標尺傾斜時精密水準測量方法研究
發(fā)布時間:2020-09-10 14:00
結合地下工程及工地施工現(xiàn)場測量存在的問題,針對物體的干擾在測量過程中不能正確地整置而使標尺傾斜的問題進行研究。提出高程歸心改正方法,并開發(fā)一個簡易程序來幫助解決測量過程中標尺傾斜安置的正確讀數(shù)計算問題。
【部分圖文】:
得監(jiān)測工作不連貫,影響監(jiān)測對象整體性的正確判斷和分析,同時也帶來一定經(jīng)濟損失。當采用水準測量進行沉降變形監(jiān)測時,若由于前述的原因,不能正常整置標尺,可將標尺前后或左右傾斜放置到監(jiān)測點位上。本文對這種非正常放置標尺的情況,通過在傾斜標尺上讀數(shù)以及距離偏離值等數(shù)據(jù)的采集,從而間接地計算出“高差偏心改正”,經(jīng)改正后的讀數(shù)相當于在正常整置標尺時的正常讀數(shù),并進行測量方法和精度,以及在球形監(jiān)測標志上因傾斜整置標尺而對高差產(chǎn)生的高差偏心改正的分析和研究。二、傾斜水準標尺觀測值采集如圖1所示為標尺相對于儀器的視線方向前后傾斜的情況。在這種情況下由于障礙物的原因,在標志點位上無法正常地整置水準標尺,只能是使標尺傾斜,屬于標尺的非正常整置情況。若排除障礙后再測量,在當時還有一定的困難。變形監(jiān)測的周期是有時間限制的,監(jiān)測的時機不能耽誤。鑒于該種情況,如何在非正常整置標尺的情況下獲得觀測值、再通過一些必要的計算間接地獲取相當于在正常的情況下的正常觀測值,則需要進行探討和研究。傾斜標尺示意圖(觀測方向從右至左)如圖1中水準儀的傾斜觀測值為l,另外還要觀測輔助的參數(shù)———距離偏離值h或標尺傾斜角α(用鉛垂線配合小鋼尺解決h的測量;用掛傾斜儀和標尺側面的中軸的標志線量取α;依據(jù)觀測讀數(shù)和偏離距離計算α)。實際應用中因使用方便和更具有可操作性,測量距離偏離值h的情況較多。在這種情況下α=arcsin(h/l)(1)三、水準測量數(shù)據(jù)處理方法在標尺傾斜非正常整置標尺的情況下獲得的觀測值,通過一些必要數(shù)據(jù)處理工作,可間接地獲取相當于在正常情況下的觀測值。這里需要進行兩方面的工作,一是數(shù)據(jù)處理,獲取等價的觀測值;二是進行必要的精度分析。1.間接計算?
分析數(shù)據(jù)可知:在標尺傾斜的情況下,偏離距離h(圖1)的測量誤差對間接計算正常讀數(shù)的影響隨標尺傾斜程度的增加而增加、速度比較快;要保持Δ2數(shù)值精度不變,當傾斜角度α為1°、10°、17°時,h測量的精度要求在±20.05mm、±1.98mm和±1.14mm。如傾斜還要增大,則還需重新計算觀測讀數(shù)的精度并付諸實施,量測的精度的要求將更加寬松。所以量測h時,只要采用一般檢驗合格的鋼卷尺就不難達到要求。另外指出,當標尺傾斜時,標尺與監(jiān)測點的接觸點要以標尺底部中心處為準。4.高差改正當監(jiān)測標志為平頂形狀時(如圖2所示),測量計算的高差無高差偏心改正;但當監(jiān)測標志為圓形時,在實際的工作中大多采用該球形的變形監(jiān)測標志。在正常的觀測情況下,標志與標尺的接觸點在正上部,其接觸點為唯一的,且標尺厚度對觀測無影響。但當標尺為非正常整置,即傾斜的時候,標尺與標志的接觸點就發(fā)生了位移,偏離標志最高的部位,而總是比正常的標尺讀數(shù)偏大,而導致點的高程偏校因此需加入因標尺傾斜而對測量產(chǎn)生的高差改正數(shù)。如圖2所示,為在球形監(jiān)測標志上非正常整置標尺的情況,最后的正確標尺讀數(shù)還需要減去高差歸心改正數(shù)x、標尺厚度改正數(shù)y的修正。圖2不同形狀標志偏心改正根據(jù)圖1、圖2中所標出的符號尺寸不難得出其正確的間接計算標尺觀測值讀數(shù)b的數(shù)值為b=l2-h(huán)i
本文編號:2815909
【部分圖文】:
得監(jiān)測工作不連貫,影響監(jiān)測對象整體性的正確判斷和分析,同時也帶來一定經(jīng)濟損失。當采用水準測量進行沉降變形監(jiān)測時,若由于前述的原因,不能正常整置標尺,可將標尺前后或左右傾斜放置到監(jiān)測點位上。本文對這種非正常放置標尺的情況,通過在傾斜標尺上讀數(shù)以及距離偏離值等數(shù)據(jù)的采集,從而間接地計算出“高差偏心改正”,經(jīng)改正后的讀數(shù)相當于在正常整置標尺時的正常讀數(shù),并進行測量方法和精度,以及在球形監(jiān)測標志上因傾斜整置標尺而對高差產(chǎn)生的高差偏心改正的分析和研究。二、傾斜水準標尺觀測值采集如圖1所示為標尺相對于儀器的視線方向前后傾斜的情況。在這種情況下由于障礙物的原因,在標志點位上無法正常地整置水準標尺,只能是使標尺傾斜,屬于標尺的非正常整置情況。若排除障礙后再測量,在當時還有一定的困難。變形監(jiān)測的周期是有時間限制的,監(jiān)測的時機不能耽誤。鑒于該種情況,如何在非正常整置標尺的情況下獲得觀測值、再通過一些必要的計算間接地獲取相當于在正常的情況下的正常觀測值,則需要進行探討和研究。傾斜標尺示意圖(觀測方向從右至左)如圖1中水準儀的傾斜觀測值為l,另外還要觀測輔助的參數(shù)———距離偏離值h或標尺傾斜角α(用鉛垂線配合小鋼尺解決h的測量;用掛傾斜儀和標尺側面的中軸的標志線量取α;依據(jù)觀測讀數(shù)和偏離距離計算α)。實際應用中因使用方便和更具有可操作性,測量距離偏離值h的情況較多。在這種情況下α=arcsin(h/l)(1)三、水準測量數(shù)據(jù)處理方法在標尺傾斜非正常整置標尺的情況下獲得的觀測值,通過一些必要數(shù)據(jù)處理工作,可間接地獲取相當于在正常情況下的觀測值。這里需要進行兩方面的工作,一是數(shù)據(jù)處理,獲取等價的觀測值;二是進行必要的精度分析。1.間接計算?
分析數(shù)據(jù)可知:在標尺傾斜的情況下,偏離距離h(圖1)的測量誤差對間接計算正常讀數(shù)的影響隨標尺傾斜程度的增加而增加、速度比較快;要保持Δ2數(shù)值精度不變,當傾斜角度α為1°、10°、17°時,h測量的精度要求在±20.05mm、±1.98mm和±1.14mm。如傾斜還要增大,則還需重新計算觀測讀數(shù)的精度并付諸實施,量測的精度的要求將更加寬松。所以量測h時,只要采用一般檢驗合格的鋼卷尺就不難達到要求。另外指出,當標尺傾斜時,標尺與監(jiān)測點的接觸點要以標尺底部中心處為準。4.高差改正當監(jiān)測標志為平頂形狀時(如圖2所示),測量計算的高差無高差偏心改正;但當監(jiān)測標志為圓形時,在實際的工作中大多采用該球形的變形監(jiān)測標志。在正常的觀測情況下,標志與標尺的接觸點在正上部,其接觸點為唯一的,且標尺厚度對觀測無影響。但當標尺為非正常整置,即傾斜的時候,標尺與標志的接觸點就發(fā)生了位移,偏離標志最高的部位,而總是比正常的標尺讀數(shù)偏大,而導致點的高程偏校因此需加入因標尺傾斜而對測量產(chǎn)生的高差改正數(shù)。如圖2所示,為在球形監(jiān)測標志上非正常整置標尺的情況,最后的正確標尺讀數(shù)還需要減去高差歸心改正數(shù)x、標尺厚度改正數(shù)y的修正。圖2不同形狀標志偏心改正根據(jù)圖1、圖2中所標出的符號尺寸不難得出其正確的間接計算標尺觀測值讀數(shù)b的數(shù)值為b=l2-h(huán)i
本文編號:2815909
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