水平位移监测.ppt

位移监测 Displacement Survey 1水平位移观测方法?基准线法?精密导线法?前方交会法?正、倒垂线法?极坐标法? GPS 法?摄影测量法 2基准线法 1).光学法(视准线法):基准线(面)的提供通过经纬仪照准来实现,用于测量直线型建(构)筑物(水库大坝使用较多)的水平位移, 对于非直线型建(构)筑物,可采用分段视准线的方法施测。按照所使用的工具和作业方法的不同,又分为“测小角法”和“活动觇牌法”。特点是: 工程造价低,精度低,不易实现全自动观测,受外界条件的影响比较大,而且变形值不能超出系统的最大偏距值。 3 2).引张线法:该法采用一条不锈钢钢丝(直径 ~ mm) ,在两端点处施加张力,使其在水平面的投影为直线,从而测出被测点相对于该直线的偏距。同视准线法相比,该法的基准线是一条物理的直线。引张线法的特点是:成本低,精度高,主要取决于读数精度,人工读数精度为± ~ ± ,自动读数精度优于± ,受外界影响小,应用普遍。最新的引张线测量系统 D 传感器实现自动读数,其量程为几厘米,精度优于± 。基准线法 4 3).激光准直法:该法利用激光的单***好和方向性强的特点,建立起一条物理的视准线作为测量基准,根据测量原理的不同可分为直接准直和衍射法准直, 后者精度高于前者。基准线法 5精密导线法对于非直线型的建筑物,如重力拱坝、曲线型桥梁以及一些高层建筑物的位移观测,可以布设精密导线,测量导线点在不同观测周期坐标值的变化。此法应用较为广泛,但量边工作量大,角度观测受旁折光影响较大。该法的精度取决于量边精度,如果用铟钢线尺量边,或 ME5000 测距仪测边,精度完全可以达到亚毫米级。 6前方交会法用于观测效率较低且观测时不易直接到达的部位,可以用测边、测角或边角前方交会法测定其水平位移。前方交会法由于受测角误差、测边误差、交会角及图形结构、基线长度、外界条件的变化等因素影响,精度较低,一般为±(1~3)mm 。另外,其观测工作量较大,计算过程较复杂,故不单独使用,常作为备用手段或配合其他方法使用。 7正、倒垂线法正、倒垂线既可以实现水平位移监测,又可实现土坝的挠度观测。正垂线是一端固定于坝顶附近,另一端悬挂重锤,以便观测坝体各点间及坝体相对于坝基的位移观测,以及坝体的挠度观测。倒垂线是一端埋设在大坝基础深层基岩处,另一端浮起,来测定大坝的绝对位移。现代垂线观测 D 传感器实现自动读数, 两方向上坐标精度优于± 。 8极坐标法(1)高精度距离改正。中南理工大学张学庄教授提出距离交会法,其全称为“ SMDAMS 亚毫米级精度大坝变形自动监测系统”,他认为,由于大气折射与自动照准误差的影响,测量机器人实际测角精度达不到标称精度,不能实现大坝监测所要求的亚毫米级精度,因此解决办法是: 不用角度信息,只用距离信息;距离信息施加各种改正, 使其达到亚毫米级。主要步骤有: ①用测边和三边交会法确定变形点的 3维坐标; ②用频率校准仪、高稳定度高精度温度计、气压计与湿度计等对所测边长施加频率改正和气象改正; ③用自动周日观测技术测定大气代表性误差规律,削弱大气代表性误差的影响。通过这些改造,系统最终的测距精度可达到± (+ × 10-6 ×D~ + × 10-6 × D) ,可以实现 1km 左右距离上亚毫米级的监测精度。 9极坐标法(2)差分改正。其基本思想是:由于测量自动化使得测量时间缩短,大气等环境条件相对稳定,利用基准网的稳定性信息,在无需测量气象元素下实现大气折射、大气折光的实时差分改正。据测试在近距离( 200 米以内)上可达到亚 mm级的精度。该系统的特点是:差分方案达到亚毫米级;减少了气象仪器;全天 24小时无人值守;可获取 3维坐标信息;反射棱镜价格低廉,有利于增加变形点数。 10