全站仪是否可以做沉降观测

我们习惯上会认为沉降观测都是用水准测量来实现,实际上用全站仪和GPS都可以做沉降观测,关键是要看沉降观测的等级,本文介绍用全站仪三角高程做沉降观测有哪些需要注意的地方。

01  :适用的变形监测等级

《建筑变形测量规范》JGJ8-2016(文中简称规范)规定(P17),基于全站仪的三角高程测量可用于三等、四等沉降观测。要注意,如果是一、二等则不能使用全站仪三角高程,这和其他测量规范规定全站仪三角高程只能替代三、四等水准是一致的,在高铁的规范里,全站仪的三角高程可以替代二等水准,但观测方式有特殊的要求,具体可以参阅相关规范。

02  :对仪器精度的要求

三等沉降观测要用测角精度1"级及以上仪器,测距精度1+1ppm。

四等沉降观测要用测角精度2"级及以上仪器,测距精度2+2ppm。

这个规定较一般测量规范严格。

03  :测量方式

规范规定,沉降观测的三角高程测量应采用中间设站的观测方式,观测的视线长度不宜大于300米,最长不宜超过500米,垂直角不应超过20°。

每站前后视线的长度之差,三等不宜超过30米,四等不宜超过50米。

视线高度及离开障碍物的间距宜大于1.3m。

采用单棱镜时,每站应变动1次仪高进行2次独立测量,当两次独立测量所计算高差的较差要符合三等10√D四等20√D的规定(D两点间距离,单位km)。

采用高低棱镜组时,每站应分别以高低棱镜组中心为照准目标各进行一次距离和垂直角观测,高低棱镜测量的高差较差的规定与采用单棱镜相同。同时,在这条规定里,规范建议使用全站仪自动照准和跟踪测量功能按自动化测量模式进行。

04  :距离的观测要求

规范规定,三四等沉降观测采用三角高程时距离应观测2个测回,每测回照准目标1次,读数四次,观测应符合下表要求:

05  :垂直角的观测要求

规范规定,应采用中丝双照准法观测垂直角,测回数及限差见下表:

06  :观测环境的要求

宜在日出后2h至日落前2h的期间内目标成像清晰稳定时进行,阴天和多云天气可全天观测。

还记得群里有位专业从事沉降观测的群友说日出日落时间使用经纬度计算的吗?个人认为不用那么严格,规范用的“宜”是建议,不是“应“,且关键词在于“目标成像清晰稳定”。


07  :高差计算公式

这个公式应用难点在于大气垂直折光系数的确定。一般测量规范有建议值,在本规范里并没有明确的规定,在条文解释中,规范(P103)说:大气折光系数与时间、天气、视线高度、下覆地形及植被等诸多因素相关,难以准确确定。为使前后视方向的大气垂直折光差能够得以基本抵消,除要求前后视线长度差小于规定外,还应要求前后视方向离地高度大致相同、地形基本对称,观测时间尽量缩短。

这句话什么意思呢?系数难以确定,我们可以使用建议值,但需要采用四个手段去“基本抵消”:前后视距离、离地高度、地形对称、时间缩短。

08  :小结

本文涵盖了规范关于三四等沉降观测采用三角高程的全部规定,在施工控制网的高程网三角测量中,我们一般使用采取往返测高差取算术平均值来抵消两差影响,在沉降观测中,观测点在大部分时间里不适合架设仪器,所以采取前后视的条件规定来解决这个问题。


原创: zhangyaue 工程测量之家 

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