第1页共8页全站仪自由设站法的精度分析摘要:分析自由设站法的原理及精度评定,推导利用自由设站法进行基坑监测的精度公式；结合某一基坑监测,将自由设站法与目前在基坑监测中常用的测坐标法进行对比分析,利用自由设站法对基坑进行变形监测完全满足规范要求,具有较好的实用价值。关键词:自由设站法;基坑监测;精度分析Abstract:Theanalysisoffreeprincipleandaccuracyevaluationmethod,theprecisionformulaisderivedusingfreestationmethodoffoundationpitmonitoring;combinedwithacertainfoundationpitmonitoring,willfreestationmethodandpresentinthefoundationpitmonitoringcoordinatemethodusedsensorwereanalyzed,usingthefreestationmethodfordeformationmonitoringfullymeetthe第2页共8页standardrequirementsonthefoundation,andhasgoodpracticalvalue.Keywords:freestationmethod;monitoring;precisionanalysis：TV551.4文献标识码：：随着我国国民经济的迅猛发展,城市建设也突飞猛进,随之出现了众多的超高层、大跨度空间结构。而做为工程建设第一步的基坑工程又是各种建筑上部施工的关键,过去由于设计和施工过程中对基坑的认识不足、重视不够而发生过一些重大的工程事故,造成了巨大的经济损失。由于目前尚无成熟的方法用于计算基坑周围土体的变形,因此,在施工过程中对基坑进行准确及时的监测就显得尤为重要。目前常用的基坑位移监测方法有视准线法、小角法和测坐标法等,这些方法均需在基坑周边埋设基准点进行设站观测,但由于基坑及周边地区均存在变形,因此,基准点的稳定性往往难以保证。第3页共8页本文提出利用全站仪自由设站法对基坑进行位移监测,由于自由设站法无需固定基点,所以完全避免了上述问题。本文依次介绍自由设站法的原理并推导自由设站法监测变形点的精度公式,最后通过与目前基坑监测中常用的测坐标法进行对比分析,得出利用自由设站法对基坑位移进行监测完全可满足规范要求。1自由设站法原理所示,XOY为施工坐标系,I为已知控制点,P为自由设站点;xPy为以P为坐标原点,以全站仪读盘零方向为x轴的局部坐标系,0为施工坐标系X轴与局部坐标系x轴的夹角。在P点架设仪器,对已知控制点I进行观测,可得到P点到I点的距离Si和方向角i,之后便可得到I点在xPy坐标系中的坐标,即式中:Si为PI的水平距离,i为水平方向的读数。利用坐标转换原理,可得式中:k为局部坐标系之边长缩放系数,令c=第4页共8页kcos0、d=ksin0,则式(2)可变为式中:Xi、Yi、xi、yi均为已知数,Xp、Yp、c、d为未知数,因此,为了求出这4个未知数,必须要有4个方程式,即至少必须观测到2个已知控制点。如果观测了2个以上的控制点,便出现了多余观测,此时可按间接平差原理,在[VTPV]=min的条件下求出xp、Yp、c、d。计算公式如下[1]:利用该方法确定设站点坐标时,至少观测2个控制点,为了保证设站点精度以及防止个别控制点被破坏,在实际工作中应至少安置3个控制点。2精度评定在变形监测工作中,选择何种监测方法,不仅要考虑这种方法的效率高低,更重要的是采用这种方法进行监测时其精度是否可靠,能否满足工程需要。下面将对自由设站法设站点精度以及利用自由设站法进行监测的精度评定方法进行讨论。2.1自由设站法设站点精度评定第5页共8页利用自由设站法确定设站点P的坐标时,实际的观测量是边长和方向值,由于在观测过程中存在观测、气象等误差的影响,因此,这里通过控制点原始坐标与坐标变化后的坐标之差来评定P点的精度,计算公式为式中:xT为坐标变换后的坐标,x为原始坐标,n为控制点数。2.2监测点的精度评定通过自由设站得到设站点坐标后,即可进行测量。利用设站点测量即为普通的坐标测量,计算公式为此时,监测点的精度主要受测角和测距误差的影响,计算公式为但由于此时设站点是通过自由设站得到,自由设站所得站点坐标本身便含有一定误差,因此,此时监测点的精度计算公式为3自由设站法与其他监测方法对比分析为评价自由设站法在基坑监测中的适用性,本文将其与目前常第6页共8页用的测坐标法进行对比分析。这里选用某广场基坑监测作为实例,该基坑形状及各监测点位置如图2所示。在基坑监测过程中选用徕卡TCA1800测量机器人做为测量仪器,T...