浅议独立坐标系在观测高层建筑物垂直度中的应用

摘要：在分析高层建筑物竖向垂直度监测的常用方法的基础上，着重讨论一种快速、简便的建筑物垂直度监测的方法，并应用于工程实例。通过实践验证，采用这种方法进行垂直度监测精度较高，外业操作、内业计算都较为简单。本文介绍了利用自由设站测算坐标再进行坐标旋转方法观测高层建筑物垂直度过的过程以及具体的操作过程。通过实践证明，这种方法能准确的测定高层建筑物垂直度，而且操作过程简单方便。

关键词：竖向垂直度全站仪 坐标转换

中图分类号：TS958文献标识码： A

一、引言

高层建筑物安全监测的主要工作有两项，一个是建筑物基础沉降观测；另一项是建筑物垂直度监测。前者主要是采用周期监测建筑物基础不同重力载荷的沉降情况，以便及时采取适当措施，保证建筑物安全运营；后者是为了保证建筑物各层轴线位置的一致。实践证明，采用TCA2003自动照准全站仪直接对建筑物各角点观测，测量数据经内页坐标转换，能直接求出建筑物垂直度。这种方法操作简单，快速，可行，安全。

二、用TCA2003全站仪观测竖向垂直度的外业操作过程

TCA2003测量机器人测角精度能达到±0.5″，测距精度1mm+1PPM，而且具有自动照准，自动识别，免棱镜观测等功能。

使用TCA2003全站仪测量方法快速简单。只需仪器安置在高层建筑物前50米处。仪器可根据施工条件自由设站，整平后即可观测高层建筑物各角点坐标。观测的点位包括高层建筑物第一层各角点坐标及最高层哥角点坐标。分别采用免棱镜模式，观测过程中要求观测的第一层角点位置与最高层角点位置要相同，例如都是墙棱角位置。分别记录各角点X，Y，Z坐标。观测完一侧角点坐标可搬站根据施工条件再安平仪器测量其余角点位置。

三、独立坐标系在观测竖向垂直度中的应用

由于TCA2003采集的数据位自由测站数据，无后视方向，所以其坐标数据位独立坐标系测量成果。只需进行坐标旋转，即可求出建筑物的垂直度。

坐标旋转公式为

Y1=cos(angle)*Y-sin(angle)*X;

X1=cos(angle)*X+sin(angle)*Y;

其中，X1，Y1，为旋转后的坐标，X，Y为旋转前坐标，angele 为旋转角度。

首先利用设计图纸计算出高层建筑物某一边方位角，再利用自由设站侧得相应边计算方位角，angele=设计方位角-自由设站方位角。

然后利用坐标旋转公式计算旋转后各角点坐标。

建筑物垂直度的计算

同意轴线楼顶与墙角坐标X值之差

=

为同一轴线楼顶与墙角坐标X值之差

为同一轴线楼顶与墙角坐标Y值之差

为高层建筑物垂直度，为高层建筑物同一轴线楼顶与楼高高差

四、结束语

通过此方法能方便快捷准确的求出高层建筑物的垂直度，但要求操作仪器者能准确照准楼层各角点，对观测者要求较高。