一種全站儀視準線法水平位移觀測臺及其使用方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種全站儀視準線法測量水平位移觀測臺，包括基座、設(shè)置于基座上的滑道、垂直于基座且能沿滑道滑動的照準部、固定在照準部底部的指針、設(shè)置在基座上且與讀數(shù)指針對應(yīng)的刻度面、激光器。使用時，將全站儀視準線法水平位移觀測臺刻度面貼緊發(fā)生位移后的變形監(jiān)測點，通過激光器發(fā)出的激光確定觀測方向，調(diào)整刻度面與視準面垂直，旋動三顆調(diào)節(jié)螺旋，確?；?，并將此時觀測臺正對變形監(jiān)測點位的中心處的初始刻度值記錄下來，找到變形監(jiān)測點，指揮觀測臺操作員平移照準部，使照準部上帶有瞄準十字的反射片與全站儀望遠鏡內(nèi)十字絲重合，再將讀數(shù)指針對應(yīng)的刻度值記下，用該刻度值減去初始刻度值，即為該變形點偏離視準面的位移，也即其相對于原始位置的位移量。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，操作方便。
【專利說明】一種全站儀視準線法水平位移觀測臺及其使用方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種全站儀視準線法測量水平位移的觀測臺及其使用方法，屬于工程測量領(lǐng)域，為全站儀視準線法進行水平位移測量時的輔助定位測量平臺。

【背景技術(shù)】
[0002]視準線法為一般工程項目結(jié)構(gòu)位移測量的方法之一，在工程監(jiān)測中普遍使用。它的測量原理是:選取兩個穩(wěn)定的基準點，在其中一個基準點上設(shè)置全站儀，調(diào)節(jié)全站儀，瞄準另一基準點，利用全站儀的豎直視準面作為基準，然后在視準面與所需監(jiān)測的結(jié)構(gòu)面的交線上布設(shè)變形監(jiān)測點。隨著施工進行，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)變形，結(jié)構(gòu)面的變形監(jiān)測點將有微小移動，其相對于視準面移動的距離即為變形監(jiān)測點的位移。此方法為基坑或大壩邊坡水平位移測量的常用技術(shù)方法。
[0003]傳統(tǒng)的測量視準面與變形監(jiān)測點之間距離測量方式有兩種:小角度法和直接丈量法。小角度法需多次調(diào)節(jié)全站儀水平旋轉(zhuǎn)，獲取所需角度與距離，然后根據(jù)三角函數(shù)換算求得目標點的位移量。此法操作復(fù)雜，且誤差較大。而直接丈量法為使用全站儀確定視準面后，旋緊水平制動螺旋，在變形監(jiān)測點處立測釬，通過全站儀觀測，調(diào)節(jié)測釬位置，使測釬處于視準面與結(jié)構(gòu)面的交線上，然后利用直尺直接量出測釬底部與變形監(jiān)測點的距離。此法操作相對簡單，但讀數(shù)時也存在著較多誤差，其誤差種類主要有以下5種:
1.全站儀的瞄準誤差與全站儀內(nèi)部機械誤差，此種誤差因儀器精度原因，無法避免，可通過多測回法或選擇高精度儀器降低誤差；
2.直尺擺放時不能水平讀數(shù)，即直尺面不能與視準線垂直引起的讀數(shù)誤差，此種誤差較大；
3.測釬的直徑過大，為確定測釬中心線，在估讀時會引起讀數(shù)誤差，此種誤差較大；
4.讀數(shù)時測量員眼睛與測釬直尺的傾斜角度引起的視線傾斜造成讀數(shù)誤差，此種誤差較大；
5.全站儀瞄準測釬時的瞄準誤差。因全站儀距離測釬較遠，存在視差，微小角度變化即可引起較大誤差。
[0004]由于存在以上種種誤差，導(dǎo)致測釬與直尺的讀數(shù)方法測量精度不高，目前只能估讀到1mm，而且在讀數(shù)的過程中，測量員需根據(jù)視準線的方向確定站位，且需反復(fù)調(diào)節(jié)測釬的位置與豎直度，此方法耗時較多，對測量員身體素質(zhì)要求較高，工作效率較低。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單、操作簡便、測量精度高的全站儀視準線法水平位移觀測臺及其使用方法。
[0006]本發(fā)明提出的全站儀視準線法測量水平位移觀測臺，包括基座、滑道、照準部、指針、激光器、反射片和異型警示牌，所述基座上設(shè)有滑道，照準部垂直布置于基座上，照準部底部嵌于滑道內(nèi)，且能沿滑道來回滑動，激光器固定于照準部的中部豎直中線上，異型警示牌位于照準部上端，所述反射片固定于照準部上端異型警示牌的中心。照準部下端設(shè)有指針，基座上設(shè)有刻度面，所述指針與刻度值對應(yīng)，為調(diào)節(jié)基座完全水平，所述基座1上安裝有三顆水平調(diào)節(jié)螺旋，基座上安裝有圓水準器。
[0007]本發(fā)明中，所述滑道由滑道外緣與滑道內(nèi)緣構(gòu)成，照準部底部通過照準部固定板螺釘固定于照準部固定板上。
[0008]本發(fā)明提出的一種高層建筑測量控制點投射定位輔助裝置的使用方法，具體操作步驟如下:
施工前的準備工作:在基坑未開挖時，在基坑邊坡旁邊擾動影響范圍外確定第一基準點24、第二基準點25。在第二基準點25上精密架設(shè)全站儀，對中整平后，瞄準第一基準點24，此時全站儀的視線即為視準線。在此視準線上按一定距離布設(shè)原始變形監(jiān)測點位27若干;
當基坑逐步開挖時，靠近邊坡的土體將向著基坑開挖的方向23移動，產(chǎn)生的位移狀態(tài)如基坑邊坡位移線21。此時原始變形監(jiān)測點位27則移動到變形監(jiān)測點位28。此觀測臺的功能即為多次測量原始變形監(jiān)測點位27與發(fā)生位移后的變形監(jiān)測點位28之間的距離；具體使用時，將全站儀視準線法水平位移觀測臺刻度面貼緊發(fā)生位移后的變形監(jiān)測點28，然后通過激光器8發(fā)出的激光確定觀測方向，調(diào)整刻度面4與視準面垂直，然后旋動第一調(diào)節(jié)螺旋2、第二調(diào)節(jié)螺旋10和第三調(diào)節(jié)螺旋13，使得基座1上的圓水準器3完全居中，從而確?；?水平，并將此時觀測臺正對變形監(jiān)測點位的中心處的初始刻度值記錄下來，此時測量員通過操作已定向的全站儀，找到變形監(jiān)測點，指揮觀測臺操作員平移照準部7，使照準部7上帶有瞄準十字的反射片6與全站儀望遠鏡內(nèi)十字絲重合，再將讀數(shù)指針9對應(yīng)的刻度值記下，用該刻度值減去初始刻度值，即為該變形點偏離視準線的位移，也即其相對于原始位置的位移量。
[0009]本發(fā)明中，也可利用全站儀瞄準反射片測量相應(yīng)的角度與距離，通過小角度法計算水平位移。故該發(fā)明能較好地適用于直接丈量法和小角度法。
[0010]本發(fā)明取得的有益效果在于:
本發(fā)明的全站儀視準線法水平位移觀測臺及其使用方法為首次發(fā)明。發(fā)明主體結(jié)構(gòu)簡單，易于制作，成本較低。本發(fā)明的全站儀視準線法水平位移觀測臺，通過三顆調(diào)節(jié)螺旋、和圓水準器3可保證基座1調(diào)整至水平，提高測量精度；而激光器8和照準部7上的帶有瞄準十字的反射片6協(xié)同工作，可實現(xiàn)觀測臺精確地對準全站儀，及保證全站儀精確找到該觀測臺，并精瞄反射片，大大提高測量精度。本發(fā)明的全站儀視準線法水平位移觀測臺，通過讀數(shù)指針9與刻度面4的相互配合，可估讀至0.1_，提高了測量精度。本發(fā)明的全站儀視準線法水平位移觀測臺，調(diào)校過程可一次完成，減少了人工調(diào)整時間，大大提高了工作效率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明的主視圖。
[0012]圖2是本發(fā)明的俯視圖。
[0013]圖3是本發(fā)明的背部俯視圖。
[0014]圖4是本發(fā)明使用圖示。
[0015]圖中標號:1、基座，2、第一調(diào)節(jié)螺旋，3、圓水準器，4、刻度面，5、異形警示牌，6、反射片，7、照準部，8、激光器，9、指針，10、第二調(diào)節(jié)螺旋，11、滑道，12、滑動方向，13第三調(diào)節(jié)螺旋，14、基座背部，15、滑道外緣，16、滑道內(nèi)緣，17、照準部固定板，18、照準部固定板螺釘，19、調(diào)節(jié)螺旋底部，20、已開挖基坑，21、基坑邊坡位移線，22、基坑邊坡，23、基坑邊坡位移方向，24、第一基準點，25、第二基準點，26、視準線，27、原始變形監(jiān)測點位，28、發(fā)生位移后的變形監(jiān)測點位。

【具體實施方式】
[0016]下面通過實施例結(jié)合附圖進一步說明本發(fā)明。
[0017]如圖1和圖2所示，本發(fā)明包括基座1、精密設(shè)置于基座1上的滑道11、垂直于基座1且能沿滑道11滑動的照準部7、固定在照準部7底部的指針9，所述指針9用于讀數(shù)，設(shè)置在基座1上且與指針9對應(yīng)的刻度面4、激光器8、與全站儀配套使用的帶有瞄準十字的反射片6和異型警示牌5。激光器8固定在照準部7的中部豎直中線上，所述反射片6固定于照準部7上端且位于異型警示牌5的中心。為調(diào)節(jié)基座平臺完全水平，所述基座1上安裝有三顆水平調(diào)節(jié)螺旋，即第一調(diào)節(jié)螺旋2、第二調(diào)節(jié)螺旋10和第三調(diào)節(jié)螺旋13。為直觀觀察基座1的水平情況，在基座1上安裝有一個高精度圓水準器3?；巢?4上主要結(jié)構(gòu)包括:滑道外緣15與滑道內(nèi)緣16構(gòu)成滑道12，照準部7由照準部固定板17固定，上部有兩枚照準部固定板螺釘18。
[0018]在已開挖基坑20未開挖時，在基坑邊坡22旁邊擾動影響范圍外適當位置，確定第一基準點24和第二基準點25。在第二基準點25上精密架設(shè)全站儀，對中整平后，瞄準第一基準點24，此時全站儀的視線即為視準線。在此視準線上按一定距離布設(shè)原始變形監(jiān)測點位27若干。以上工作為施工前的準備工作。
[0019]當基坑逐步開挖時，靠近邊坡的土體將向著基坑開挖的基坑邊坡位移方向23移動，產(chǎn)生的位移狀態(tài)如基坑邊坡位移線21。此時原始變形監(jiān)測點位27則移動到發(fā)生位移后的變形監(jiān)測點位28。測量任務(wù)即為多次測量原始變形監(jiān)測點位27與發(fā)生位移后的變形監(jiān)測點位28之間的距離。
[0020]具體測量時，架設(shè)全站儀于第二基準點25，對中整平后，精瞄第一基準點24，確定基準線，旋緊水平制動螺旋。此時，將本發(fā)明的全站儀視準線法水平位移觀測臺刻度側(cè)貼緊變形觀測點28，通過激光器8發(fā)出的激光確定觀測方向，協(xié)同調(diào)整第一調(diào)節(jié)螺栓2、第二調(diào)節(jié)螺栓10和第三調(diào)節(jié)螺栓13，使得基座1上的圓水準器3居中，從而確?；?水平，并將此時發(fā)生位移后的變形監(jiān)測點位28正對的刻度值記錄下來，此為初始刻度值。然后測量員通過全站儀調(diào)節(jié)豎直旋轉(zhuǎn)，瞄準原始變形監(jiān)測點位27，通過對講機遙控觀測臺操作員平移照準部7，使照準部7上的帶有瞄準十字的反射片6位于全站儀望遠鏡的十字中心，此時，再將讀數(shù)指針9所對應(yīng)的刻度值記錄。用該刻度值減去初始刻度值，即為所求變形監(jiān)測點的位移量。
【權(quán)利要求】
1.一種全站儀視準線法測量水平位移觀測臺，包括基座(I)、滑道(11)、照準部(7)、指針(9)、激光器(8)、反射片(6)和異型警示牌(5)，其特征在于所述基座(I)上設(shè)有滑道(11)，照準部(7)垂直布置于基座(I)上，照準部(7)底部嵌于滑道(11)內(nèi)，且能沿滑道(11)來回滑動；激光器(8)固定于照準部(7)的中部豎直中線上，異型警示牌(5)位于照準部(7)上端，所述反射片(6)固定于照準部(7)上端異型警示牌(5)的中心；照準部(7)下端設(shè)有指針(9)，基座(I)上設(shè)有刻度面(4)，所述指針(9)與刻度值對應(yīng)，為調(diào)節(jié)基座(I)完全水平，所述基座(I)上安裝有三顆水平調(diào)節(jié)螺旋，基座(I)上安裝有圓水準器(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全站儀視準線法測量水平位移觀測臺，其特征在于所述滑道由滑道外緣與滑道內(nèi)緣構(gòu)成，照準部底部通過螺釘固定于照準部固定板上。
3.—種如權(quán)利要求1所述的全站儀視準線法水平位移觀測臺的使用方法，其特征在于具體步驟如下: 施工前的準備工作:在基坑未開挖時，在基坑邊坡旁邊擾動影響范圍外確定第一基準點(24)、第二基準點(25);在第二基準點(25)上精密架設(shè)全站儀，對中整平后，瞄準第一基準點(24)，此時全站儀的視線即為視準線；在此視準線上按一定距離布設(shè)原始變形監(jiān)測點位(27)若干； 當基坑逐步開挖時，靠近邊坡的土體將向著基坑開挖的方向(23)移動，產(chǎn)生的位移狀態(tài)如基坑邊坡位移線(21);此時原始變形監(jiān)測點位(27)則移動到變形監(jiān)測點位(28);此觀測臺的功能即為多次測量原始變形監(jiān)測點位(27)與發(fā)生位移后的變形監(jiān)測點位(28)之間的距離； 具體使用時，將全站儀視準線法水平位移觀測臺刻度面貼緊發(fā)生位移后的變形監(jiān)測點(28)，然后通過激光器(8)發(fā)出的激光確定觀測方向，調(diào)整刻度面(4)與視準線垂直，然后協(xié)同旋動第一調(diào)節(jié)螺旋(2)、第二調(diào)節(jié)螺旋(10)和第三調(diào)節(jié)螺旋(13)，使得基座(I)上的圓水準器(3)完全居中，確保基座(I)水平，并將此時觀測臺正對變形監(jiān)測點位中心處的初始刻度值記錄下來；此時測量員通過操作已定向的全站儀，找到變形監(jiān)測點，通過對講機指揮觀測臺操作員平移照準部(7)，使照準部(7)上帶有瞄準十字的反射片(6)與全站儀望遠鏡內(nèi)十字絲重合，再將讀數(shù)指針(9)對應(yīng)的刻度值記下，用該刻度值減去初始刻度值，即為該變形點偏離視準面的位移，也即其相對于原始位置的位移量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的使用方法，其特征在于利用全站儀瞄準反射片測量相應(yīng)的角度與距離，通過小角度法計算水平位移。
【文檔編號】G01C15/00GK104390632SQ201410668036
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年11月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月21日
【發(fā)明者】邵志國, 韓傳峰, 張士彬 申請人:同濟大學