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日期:2016-10-06 02:37  作者: 洪俊  来源:工测一处    点击量:

摘要:离开地面的体育馆顶棚垂直沉降监测常规的精密水准测量受条件限制,优先采用三角高程测量,监测设计时,应对三角高程方案能否满足变形监测的作业要求进行分析。本文结合项目的实际数据,通过对三角高程的误差来源进行分析计算,得出三角高程测量的施测方案是否满足二等水准的精度以满足沉降监测二级要求的可行性。

关键词:三角高程,误差分析,沉降监测。

1 引言

台州体育馆是一个椭圆形场馆,监测项目对看台顶棚进行垂直沉降监测。顶棚沉降监测等级四等,三角高程施测精度应达到二等水准(DSZ1型仪器)偶然中误差±1mm的要求。场馆中心布设工作基点,顶棚上布设监测点48点,监测点与工作基点距离介于30~150米之间,垂直角介于10°~30°之间,作业方法采用三角高程单向测量分组按三测回观测,仪器为TM30机器人。

2 三角高程测量误差分析

三角高程高差值计算公式式中为两点的高差为斜距,为垂直角,为地球曲率改正数,为大气折光系数改正数,为仪器高和棱镜高。

从计算公式中可以知道,三角高程的误差主要有测边误差、垂直角的观测误差、仪器高和棱镜高的量测误差、球气差误差的影响。

测边误差的影响:仪器为TM30机器人,标称精度,比例误差忽略不计,测边误差按计算。

垂直角观测误差的影响:照准误差、读数误差、气泡居中误差以及外界空气对流和能见度影响造成的误差。TM30机器人自动观测,各项误差取经验值或常用值分别为:±1.0、±0.3、±0.3、±0.3。根据误差传播定律一测回垂直角观测误差

作业中实际施测三个测回:

仪器高和棱镜高的量测误差:仪器高作业时采用三米钢尺直接量取,两次读数取中,量测误差取值为±0.5mm。监测点直接固定在变形体上,棱镜高不需要量测,取值为“0”。

球气差对高差的影响:球气差改正即地球曲率改正,和大气折光差改正。变形监测时,要得到的值的历次观测值与初始值的较差,分析变形体的变形情况,变形监测中,监测点和工作基点的历次观测距离一致,作业中进行改正。

地球曲率高差改正公式

大气折光差对高差的影响:测区K值取经验值0.14,K值在一天内变化,以日出日落变化较快,中午前后稳定,在变形监测观测中,加以改正,作业时候主要选择相同有利观测时间。

大气折光系数改正数


球气差 大气折光系数测量中误差取经验值0.05。

三角高程单向观测高差计算公式为: 式(1)

3 误差精度计算分析

根据误差传播定律,对式(1)进行微分,则式(1)可变为:


原式开根号为:

根据监测点与工作基点距离介于30~150米之间,垂直角介于10°~30°之间,。计算各条件三角高程中误差。大气折光差改正代入后值很小,忽略不计。

原式可简化为:


具体数据见下表:

三角高程误差分析表

序号

斜距S(米)

垂直角(°)

中误差(mm

备注

1

30

10

±0.68

均小于


2

30

30

±0.81

3

70

10

±0.84

4

70

30

±0.94


从上表得知最短距离30米,垂直角最小10°时候中误差最少,当最大斜距70米,最大垂直角为30°高程中误差为最大为±0.94mm,都小于±1mm,满足代替二等水准的精度要求。

4 结论

三角高程测量代替精密水准在工程变形监测中的应用广泛,在变形监测方案设计时候,应该对方案进行误差分析和验证,得出科学合理的监测方案。在进行三角高程变形监测中,应该选择有利的观测条件,进行球气差改正,采用高精度的仪器,短距离观测提高测边误差、观测时候采用仪器自动观测,消除垂直角的观测误差,精确量取仪器高和棱镜高保证量测误差。为提高测量精度,还可以采用适当增加测回数的方法。

 

参考文献:

[1]《城市测量规范》 CJJ/T 8-2011;

[2]《工程测量规范》 GB 50026-2007;

[3]《建筑变形测量规范》 JGJ 8-2007。



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