形建筑物倾斜观测的方法 和精度 第l4卷第l期 2005年3月 淮海工学院(自然科学版) JournalofHuaihaiInstituteofTechn0l0gy(NaturalSciencesEdition) V0lIl4 Mar. N0.1 2005 文章编号:l672—6685(2005)01—0072—03 基于全站仪的圆形建筑物倾斜观测的方法和精度 焦明连 (淮海工学院空间信息科学系.江苏连云港222001) 摘要:高大建筑物的稳定性和可靠性是人们关注的焦点问题,其中倾斜度是重要的施工技术质 指标之一.为了保证观测结果的可靠性,必须对其进行精确观测.基于全站仪的圆柱偏心测量 能.提出了圆形建筑物倾斜观测的新方法,介绍了观测步骤和计算方法,对测量精度进行了 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 , 用实例证明了理论分析的正确性和测量方法的可靠性. 关键词:全站仪;圆形建筑物;倾斜观测;方法;精度 中图分类号:TUl96.3文献标识码:A MethodandAccuracyofCircularConstructionDeclivitySurvey BasedonIntelligentTotalStation JIAOMing—lian (Dept.ofSpaceInformationScience,HuaihaiInstituteofTechnology.Lianyungang222001.China) Abstract:Thestabilityandreliabilityoftallbuildingsareoneofthefocusesofpeople’concernand declivityisoneofthemostimportantindexesinengineeringconstruction.Besides.thereliability ofobservedresultsissubjecttOtheprecisionofobservation.Anewsurveyingmethodforcircular cotlstruction’sinclinationbasedonthefunctionofcylinderexocentricmeasurementforintelligent totalstationisprovidedinthispaper,andtheoperatingprocessaswellasthecalculatingmethod isintroduced.Theprecisionisanalyzed,andtherationalityoftheoreticalanalysisandthereliabili— tyofthemeasuringmethodsareillustratedbyexamples. Keywords:Iotalstation;circularconstruction;inclination;method;precisio n 0引言 近年来,随着科学技术的迅猛发展和我国现代 化进程的不断加快,像水塔,烟囱,电视塔等高大圆 形建筑物大量出现.随着建筑物不断增高,增大,其 稳定性和可靠性成为人们关注的焦点,其中倾斜度 是衡量施工技术质量的重要指标之一.工程测量 规范》 规定 关于下班后关闭电源的规定党章中关于入党时间的规定公务员考核规定下载规定办法文件下载宁波关于闷顶的规定 :建筑物,构筑物主体的倾斜观测,应测定 顶部及相应底部观测点的偏移值,然后推算主体倾 斜值.因为建筑物的变形通常是缓慢的,所以某一 时间间隔内的偏移值相当微小.为了保证观测结果 的准确性,必须对其进行精确观测和精确计算.而 传统的观测方法如经纬仪测小角法,经纬仪投点法, 由于受仪器精度和观测条件的限制,观测精度较低. 拓普康全站仪独具圆柱偏心程序测量功能,为准确, 快速测定圆形建筑物的倾斜度提供了一个新方法. 圆形建筑物底部,顶部中心坐标测定 为了得到圆形建筑物的倾斜度,必须先测定底 收稿日期:2005一O1—12,修订日期:2005—02—19 作者简介:焦明连(1964--),男,河南商丘人,淮海工学院空间信息科学 系副教授,主要从事精密工程畏I量的教学和研究,(E—mail)hgkix @163.corn. 量功并 第l期焦明连:基于全站仪的圆形建筑物倾斜观测的方法和精度73 部和顶部的中心坐标.利用拓普康全站仪圆柱偏心 测量的功能进行测定,具体方法如下. 如图la所示,A,B为已知控制点,P为圆形建 筑物底部中心,R.为底部半径. 图l圆形建筑物倾斜观测 Fig.1Thedeclivitysurveyofcircularconstructions (1)在已知点A上安置全站仪,后视另一已知 点上j.在全站仪上输入测站坐标(z,Y),(z,Y). (2)依次照准圆形建筑物底部左,右切点q.和 gz,并测出角度,,记入内存. (3)照准圆柱底部外 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 中心点C.,测出斜距S. 和天顶距.,记入内存. (4)启动全站仪圆柱偏心测量程序,全站仪便 会自动显示圆形建筑物底部半径R.和中心点坐标 (.I’YI). 如图lb所示,用上面同样的方法,可以测定圆 形建筑物顶部半径Rz和中心坐标(z.,Y.). 2圆形建筑物倾斜观测的计算 圆形建筑物主体倾斜是指建筑物顶部相对于底 部的水平位移,一般用倾斜度,倾斜率和倾斜方向来 衡量?j. 如图2a所示,在得到圆形建筑物底部中心P. 的坐标(zt,Yt)和顶部中心Pz的坐标(z.,Y.)后,可 以计算纵向倾斜分量和横向倾斜分量,即 f一z?一zz’(1) I=yL—y2. 总倾斜度为 一 ~/+.(2) 如图2b所示,如果测出圆形建筑物的高度或从 设计图纸上查出其高度H,则可计算出倾斜率为 寿lD.(3)万lD.() 而圆形建筑物的倾斜方向为 口P1P=arctan.(4) ab 图2圆形建筑物倾斜度计算 Fig.2Thegradientcomputationofcircularconstructions 3圆形建筑物倾斜度测量的精度分析 3.1圆形建筑物半径的计算模型 从图l可以看出[23 (SlsinVI4-RI)sinl—RI, 整理后得 Rl一(5) 其中=吉(J92一). 3.2圆形建筑物倾斜度测量的精度分析 从图1可以看出圆形建筑物底部中心和顶部中 心的 (SzsinVz+Rz)cosaAPz’ (8) 一(SlsinV1+Rt)cos口AP一 (SzsinVz+Rz)sin口AP2. 设s一s一s,p一v—.(方向中误 差),若不顾及半径测量的误差,对式(8)利用误差传 播律可得 ;一(sin.V1COS.口AP1+sin.Vzcos.口AP2)+ (S~cos.口AP1COS.Vl+S~cos.口AP2COS.Vz+ S~sin.Vlsin.口AP1+S~sin.Vzsin.口AP2+ R~sin.aAP+R~sin.口AP2)m~/p2, ;一(sinV1sin.口AP1+sinVzsin口AP2)+ (S~sin.aAP1COS.Vl+S~sin.aAP2COS.V2+ S~sin.VlCOS.口AP1+S~sin.Vzcos.口AP2+ RI2cos.aAP l +R~cos.口AP2)m~/o.. 对式(2)利用误差传播定律得到倾斜度的中误 差为? 一 厘巫‰===?—干一.(1O) 将式(8),式(9)代人式(10)即可计算圆形建筑 物倾斜观测的精度. 4观测实例 4.1实例1 用标称精度为?[2ram~(3mm+2×10s)] 的GPT一8000全站仪观测高度为48.5m的烟囱. 观测数据为:S1一lO9,.121m,V1:95.1829,Sz一 120.131m,Vz一71.2O34,口AP, 一30.2726,口AP一 3O.25l9.计算得R1—10.177m,Rz一5.071m. 将以上数据代入上述有关公式,可以计算出:总倾斜 度一94mm,倾斜率一640,倾斜方向口,,,一 l1O.3321,倾斜度测量误差m一?3.5mm. 4.2实例2 用同样的仪器同样的方法对烟囱底部中心坐标 和顶部中心坐标各观测lO次,可以求出每次的纵向 倾斜分量以和横向倾斜分量艿,观测结果和精度分 析如表1所示. 衰1 Table1 烟囱倾斜?观测结果和精度分析 Themeas?l.edresultsandOreO.~ion analysesofchimneygradient 将有关数据代人式(1O),可得lO次倾斜观测平 均值的中误差为一?2.4mm. 从以上数据可以看出,多次观测的精度高于一 次观测的精度,但都可以达到mm级. 5结论 (1)应用全站仪圆柱偏心测量程序功能测定圆 形建筑物的倾斜度,测量误差在mm级以内,可以达 到十分理想的测量精度. (2)熟练运用这一功能,不仅可以提高测量的 速度和精度,也不需要另外测量圆形建筑物的半径, 可以节省大量的人力,物力. (3)为了保证不同圆形建筑物对测量的精度要 求,应在建筑物不同方向上多次设站,并重复观测取 其平均值作为最后结果. 参考文献: [1]周杨眉,圆形建筑物倾斜观测的方法[J].东北测绘? 2000.23(1):32—39. [2]焦明连.全站仪圆柱偏心测量的原理和精度分析[J]. 现代测绘,2004(增刊):28—29. [3]焦明连.全站仪自由设站应用于航道控制测量的图形 研究[J].海洋测绘,2004(6):24—25. [4]陈伟清.高耸建筑物倾斜观测方法探讨[J].北京测绘, 2002(3):32-35. (责任编辑:褚金红,燕姣云)