徕卡TCA自动监测多测回测角技术在高程测量中的应用研究.docxVIP

目前在高程测量中首选水准测量，根据工程需要来确定水准测量等级。近年随着科学技术发展和测量设备仪器的更新换代，在使用三角高程测量方法进行高程测量时，全站仪尤其是高精度全站仪的测量结果精度也逐渐可满足工程测量的需要。与传统水准测量方法相比，全站仪三角高程测量优势明显，其测量效率高、应用灵活，且根据已有实践结果表明，其三角高程测量的精度可达到三四等水准测量水平，在某些情况下甚至可达到二等精密水准测量的精度。 在进行高精度全站仪三角高程测量的同时，徕卡TCA自动监测多测回测角技术自带的自动监测功能可更快速高效地完成高程数据的采集，使用配套的处理软件对采集的数据进行处理，减少了传统水准测量的手工记录步骤，一次性完成整体数据的处理工作，生成的数据文件包括Excel文件，可直观明了地得到所有点位的高程数据并可自动生成曲线图，还能对各期同样点位的高程数据进行对比分析，实现内外作业高程数据采集的数字化、自动化。 1、三角高程测量的原理 三角高程测量采用全站仪（附加棱镜）测量高程，是根据两点间的竖直角和距离，应用三角公式计算两点的高差（图1）。 图1三角高程测量原理 2、徕卡TCA自动监测多测回测角技术 徕卡TCA机载自动监测软件是多测回测角软件。该软件是建立高等级三角网、导线（网）及大型建筑物和构筑物变形监测网时的主要观测手段。该软件精度高、测回数多、观测目标多，其特点如下。 （1）观测过程规范，操作简单。各项限差的设置完全依据现行测量规范；软件操作流程符合操作习惯。? （2）既可选择现行规范中的限差，也可根据需要自定义设置各项限差。 （3）初始测量完成后可自动照准，自动测距、测角，实时检查并显示各项误差，若超限可自动报警或处理。 （4）观测数据可通过该机载软件导出为内部数据交换格式，相配套的后处理软件可自动生成与国家标准方向观测记录手簿一致；数据平差分析程序可进行变形数据平差分析处理、生成变化趋势图并进行变形预报分析。 国家会议中心二期工程中使用的全站仪测距精度为0.6+1?ppm，测角精度为0.5″，取测量距离D=200?m代入，则md=0.8?mm，ma=0.5″，角度根据现场实际情况为15o~45o之间，可得到误差区间为0.62~2.18?mm，满足GB 50497—2009《建筑基坑工程监测技术规范》中对竖向位移的精度要求。 3、试验及实施 国家会议中心二期工程基坑位移监测中，在距基坑阴角位置布设工作基点，以200?m之外基础控制点作基准点，在后视点位采用固定自定义后视点。每次监测时段基本固定在上午8∶00~10∶00，下午3∶00~5∶00，以避免高温度阳光照射产生的误差影响。为保证高程测量的相对精度，使用固定棱镜结构，用8?mm膨胀螺栓直接固定在观测点位上，该膨胀螺栓丝扣恰与小棱镜丝扣匹配，价格低，操作简单，牢固可靠。监测人员及设备稳定，监测时监测环境一致，可将影响精度的外界影响降到最低，以保证相对精度准确，并确保基坑位移监测观测的统一性。 在工作点位K1上架设全站仪或在工作点上做强制对中点，后视K2采用强制对中且固定棱镜，平时采用防护保护遮盖，每次使用时打开固定棱镜遮盖，确保后视点一致。由于受基坑形状及工作点的可观测范围限制，将整体监测点位按不同组别进行分类，建立不同的站点文件进行数据采集，在固定位置上设置1个共用点L11，每组监测数据必须包含L11点，用于不同组观测数据整理。打开多测回测角软件，在测站设置中输入测站及后视点坐标，输入测站高程，在限差设置中按基坑监测要求设置监测条件，测回数为两测回观测，完成后开始进行学习测量。根据监测点位及工作点位置布设点位，共分为3组观测数据，每组观测数据包含8~15个观测点。 4、数据处理 现场数据采集完成后，进行处理，得到需要的基坑位移数据。采用徕卡三维变形监测系统软件进行处理（图2）。 图2　徕卡三维变形监测系统界面（计算机截图） （1）点击变形数据管理，在弹出的界面中新建项目名称，并在项目中新建作业名称，导入该作业的监测数据（图3、图4）。 图3? 项目及作业建立（计算机截图） 图4　导入观测数据（计算机截图） （2）在弹出的测站信息里输入本作业中的测站内容，包括天气、成像度、观测校核者、温度气压等情况，并将该作业的高程文件导入软件中，得出整个作业的观测数据（图5）。 图5　监测数据导入完成（计算机截图） （3）点击数据处理，在下拉菜单中选择倾斜改正，进行数据倾斜改正，得出每个监测点与测站间的观测距离与角度（图6）。关闭该界面，点击软件中的变形数据分析。在弹出的平差设置里按监测要求输入平差设置内容。 图6? ?倾斜改正后的距离及角度数据（计算机截图） （4）选择需要计算的数据作业及周期，插入测站坐标，双击输入测站坐标。已知类型“0”为该点近似坐标已知；“1”为该点高程已知；“2”为平面