全站仪坐标差分法在高边坡变形监测中的应用

摘要：随着信息化不断的发展，在一定程度上为高边坡工程带来新机。全站仪作为以电子信息为基础的电子速测仪在高边坡工程中应用，尤其是其中的坐标差分法的应用，在一定程度上能使高边坡监测数据更加准确，也为高边坡设计人员提供了有效依据，以便保证高边坡工程稳定性。本文主要从全站仪在高边坡变形监测中优势及全站仪坐标差分法原理、全站仪坐标差分法在高边坡变形监测中的应用等方面进行相应分析。

关键词：全站仪；坐标差分法；高边坡；变形监测

Abstract: with the development of informatization unceasingly, and, to some extent, to bring new high slope engineering. As electronic tachometer to information based electronic speed measuring devices in high slope engineering application, especially one of the coordinates the application of finite difference method, and, to some extent, can make the high slope monitoring data more accurate, and also for high slope design personnel to provide effective basis, to ensure the stability of high slope engineering. This article mainly from the tachometer in high slope deformation monitoring of advantages and coordinate trave rse finite difference method, the principle of coordinate trave rse finite difference method in high slope deformation monitoring of the application of the corresponding analysis, etc.

Keywords: Electronic Distance Measuring Device; Coordinate difference method; High slope; Deformation monitoring

中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：

高边坡工程相较于其他工程，施工是比较难的，再加上其稳定性难以确定，要想保证施工质量并非易事。在这种情况下，就应该采用先进的方法对高边坡进行计算。然而，目前尚未有一套有效的计算方法对高边坡进行计算，这就在一定程度上加大了设计难度。全站仪坐标差分法的出现，在一定程度能测出高边坡相应数据，能满足了高边坡变形监测需求。而要想使全站仪坐标差分法更好的应用在高边坡变形监测中，还需要对全站仪坐标差分法进行相应分析。如何将全站仪坐标差分法更好的应用在高边坡变形监测中，已经成为相关部门值得思索的事情。

一、全站仪在高边坡变形监测中优势及全站仪坐标差分法原理

1.全站仪在高边坡变形监测中的优势

就目前来看，新型全站仪是高边坡变形监测中比较理想的监测设备，这种监测设备不仅具有较高的观测精度功能，同时也有较强的自动化功能。与一般的全站仪相比较，其有自动识别棱镜，较传统观测速度要高至几倍，可以避免人为误差。新型全站仪作业时间相对灵活，不仅能在白天进行作业，同时也能在夜间进行作业。也能实现外业数据自动化记录，内业数据也可以实现自动化处理，在一定程度上能提高内业外业作业效率。此外，其观测精度将传统全站仪的观测角度要高，其可靠性也比较好。在高边坡监测中应用能得出更多准确数据，以为高边坡设计人员提供有效数据，以保证高边坡工程顺利进行，而坐标差分法是在全站仪基础上进行的。因此，在对全站仪标差分法进行分析时，应该先对全站仪在高边坡变形中的应用进行分析。

2.全站仪坐标差分法原理

在对全站仪坐标差分法原理进行分析时，应该对水平位移和下降位移进行分析。水平位移就是先确定三个稳定的基准点，然后确定观测点并对应多个监测点。在对应多个监测点前，应该在监测点上设置棱镜并安装螺丝，在此基础上设置初观测点和第i观测点。在实际观察过程中，可能会因高边坡现场环境的限制，使初观测点和第i观测点结果不一致。在这种情况下，可以在第i观测点上设置一起，并假设第i观测点坐标和后视方向，之后用坐标测量方法对基准点和监测点坐标进行测量。在实际测量中可以测量出不同点的坐标并得出不同坐标差分值，再利用不同坐标分值反算出与其相对应的方位角。当得出第i次观测坐标系和初次观测坐标系夹角时，就能得出初次观测时后视方向和第i次观测时后视方向之间的夹角。为了更好对初次坐标差和第i次观测到的坐标差进行比较，有必要将第i次的坐标差旋转为初次观测坐标系中的坐标差，并将其引入矩阵，得出旋转后的坐标差。在实际应用过程中，还应该对观测中出现误差进行分析。毕竟观测误差对基准点坐标的影响必然和第一次观测中的误差油差别。在这种情况下，有必要引入必要的矩阵，并对旋转坐标进行缩放，以便从中获得第i次观测到的基准点和相应监测点初始坐标系坐标。当获得相应坐标后，可以将基准点初始系坐标和坐标差作为已知数据，间接用平差方法进行平差，以获得不同变形位移量；在对高边坡进行变形观测时，也需要对相应监测点的位移进行分析。在观测过程中，假设基准点的高程是一定的，使用坐标测量方法就能从中获得不同监测点的高程及高程差分值。之后用基准点初始高程差分值和第i次测量的高程差分值比例来确定高程比例系数，并以此得出第i次观测在初始高程系中的高程差分值。因此，将基准点初始系中的高程和高程差分值作为既定数据，通过间接产分非法就可以获得不同监测点的沉降位移量。

二、全站仪坐标差分法在高边坡变形监测中的应用

1.坐标差分法应用

某城市高边坡工程施工中，高边坡长度为140米，平均高度差为6米，且工程施工区在市中心，周围地物多为高程建筑，边坡承受负荷加大，再加上通视条件较差，用常规的监测方法不能更好的实现监测。在这种情况下，该工程采用全站仪坐标分差法对高边坡进行变形监测。该工程在实际施工中设置了4个观测基准点和9个监测点。并以边坡负荷受力状况为依据，将容易变形的坡顶置于最高位置，并在该位置上布置监测点，每隔十五米作为布置一个监测点。为了保证监测点能更好发挥其作用。有必要在挡墙伸缩缝之间安置一个监测点，将受力集中在此部位，以保证高边坡工程顺利进行。在此工程中，也应该保证变形精度。可以以建筑变形相关测量规定为依据，按照变形量的等级来分析建筑物变形允许值，可以按照允许值的十分之一进行性估算。如果按照设计进行计算，观测精度值应该为±2mm。为了保证精度精准性，在使用全站仪进行观测的时候，必须观测三次以上并取平均值。而检测过程一般是在边坡施工完成后进行相应观测的。因此，用全站仪坐标差分法对高边坡进行监测分析是十分有必要的。

2.坐标差分法应用中应该注意的问题

从上述叙述中可以看出，用全站仪坐标差分法进行变形监测，在一定程度上能将误差降至最低，也能减少误差对观测结果的影响。但是在实际应用过程中，仍需要注意相应问题。在实际应用过程中，为了减少周边地物变形或边坡变形的对实际测量结果的影响，最好不要设立固定监测站。在对观测点i进行设立的时候，应该以现场通视条件为依据进行选择，以避免安装相应仪器而造成误差而影响观测成果。监测点上的棱镜必须设置螺丝，以保证观测点和监测点距离适中，避免不必要的偏心而使观测结果受影响。在对高程进行观测的时候，最好以高程原理为依据，确定检测距离、角度、高程及球气差。当观测点和监测点距离与球气差有一定关系时，观测点和监测点距离相近，其球气差也相近，这时应该以棱镜为观测点进行观测。当观测点和监测点与球气差无关时，就应该用全站仪进行测定，这样不仅能减少测量误差，同时也能提高测量精度。

结束语：

随着经济的发展，城市高边坡工程逐渐增多，能更好满足城市发展需求。为了保证高边坡工程有序进行，避免不必要的安全隐患。在建设设计中就应该对高边坡工程进行分析，尤其是对高边坡工程稳定性进行分析。而就目前来看，尚未有明确的算法对高边坡稳定性进行计算。在这种情况下，只有通过监测手段对高边坡进行实时监测，及时获取相应数据，才能为设计人员提供高边坡设计依据，以保证工程质量。而坐标差分法作为变形监测重要组成部分，其能更好满足实际需求。随着科学技术不断的发展，坐标差分法也将会有所完善，能更好满足实际需求。

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