变形监测+数据整理+数据编制+科傻平差
概述：（一）全站仪可以测斜距、平距、角度，普通工作在要求不高时，我们可以直接用平距，但是一旦涉及导线等精密测量时，“平距”必须通过别的渠道进行改正得
到（斜距改平或边长改正）
（二）当测量任务涉及到变形监测、导线网、多测回测角等精密测量时，不少测工受制于仪器、或者相关后处理软件的制约（如建策Dam6.0 徕卡三维变形软件）、
其“数据整理归纳”和“斜距改平”的工作难以推进，困惑不前。
（三）本文主要交流探讨：
①徕卡tca2003、tcr1201、tm30、tm50、ts15/16、ts60等徕卡测量机器人的非
官方软件多测回测角测量的外业采集及数据后处理平差替代方法。
②普通1″仪器（特指：无马达、无自动照准、无多测回测角）的外业测量-原
始数据—整理—编制—科傻平差的流程作业。
（四）本文是关于：徕卡测量机器人和普通仪器对精密测量外业数据作用于后期数据平差的探讨和交流，交流指正（如测距仪的气象改正系数K1、K2）
（五）仪器架设为控制点上（不用设站）采用全圆观测方法, (非极坐标方法)进行数据采集（仪器架设A点以B为0方向，观测其余待监测点C1/C2/C3.再以B测站
点以A为0方向，观测其余待监测点C1/C2/C3）外业上不带入任何坐标，只采
集边角数据。内业用A/B的已知坐标，加入气象等条件后，通过软件解算得出
C1/C2/C3坐标，可先做A/B/D为高等级控制网、再测量时候把D也测进去，用
于复核（网形图片参考附件五）
关键：全圆观测、变形监测、导线、网平差、边坡监测、三角高程平差
难点：多测回测角、斜距化平、边长改正
要点：（一）精密测量都是mm级别范畴、需要严谨的态度对待（注意：仪器对中精度、量取精度、温度、干湿、气压、成像条件等）
（二）对变形监测、导线网、三角高程的外业数据采集步骤要有大致了解
（三）明白“多测回测角”对于工作的重要性
（四）关于“斜距化平”的突破
（五）常用到的参数（大气折光系数K、地球曲率R、仪器加（乘）常数、温度℃、气压Pa 等）
①仪器加（乘）常数通过该台仪器的检定证书查看如（常数主要是对测距改正）
（加常数：K=-1.38mm 乘常数：R=1.78mm/km ）
②更严谨的会涉及到激光的波长、及频率、周期等
③测距仪气象改正系数K1，K2公式（请百度：查阅全站仪距离气象改正与推
导）
（六）针对从非自动仪器，下载出原始数据进行编制及—Cosa进行平差，我们得掌握Cosa 的高程in1、平面in2及其斜距化平.SV 文件的编写、明白其具体含义
. （七）适合无马达、无ATR的普通全站仪外业采集数据—整理外业—编制cosa.SV文件进行后处理。（但该方法自动化程度较差、时效较低）
①因测量机器人自动化程度较高，外业多测回后可直接导出边角数据，后处
理软件对接、报表生成、数据平差、本文不加以论述
②本文主探讨：测量机器人导出原始数据、利用科傻老版进行数据编制及后
期平差
场景实际应用案例
场景：水电站
使用仪器：徕卡Tm30 （ 0.5″ 1+1ppm）
控制点：3个
待监测点：9个
目的：水电站三维变形监测
原作业方法：多测回测角（全圆观测）+徕卡三维变形监测后处理（建策Dam6.0解算平差）
现在方法：外业多测回测角采集+数据编制+科傻解算平差
（一）控制点没有，可自建独立坐标系
（二）场地适用于：桥梁结构检测、隧道检测、边坡检测、建筑检测
作业方法
1. 测量机器人，外业多测回测角或三维变形监测数据采集（省略…今重点在于数据整理
+格式编写+平差处理）
2. 外业数据采集完毕后从仪器TM 30中，导出tpt（水平角）、txt（斜距）、tzt（垂直角）
三个文本格式文件（徕卡也可直接导出Obs格式—接入—徕卡三维变形监测后处理。
本文就不以叙述）
3. 利用微软Word VB或其它工具整理出所需要的水平角、斜距、垂直角数据，准备进
入编写Cosa.SV文件
（一）所需要的数据：已平均后的数值
（二）关于“转换工具”，请查阅五三二四六一九二五工具
4. 新建txt文本，按下列进行编制
方向中误差(秒)，测距仪固定误差(mm),比例误差(ppm)
测距仪加常数(MM)，乘常数(如1.0)，测距仪光轴和经纬仪视准轴垂直偏距(mm) 测距仪气象改正系数K1，K2，大气折光系数K(如0.13)
地球平均曲率半径(m)，气压单位(可为mmHg 或 mb)
已知点点号，X坐标，Y坐标，海拔高程H
测站点名
仪器高(m)，温度(℃)，气压
照准点名，观测值类型，观测值
照准点名，观测值类型，观测值
如：
OP09,L,19.105228(方向值，水平角)
OP09,S,123.2561,91.415104,0.236（斜距、垂直角、目标高）
根据数据整理后编写的 SV文件
0.5,1,1
0.51,-3.18,0
282,3868,0.13
6368520,mmhg
J1,80013.834,39802.1592,732.8067
J2,80000.000,40000.000,720.9747
J2
0.238,5,708.80829
J1,L,0
J1,S,198.6745,86.351671,0.235
OP09,L,19.105228
OP09,S,123.2561,91.415104,0.236
OP06,L,46.253949
OP06,S,159.9666,89.130586,0.239
OP04,L,59.281165
OP04,S,138.1258,89.044350,0.236
OP02,L,72.290695
OP02,S,127.0851,88.593291,0.234
J3,L,99.015940
J3,S,95.5966,87.281620,0.235
0.238,5,708.80829
J1,L,0
J1,S,198.6745,86.351643,0.235 OP08,L,31.113359
OP08,S,94.0479,92.082963,0.237 OP07,L,41.520343
OP07,S,197.3599,88.475446,0.237 OP05,L,53.350235
OP05,S,146.1896,89.082664,0.238 OP03,L,65.410522
OP03,S,131.7340,89.024698,0.235 J3,L,99.015925
J3,S,95.5966,87.281626
J1
0.238,5,708.80829
J2,L,0
J2,S,198.6752,93.244938,0.238 OP07,L,291.185196
OP07,S,141.5726,93.064389,0.237 OP05,L,313.284406
OP05,S,162.3955,93.240619,0.239 OP03,L,320.121358
OP03,S,187.7817,92.562603,0.236 J3,L,336.084887
J3,S,233.3631,91.520626,0.235 OP08,L,337.341304
OP08,S,128.4970,96.512967,0.237 J1
0.238,5,708.80829
J2,L,0
J2,S,198.6752,93.244955,0.238 OP06,L,307.140319
OP06,S,145.8757,93.472997,0.239 OP04,L,317.075941
OP04,S,175.1305,93.083702,0.236 OP02,L,322.523205
OP02,S,201.0021,92.440831,0.234 OP09,L,333.425577
OP09,S,92.7127,99.363810,0.236 J3,L,336.084867
J3,S,233.3631,91.520621,0.235
5. 气象、球差、气差、仪器加（乘）常数、平距改正全部在软件内完成
6. 确认无误后，保存，修改后缀为XXX.SV
7. 打开科傻-工具-斜距化平（即可分拆为in1、in2 高程网和平面网文件）
8. 科傻直接分别高程网平差、平面网平差（生成报告，查看相关精度是否满足）
9. 外业采集数据的仪器大气改正全部关闭（科傻内改正）带上温度计，气压表准确
录入气象数据
10. 科傻和DAM6.0的处理结果比对高程和平面解算值基本在1mm左右满足要求
11. 普通机型做监测（多测回测角），下来私下交流
参考资料
（一部分）边长改正
全站仪的斜距测量精度是比较高的，但斜距需要进行一些改正和归算才能得到两点间的平距，尤其是当测距边较长时，需要考虑地球曲率和大气折光的影响
精密导线网的边长（斜距化平）：必须要进行气象改正、仪器加（乘）常数改正、平距改正、边长的高程归化和投影改化
1.气象改正
S2= S1+S1*（K1-K2*0.0001*P/(1+0.00366*T)）*10-6 （跟T温度、P气压相关）
2.仪器加（乘）常数改正（仪器自身参数-检定报告中查看）
3.平距改正
D=S*cos（a+f）f=（1-k）p*cos/2R
跟大气折光系数、地球平均曲率半径相关（球差、气差双差改正）
4.边长的高程归化,归化到当地平均高程面上的测距边长度D°
D°=D*（1+(Hp-Hm)/R）(R曲率半径Hp 平均高程Hm两点的平均高程平原地区基本等于Hp-Hm≈0
高程投影面主要是跟当地海拔高确定，对高程没什么影响，最要是对平面影响比较大，一般在高海拔地区施工作业才涉及此问题、取平均海拔值
5.投影改化（小范围不考虑）
6.（1-3）项基本都用到（4-5）特殊地区使用
（二部分）气象对归化距离的影响
1. (大气折光系数0.13) 5℃945hpa
S,198.3246 （归化水平距离）
2. (大气折光系数0.13) 15℃945hpa
S,198.3264 （归化水平距离）
3. (大气折光系数0.13) 25℃945hpa
S,198.3282 （归化水平距离）
4. (大气折光系数0.14) 5℃945hpa
S,198.3246
测试经过 1.温度每上升10℃归化的水平距离增加2mm
2.大气折光系数K 0.13 0.14 影响不大
3.气压，暂未测试
（三部分）严密斜距改平距运算
1.加常数乘常数改正计算（加常数乘常数检定报告中查看）
2.改正后的斜距计算（气象改正温度气压先输入进去得到S）
3.地球曲率与大气折光对天顶距的改正值（”）
4.测站与镜站平均高程面的距离（水平距离）
注：D=S*Sina 为什么是水平距离测量里的垂直角（天顶距）表示的是正弦定理
比如：当竖直角为3°距离为200m时，不加改正和加改正的平面距离误差为3mm 所以当垂直角较大时，一定要斜距化平距
（四部分）附件
附件一：原始数据（徕卡tm/ts tpt、txt、tzt）
附件二：经整理后的电子表格（水平角、垂直角、边长）
附件三：分拆后的科傻.IN2平面网数据和.IN1高程数据
附件四：科傻平差结果值与建策Dam6.0的比较
附件五：案例点位布置图
附件一：（文库原因上传不了原始数据，请谅解）
附件二：电子表格
附件三：SV转IN2 和IN1文件科傻IN2平面
0.5 , 1 , 1
J2,80000,40000
J1,80013.834,39802.1592
J2
J1,L,0.000000
J1,A,273.595961
OP09,L,19.105224
OP09,S,123.203850
OP08,L,31.113363
OP08,S,93.983760
OP07,L,41.520347
OP07,S,197.318540
OP06,L,46.253945
OP06,S,159.953630
OP05,L,53.350239
OP05,S,146.174870
OP04,L,59.281161
OP04,S,138.109500
OP03,L,65.410526
OP03,S,131.717290
OP02,L,72.290691
OP02,S,127.067030
J3,L,99.015933
J3,S,95.504725
J1
J2,L,0.000000
OP07,L,291.185191
OP07,S,141.365410
OP06,L,307.140324
OP06,S,145.558140
OP05,L,313.284401
OP05,S,162.111500
OP04,L,317.075946
OP04,S,174.869040
OP03,L,320.121353
OP03,S,187.536700
OP02,L,322.523210
OP02,S,200.775260
OP09,L,333.425582
OP09,S,91.412690
J3,L,336.084877
J3,S,233.241390
OP08,L,337.341299
OP08,S,127.579440
科傻IN1高程
J2,720.9747
J1,732.8067
J2,OP08,-3.512900,0.094 J2,OP07,4.142210,0.197 J2,OP05,2.193820,0.146 J2,OP03,2.196670,0.132 J2,J3,4.221600,0.096
J2,OP09,-3.648220,0.123 J2,OP06,2.183190,0.160 J2,OP04,2.224150,0.138 J2,OP02,2.239770,0.127 J2,J3,.000000,0.096
J1,J2,-11.829130,0.199
J1,J2,-5.913920,0.199
J1,OP06,-9.646270,0.146
J1,OP04,-9.600030,0.175
J1,OP02,-9.586780,0.201
J1,OP09,-15.476180,0.093
J1,J3,-7.601925,0.233
J1,J2,-5.915210,0.199
J1,J2,.000000,0.199
J1,OP07,-7.683920,0.142
J1,OP05,-9.635310,0.162
J1,OP03,-9.628950,0.188
J1,J3,.000000,0.233
J1,OP08,-15.342390,0.128
J2,J1,11.829130,0.199
J2,J1,5.913920,0.199
J2,J1,5.915210,0.199
J2,J1,.000000,0.199
附件四（科傻平差与其它软件坐标值之间比较）
附件五（案例点位布置图）
. .. . 石铁路院校区基础控制测量 技术设计书 系别：测绘工程系 班级：工1202班 组名：第五组 组长：孟 组员：王颖、瑶瑶、臧阔 、磊 指导老师：周淑波 铁路职业技术学院 2014年6月8日
目录 一、实验项目 (3) 二、实验目的 (3) 三、实验仪器 (3) 四、实验原理和导线测量技术要求 (3) 五、实验容步骤 (5) 六、实验结论 (6) 七、附表 (14) 八、总结 (17)
一、实验项目 精密导线测量的方法及数据处理。 导线——测区相邻控制点连成直线而构成的连续折线(导线边)。 导线测量——在地面上按一定要求选定一系列的点依次相邻，次序连成折线，并测量各线段的边长和转折角，再根据起始数据确定各点平面位置的测量方法。 主要用于带状地区、隐蔽地区、城建去、地下工程、公路、铁路等控制点的测量。导线的布设形式有：符合导线、闭合导线、支导线和导线网，这次布设形式为闭合导线。 二、实验目的 1了解精密导线测量的方法； 2学会精密导线测量的数据处理方法； 3学会使用科傻平差软件。 三、实验仪器 精密导线所需要的仪器有：南方全站仪一台，棱镜两个，记录板一个，三脚架三
个。 四、实验原理和导线测量技术要求 1．导线布设形式，根据测区的大小情况要求，导线可布设成以下三种： 1）闭合导线 2）附合导线 3）支导线 2．城市或工程测量导线测量技术指标 注意： 1.可以角度和边长分别测量，也可同时测量。 2.导线点要保存好，作为下次精密水准的水准点，两次实验的成果构成一个完整的二级导线控制成果。 3.本次实验可选二级导线，以校园I级（一级）导线点为已知点，布设平均边长约为200米的II级（二级）不少于四个，构成闭合或附合导线。
科傻系统(COSA)系列软件GPS工程测量网 通用平差软件包（CosaGPS V5.1） 使用说明书 2007年11月
所有不得翻录Tel: Email: https://www.doczj.com/doc/858098771.html, https://www.doczj.com/doc/858098771.html,
目录 目录 (1) １.简介 (3) 1.1 功能全面 (3) 1.2 整体性好 (3) 1.3 解算容量大，运算速度快 (3) 1.4 操作简明，使用方便 (4) 2.“文件”下拉菜单 (6) 2.1 工程与文件 (6) 2.2 “文件”菜单项 (8) 2.2.1新建 (8) 2.2.2打开 (9) 2.2.3关闭 (9) 2.2.4保存 (9) 2.2.5另存为 (9) 2.2.6新建工程 (9) 2.2.7 打开工程 (15) 2.2.8 打印 (16) 2.2.9 打印预览 (16) 2.2.10 打印设置 (16) 2.2.11 退出 (16) 3.“GPS数据处理”下拉菜单 (17) 3.1 已知数据 (17) 3.1.1 三维已知坐标 (18) 3.1.2 二维已知坐标 (19) 3.1.3 一维高程点 (19) 3.1.4 输入地面边长 (19) 3.1.5 输入地面方位 (20) 3.2 基线数据 (20) 3.3 GPS三维向量网平差（无约束平差或约束平差） (21) 3.4 二维网联合/约束平差 (22) 3.4.1 联合/约束平差 (22)
3.4.2 输出用户自定义任意两点相对精度 (23) 3.5 椭球面上三维平差 (23) 3.6 工程网(一点一方向)平差 (24) 3.7 GPS高程拟合 (25) 3.8 GPS三维秩亏自由网平差 (26) 3.9 稳定性分析 (27) 3.10 设置 (28) 4.“查看”下拉菜单 (28) 5.“工具”下拉菜单 (29) 5.1 闭合差计算 (30) 5.2 重复基线差 (30) 5.3 网图显绘 (31) 5.4 贯通误差影响值计算 (31) 5.5 GPS网设计 (32) 5.6 输出AutoCAD格式的GPS网图 (33) 6.“坐标转换”下拉菜单 (34) 6.1 XYZ-〉BLH (34) 6.2 BLH->XYZ (35) 6.3 BL->XY (36) 6.4 XY->BL (36) 6.5 XY1->XY2 (37) 6.6 XYZ1->XYZ2 (39) 6.7 高程面坐标变换 (41) 7.“帮助”下拉菜单 (42) 附录1. 功能菜单框图 (43) 附录2. 算例及说明 (44) 附录3. 基线解文件格式说明 (46) 附录4. 方向及经纬度的角度格式说明 (54) 附录5. 简要操作步骤 (55)
边坡变形监测方案实施及数据处理分析 【摘要】边坡工程施工过程中，由于填挖面大，引起周边环境变形的可能性就高，需要对边坡进行有效的变形监测，针对变化及时采取一些方法处理，以保证设施的安全。这种项目就需要正确地采用一个合理的监测方案，对数据处理、分析。本文结合已完成项目的实例，对边坡进行水平位移和沉降监测，采用监测方法为精密二等水准、极坐标法，并对其进行分析。 【关键词】变形监测；基准网；变形点；边角网；极坐标法；闭合水准路线 1 工程概况 某变电站东南侧边坡于2011年发生滑坡，后采用42根抗滑桩进行加固处理。根据施工单位的反映，抗滑桩施工2012年3月施工完毕后至2012年5月初，抗滑桩发生位移，附近水泥地面发现裂缝，呈放大趋势。为了准确了解抗滑桩变形情况，要求对桩顶水平及垂直位移进行变形监测。 2 监测方案的实施 2.1 基准控制点和监测点的布设 2.1.1 基准网的建立 选择通视良好、无扰动、稳固可靠、远离形变护坡高度3倍即45m外比较稳定的地方埋设四个工作基点，其中三个工作基点A1、A2、A3采用有强制归心装置的观测墩，照准标志采用强制对中装置的觇牌。A2、A3为观测墩，地面高度约1.2m，埋深至基岩位置，A4为主要检核点，埋设在加固坎上，地质较为稳定。 A3、D12、SZ1为沉降基准点，D12在是4×4m的高压电塔加固水泥墩上，建成已超过一年，SZ1在另一电塔水泥墩上，墩台3.5×3.5m，建成时间超过三年，非常稳固。 2.1.2 变形点的建立 变形点应布置在边坡变形较大并能严格控制变形的边坡边沿位置。在边坡顶上布置27个变形监测点，编号分别为东侧为1-27。用膨胀螺栓垂直植入护坡混凝土中，螺栓孔深不小于100mm，露出地面30-80mm，用红色油漆在螺栓上做标记，并将螺栓顶部磨半圆。 基准点与各点位埋设完毕等候5天后，水泥凝固稳定后方可开始进行观测。 2.2 监测精度及频率要求
c o s w i n说明书平差软 件 HUA system office room 【HUA16H-
前言 “地面测量工程控制与施工测量内外业一体化和数据处理自动化系统”（简称科傻系统）将测量基本原理和现代科技相结合，对电子全站仪、电子水准仪以及常规地面测量仪器进行系统的开发，以地面控制测量、施工测量和碎部测量等测量工程为对象，实现从外业数据采集、质量检核、预处理到内业数据处理、成果报表输出的一体化和自动化作业流程。 该系统由两个子系统组成：“基于掌上型电脑的测量数据采集和处理系统”（简称COSA-HC），在掌上型电脑RD-EB2上运行，能自动控制和引导整个作业过程并进行质量检测，一体化程度高，操作方便。该子系统具有水准测量、二、三维控制、碎部测量、道路测设、工程放样等测量作业模块；具
有小规模水准网、二、三维工程网的平差功能；具有文件管理和数据通信功能；该系统灵活方便，适合外业环境。 “地面测量工程控制测量数据处理通用软件包”（简称CODAPS或COSAWIN）在微机WINDOWS环境下运行即可独立使用，也可与COSA-HC联合使用，对RD-EB2传输过来的原始观测数据进行转换，完成从概算到平差的数据自动化处理，同时具有粗差探测与剔除、方差分量估计、闭合差计算、贯通误差影响值估算、报表打印、网图显绘、坐标转换与换带计算、控制网优化设计以及叠置分析等功能。 本手册是为COSAWIN用户专门编写的，若有疏漏和不当之处，敬请读者提出宝贵意见和批评指正。 武汉测绘科技大学武地课题组
2000.5.
第一章概述 1.1 系统简介 科傻系统（COSA）是“地面测量工程控制与施工测量内外业一体化和数据处理自动化系统”的简称，包括COSAWIN和COSA-HC两个子系统。COSAWIN在IBM兼容机上运行。 COSAWIN系统除具有概算、平差、精度评定及成果输出等功能外，还提供了许多实用的功能，如网图
目录 摘要.............................................................................................................................................. I Abtract.............................................................................................................................................. I I 1 工程概况 (1) 2 监测目的 (2) 3 编制依据 (3) 4 控制点和监测点的布设 (4) 4.1 变形监测基准网的建立 (4) 4.2 监测点的建立 (4) 4.3 监测级别及频率 (5) 5 监测方法及精度论证 (6) 5.1水平位移观测方法 (6) 5.2沉降观测方法 (8) 5.3基坑周围建筑物的倾斜观测 (9) 6 成果提交 (10) 7 人员安排及施工现场注意事项 (11) 8 报警制度 (13) 9 参考文献 (13) 附录1 基准点布设示意图 (15) 附录2 水准观测线路设示意图 (16) 附录3 水平位移和沉降观测监测报表 (17) 附录4 巡视监测报表样表 (18) 附录5 二等水准测量观测记录手薄 (19) 附录6 水平位移记录表 (20)
1 工程概况 黄金广场6#楼基坑支护工程位于合肥市金寨路和黄山路交口西南角，基坑开挖深度为12.4m~13.3m，为临时性工程,为一级基坑，重要性系数1.1，基坑使用期为六个月。 由于多栋建筑物与基坑侧壁距离较近，均在基坑影响范围内。按照国家现行有关规范强制性条文，“开挖深度大于或等于5m或开挖深度小于5m但现场地质情况和周围环境较复杂的基坑工程以及其他需要监测的基坑工程应实施基坑工程监测。”为了及时和准确地掌握基坑在使用期间的变形情况以及基坑相邻建筑物主体结构的沉降变化，需对基坑进行水平位移(或沉降)变形监测，并对相邻建筑物进行沉降监测。为此，编制以下检测方案。
CPIII数据处理系统 （使用说明） 一．安装说明 1.安装硬件狗驱动。点击狗驱动文件夹下的DogInst.exe文件， 在弹出对话框中选择“安装驱动”，即可完成驱动程序的安装。 2.安装软件。插上硬件狗，然后打开setup文件夹，双击setup.exe 文件，按照提示操作即可完成软件的安装。 3.安装完成后需要手动在C盘根目录下新建一个名为“mytemp” 文件夹，然后在D盘根目录下新建一个名为“项目管理中心” 的文件夹即可，安装过程完成。 二．使用说明 1.插上硬件狗，双击CPIIIMAIN.EXE执行文件，启动主程序。 如图2.1.组侧为工具栏，控制平差流程，右侧为项目管理栏， 对项目进行管理。
图2.1 2.新建项目。点击该工具条即新建一个项目，给该项目命名并确 定后，程序将自动在D:/项目管理中心目录下新建一个以该项目名为文件名的文件夹，而后所有对该项目的操作都在该项目下进行，生成文件都保存在该文件夹下。 3.添加观测值。点击该工具条即显示出查找路径对话框，查找观 测原始数据路径，找到数据后点击确定即可将观测数据添加到项目中。如图2.2 图2.2 4.添加控制点。点击该工具条即显示查找路径对话框，查找控制 点数据，点击确定即可将控制点坐标数据添加到项目中。（注意：已知点数据文件格式为.txt格式，文本内容顺序为：点名，X坐标，Y坐标。如图1.3）
图2.3 5.观测边角计算。点击该工具条对观测文件进行边角关系计算， 生成的边角关系文件保存在右侧：项目管理中心/其他格式下 科傻格式，点右键用记事本打开即可查看。（提示：CPII导线 平面数据也可用此方法，生成科傻格式后可用科傻平差）三．数据分析 1.录入点号检错。点击该工具条对导入数据的点号进行检查，可 显示每个点被观测几次，分别在哪几站被观测，放便查找有点 号输入错误的。如图3.1 图3.1
新建铁路原州区至王洼（起点至程儿山隧道出口段） 控制网复测报告 甘肃铁道综合工程勘察院有限公司 二〇一五年一月兰州
新建铁路原州区至王洼（起点至程儿山隧道出口段） 控制网复测报告 编写： 复核： 审批： 甘肃铁道综合工程勘察院有限公司 二〇一五年一月
目录 1．控制网概况 (1) 2．复测依据 (1) 3. 复测工作内容 (1) 4．复测工作开展 (1) 4.1投入测量仪器 (1) 4.2投入测量人员 (2) 5.平面坐标和高程系统 (2) 5.1控制网复测 (2) 5.2控制网复测实施 (2) 6. GPS内业处理 (4) 7. 控制网复测成果分析及结论 (6) 7.1 控制网复测成果判别方法 (6) 7.2 相邻点间坐标差之差的相对精度统计 (6) 7.3复测与原测坐标成果比较 (8) 7.4平面控制网复测结论 (10) 8. 高程控制网复测 (10) 8.1四等水准测量主要技术要求 (10) 8.2四等水准测量外业测量 (11) 8.3四等水准复测与原成果比较分析 (11) 9.完成复测工作量 (12) 10.附件报告 (12) 10.1 控制点成果表 (13) 10.2 GPS 二维网平差报告 (14) 10.3高程平差报告 (23) 11.测量仪器鉴定证书 (25)
新建铁路原州区至王洼（起点至程儿山隧道段）[控制网复测报告] 新建铁路原州区至王洼 （起点～程儿山隧道出口） 控制网复测报告 1．控制网概况 原州区至王洼铁路控制网的布设由设计单位按分级布网的原则，分别布设四等GPS平面网和四等水准高程网，前期主要复测起点至程儿山隧道控制网，并对程儿山隧道进出口及斜井布设的加密点进行了联测。 2．复测依据 （1）《铁路工程测量规范》(TB10101-2009)； （2）《国家三、四等水准测量规范》（GB/T12898-2009）； （3）《铁路工程卫星定位测量规范》（TB10054-2010）； （4）《全球定位系统(GPS)测量规范》（GB/T 18314-2009）； （5）《新建铁路固原至王洼专用线控制测量成果书》（铁一院2010.5）。 3. 复测工作内容 本次共复测GPS平面点11个，GPS加密点共5个，联测国家三角点2个，四等水准高程点共13个。为保证路线的整体贯通及达到设计规范要求精度以及铁路线上工程线形顺畅，对原有GPS点及加密点进行复测，对破坏的GPS点根据现场需要进行恢复，恢复GPS点4个，分别是XGPS03、XGPS04、XGPS5-1、XGPS08；恢复四等水准点1个,为XBM02。GPS平面点按铁路四等GPS网精度标准执行。高程控制网按《国家三、四等水准测量规范》四等水准测量的精度标准执行。 4．复测工作开展 4.1投入测量仪器 序号设备名称型号数量(台) 检定情况 1 GPS 天宝5800 10 已检定 2 全站仪徕卡 TS30 1 已检定 3 水准仪徕卡 DNA03 4 已检定 以上测量仪器均经检定中心鉴定合格，并在有效期内，可用于相应等级精度要求的测量工作。 1
科傻系统系列软件之二 （CODAPS 2003） 地面测量工程控制测量数据处理通用软件包 Version 5.0 武地课题组 2003.1．武汉
前言 (1) 第一章概述 (3) 1.1 系统简介 (3) 1.2 安装及运行 (3) 1.3 快速入门 (5) 第二章平差 (10) 2.1 控制网观测值文件 (10) 2.2 控制网平差 (20) 2.3 设置与选项 (23) 2.4 生成概算用文件 (32) 2.5 附加信息文件 (33) 第三章工具 (34) 3.1 平面闭合差计算 (34) 3.2 高程闭合差计算 (36) 3.3贯通误差影响值计算 (36) 3.4图形显绘 (38) 3.5斜距化平 (38) 3.6手簿通讯 (40) 3.7格式转换 (41) 3.8叠置分析 (41) 第四章粗差探测、剔除和方差分量估计 (43) 4.1粗差探测与剔除 (43)
4.2方差分量估计 (48) 第五章网的模拟计算和优化设计 (50) 5.1生成正态标准随机数 (50) 5.2网的模拟计算 (50) 5.3平面网优化设计 (58) 第六章报表输出 (60) 6.1原始数据报表 (60) 6.2 平差结果报表 (67) 第七章坐标转换 (70) 7.1 XYZ-〉BLH (70) 7.2 BLH->XYZ (71) 7.3 XY->BL (72) 7.4 BL->XY (73) 7.5 XY1->XY2 (73) 7.6 XY1->XY2 (74) 附录2 CODAPS的文件组织 (76) 1平面控制网 (76) 2 水准（高程）网 (77) 3 GPS网 (78) 附录3 所附实例文件目录 (80) 附录4 有关参考文献 (83) 附录5 有关获奖情况 (87)
系统简介 科傻系统（COSA ）是“测量工程控制与施工测量内外业一体化和数据处理自动化系统”的简称，包括CODAPS 、EREPS 和COSAGPS 三个子系统。CODAPS 在IBM 兼容机上运行。 CODAPS 系统除具有概算、平差、精度评定及成果输出等功能外，还提供了许多实用的功能，如网的模拟设计、网图显绘、粗差剔除、方差分量估计、贯通误差影响值计算及闭合差计算等。 该系统不同于其它现有控制网平差系统的最大特点是自动化程度高，通用性强，处理速度快，解算容量大。其自动化表现在通过和COSA 子系统EREPS 相配合,可以做到由外业数据采集、检查到内业概算、平差和成果报表输出的自动化数据处理流程;其通用性表现在对控制网的网形、等级和网点编号没有任何限制, 无须给出冗余的附加信息，就可以处理任意结构的水准网和平面网；其解算速度快，解算容量大表现在采用稀疏矩阵压缩存储、网点优化排序和虚拟内存等技术，在主频166MHZ 的586微机上，解算800个点的平面和水准控制网不到1分钟；在具有30MB 剩余硬盘空间的微机上，可以解算多达6000个点的平面控制网。 一、 系统菜单 （1）文件 文件菜单的主要功能如图1－2所示： 新建：新建文本文件，如平面观测值文件等。 打开：打开任意文件。 打印设置：打印机设置，单击将打开打印机设置对话框。 （2）平差 1、控制网观测值文件 在进行平差之前，必须要准备好控制网观测值文件，即平面观测值文件（取名规则为“网名.in2”）和高程观测值文件（取名规则为“网名.in1”）。观测值文件采用网点数据结构，除包含控制网的所有已知点、未知点和观测值信息外，还隐含了控制网的拓扑信息。 可以使用系统菜单中“文件”栏下拉“新建”子菜单项或单击工具栏左边第一个快捷键建立平面或高程观测值文件。 1）、平面观测值文件为标准的ASC Ⅱ码文件，可以使用任何文本编辑器建立编辑和修改。其结构如下所示： 方向中误差1，测边固定误差1，比例误差1[，精度号1] 方向中误差2，测边固定误差2，比例误差2，精度号2 …，…，…，… 方向中误差n ，测边固定误差n ，比例误差n ，精度号n 已知点点号，X 坐标，Y 坐标 …，…，… 图1-2 Ⅰ
前言 “地面测量工程控制与施工测量内外业一体化和数据处理自动化系统”（简称科傻系统）将测量基本原理和现代科技相结合，对电子全站仪、电子水准仪以及常规地面测量仪器进行系统的开发，以地面控制测量、施工测量和碎部测量等测量工程为对象，实现从外业数据采集、质量检核、预处理到内业数据处理、成果报表输出的一体化和自动化作业流程。 该系统由两个子系统组成：“基于掌上型电脑的测量数据采集和处理系统”（简称COSA-HC），在掌上型电脑RD-EB2上运行，能自动控制和引导整个作业过程并进行质量检测，一体化程度高，操作方便。该子系统具有水准测量、二、三维控制、碎部测量、道路测设、工程放样等测量作业模块；具有小规模水准网、二、三维工程网的平差功能；具有文件管理和数据通信功能；该系统灵活方便，适合外业环境。 “地面测量工程控制测量数据处理通用软件包”（简称CODAPS或COSAWIN）在微机WINDOWS环境下运行即可独立使用，也可与COSA-HC 联合使用，对RD-EB2传输过来的原始观测数据进行转换，完成从概算到平差的数据自动化处理，同时具有粗差探测与剔除、方差分量估计、闭合差计算、贯通误差影响值估算、报表打印、网图显绘、坐标转换与换带计算、控制网优化设计以及叠置分析等功能。 本手册是为COSAWIN用户专门编写的，若有疏漏和不当之处，敬请读者提出宝贵意见和批评指正。 武汉测绘科技大学武地课题组 2000.5.
第一章概述 1.1 系统简介 科傻系统（COSA）是“地面测量工程控制与施工测量内外业一体化和数据处理自动化系统”的简称，包括COSAWIN和COSA-HC两个子系统。COSAWIN在IBM兼容机上运行。 COSAWIN系统除具有概算、平差、精度评定及成果输出等功能外，还提供了许多实用的功能，如网图显绘、粗差剔除、方差分量估计、贯通误差影响值计算及闭合差计算等。 该系统不同于其它现有控制网平差系统的最大特点是自动化程度高，通用性强，处理速度快，解算容量大。其自动化表现在通过和COSA子系统COSA-HC相配合,可以做到由外业数据采集、检查到内业概算、平差和成果报表输出的自动化数据处理流程;其通用性表现在对控制网的网形、等级和网点编号没有任何限制,可以处理任意结构的水准网和平面网,无须给出冗余的附加信息；其解算速度快，解算容量大表现在采用稀疏矩阵压缩存储、网点优化排序和虚拟内存等技术，在主频166MHZ的586微机上，解算500个点的平面和水准控制网不到1分钟；在具有20MB剩余硬盘空间的微机上，可以解算多 2
一级导线指导书 1、概况 京石高速铁路客运专线已经于2006年2月通过了国家发改委审批，建设总工期4年，预计2012年全线通车。设有六个站，北京西—涿州—徐水—保定—定州—石家庄东。设计时速350公里/小时。全长281 公里。本单位承包工程量8公里。 1、本工程收集到国家GPS点4个点作为本工程平面控制起算点。 2、本工程收集到Ⅲ等水准点15个，系珠基高程系成果，作为本工程高程控制起算点。 2、控制点交接桩概述 2.1地形踏勘 2.2控制桩情况：1完好控制桩占90%，2丟损控制桩占4%，松动控制桩占6% 3、作业队伍情况 为确保本次复测的准确性和高效性，我院派出精兵强将，由项目长亲自挂帅，由较强作业能力的工程技术人员5名，辅助技术员4名组成复测小组，从事复测工作；由10名技术人员进行地形测量工作，工程处长带队，工程师1名，技术员3名，技术熟练的辅助工12名从事外业测量和内业整理工作。 此次作业于2006年8月进驻测区，共投入人员68人，全站仪6台，汽车3部，计算机8台，绘图仪1台。2004开思软件8套。
4、仪器设备 全站仪：Leica （徕卡），角度测量精确度±2″，距离测量精确度±2mm +2ppm（已检核），基座（经检核所有基座都满足要求），气象表，温度计，脚架，棱镜，手持GPS 5、规范 5．1城市测量规范（C118/99） 5．2工程测量规范（GB50026/93） 6、技术要求 6.1一级导线测量的技术要求 光电测距导线的主要技术要求应符合表一二三的规定。 表一，光电测距导线的水平角技术要求
注：n为测站数。 表二，光电测距导线的竖直角技术要求 表三，光电测距导线的测距技术要求 6.2每条边量测测站一端的气象数据。温度取位至0.5℃，气压取位至100pa 或1mmHg（所使用的气象仪器应在检定的使用有效期内）。 导线边长应进行加常数、乘常数、气象、倾斜改正以及高程归化和投影改化等各项改正计算。
《变形监测数据处理》课程教案 班级 测绘工程 0841-08420-1021 科目变形监测课程类型专业课学时数 4 教学内容第一章绪论 教学目的通过本章的学习，要求学生掌握变形监测的内容、目的与意义，熟悉变形监测技术及其发展，变形分析的的内涵及其研究进展。 重点变形监测的主要内容及其目的 难点本章无难点 教学方法课堂讲授 教学进程 第一讲变形监测的内容、目的与意义（2学时） 第二讲变形监测技术及其发展；变形分析的的内涵及其研究进展（2学时） 课后总结各种工程建筑物、构筑物变形监测的主要内容 变形监测三个方面的目的及三个方面的意义。 熟悉常见的几种变形监测技术，了解变形监测分析的内涵。 作业无 第一章变形监测数据处理 主要参考书: 1.陈永奇,吴子安,吴中如.变形监测分析与预报.北京:测绘出版社,1998 2.吴子安.工程建筑物变形观测数据处理.北京:测绘出版社,1989 3.陈永奇.变形观测数据处理.北京:测绘出版社,1988 4.吴中如.水工建筑物安全监控理论及其应用.北京:高等教育出版社,2003 5.吴中如,顾冲时.大坝原型反分析及其应用.南京:江苏科学技术出版社,2000 6.夏才初,潘国荣.土木工程监测技术.北京:中国建筑工业出版社,2001 7.王尚庆.长江三峡滑坡监测预报.北京:地质出版社,1999
8.李珍照.大坝安全监测.北京:中国电力出版社,1997 9.岳建平等.变形监测技术与应用. 国防工业出版社 2007 10.何秀凤.变形监测新方法及其应用.科学出版社 2007 11.伊晓东等.变形监测技术及应用.黄河水利出版社，2007 12.白迪谋.工程建筑物变形观测和变形分析.西南交通大学出版社，2002 13.朱建军等.变形测量的理论与方法.中南大学出版社，2004 14.唐孟雄等.深基坑工程变形控制.中国建筑工业出版社，2006 15.黄声享等.小浪底水利枢纽外部变形规律研究. 测绘出版社,2008.12 规范: 1.中华人民共和国行业标准.建筑变形测量规范（JGJ8-2007）. 北京:中国建筑工业 出版社,2008 2.中华人民共和国水利行业标准. 混凝土大坝安全监测技术规范（DL/T 5178-2003）. 北京：中国水利水电出版社, 2004 1.1 变形监测的内容、目的与意义 本节要求了解并掌握三方面的内容：变形监测的基本概念；变形监测的内容；变形监 测的目的和意义。 1.1.1 变形监测的基本概念 变形的概念：变形是自然界的普遍现象，它是指变形体在各种荷载作用下，其形状、大小及位置在时空域中的变化。变形体的变形在一定范围内被认为是允许的，如果超出允许值，则可能引发灾害。自然界的变形危害现象时刻都在我们周边发生着，如地震、滑坡、岩崩、 地表沉陷、火山爆发、溃坝、桥梁与建筑物的倒塌等。 变形监测的概念：所谓变形监测，就是利用测量与专用仪器和方法对变形体的变形现象 进行监视观测的工作。其任务是确定在各种荷载和外力作用下，变形体的形状、大小及位置变化的空间状态和时间特征。变形监测工作是人们通过变形现象获得科学认识、检验理论和假设的必要手段。 变形体的范畴：变形体的范畴可以大到整个地球，小到一个工程建（构）筑物的块体， 它包括自然的和人工的构筑物。根据变形体的研究范围，可将变形监测研究对象划分为这样 三类： ?全球性变形研究，如监测全球板块运动、地极移动、地球自转速率变化、地潮等； ?区域性变形研究，如地壳形变监测、城市地面沉降等； ?工程和局部性变形研究，如监测工程建筑物的三维变形、滑坡体的滑动、地下开采使引起的地表移动和下沉等。
1监测网的平差基准包括（固定基准，重心基准，拟稳基准） 2根据变形体的研究范围，可将变形监测研究对象划分为（全球性，区域性，工程和局部性）3变形分析的研究内容通常可分为（几何分析，物理解释） 4变形监测的概念，意义，什么是变形监测的几何分析，物理解释 5变形监测方案的内容 6变形监测网设计的质量准则 7平均间隙法的基本思想 8.变形的频率取决于p45 9.P25平稳随机过程的定义 10对于监测网平差的参考系问题，经典平差采用固定基准，自由网平差采用重心基准，拟稳平差采用拟稳基准 11要搞清变形的规律，必须分析引起变形的因素，对于大坝而言，引起变形的原因主要包括静水压力，坝体的温度变化，时效变化 12测量机器人P31 13常用的变形监测数学模型有：回归分析法，灰色系统模型，时间序列模型，神经网络模型 14变形监测所研究的理论和方法主要涉及到变形信息的获取、变形信息的分析与解释、变形预报 15 GPS用于变形监测的作业模式可分为周期性和连续性两种 16 简述变形监测技术中，地面监测方法的优点 17控制网优化设计问题的分类及解法：零类设计（基准设计）、一类设计（结构图形设计）、二类设计（观测值权的分配）、三类设计（网的改造或加密方案设计）。 18若监测资料分析的结果存在大的偏差, 则有两种可能现象: 误差引起(大误差或粗差)；真实变形(突变)。 19变形监测网可分为两类:有固定基准的绝对网（参考网）；没有绝对固定基准的相对网(自由网)。 20什么是变形监测的相对网、绝对网，他们之间有什么区别？ 绝对网中，固定基准位于变形体之外，在各观测周期中认为是不变的，以作为测定变形点绝对位移的参考点，这种监测网平差采用经典平差方法便可实现。 相对网中，由于全部网点均位于变形体上，没有必要的起算基准，是一种自由网，平差时存在参考系秩亏，为了分析变形，需要寻找一个恰当的变形参考系。 21下表为某坝2个坝段半年的水平位移观测资料，为了分析它们之间相互检核的可能性试利用相关系数检验他们之间的相关程度。（取置信水平α=0.01）
科傻系统系列软件之二 （COSA_CODAPS） 现代测量控制网 测量数据处理通用软件包 Version 6.0 使用说明书 武汉大学测绘学院 武地课题组 2009年4月
目录 前言 (1) 第一章概述 (3) 1.1 系统简介 (3) 1.2 安装及运行 (4) 1.3 快速入门 (5) 第二章平差 (10) 2.1 控制网观测值文件 (10) 2.2 控制网平差 (20) 2.3 设置与选项 (23) 2.4 生成概算用文件 (32) 2.5 附加信息文件 (33) 2.6 自由网平差 (34) 第三章工具 (40) 3.1 平面闭合差计算 (40) 3.2 高程闭合差计算 (42) 3.3贯通误差影响值计算 (42) 3.4图形显绘 (44) 3.5斜距化平 (44) 3.6手簿通讯 (46) 3.7格式转换 (47)
3.8高差转换 (47) 3.9徕卡DNA格式转换 (47) 3.10拓普康GTS格式转换 (50) 3.8叠置分析 (52) 第四章粗差定值定位和方差分量估计 (54) 4.1粗差定值定位 (54) 4.2方差分量估计 (60) 第五章网的模拟计算和优化设计 (62) 5.1生成正态标准随机数 (62) 5.2网的模拟计算 (62) 5.3平面网优化设计 (70) 第六章报表输出 (72) 6.1原始数据报表 (72) 6.2 平差结果报表 (79) 第七章坐标转换 (82) 7.1 XYZ-〉BLH (82) 7.2 BLH->XYZ (83) 7.3 XY->BL (84) 7.4 BL->XY (85) 7.5 XY1->XY2 (85) 7.6 XY1->XY2 (86) 7.8 几何转换 (87) ii
变形监测数据处理 第一章引论 变形是自然界的普遍现象，它是指变形体在各种荷载作用下，其形状、大小及位置在时空域中的变化。 变形监测，就是利用测量与专用仪器和方法对变形体的变形现象进行监视观测的工作。其任务是确定在各种荷载和外力作用下，变形体的形状、大小及位置变化的空间状态和时间特征。 变形体的范畴可以大到整个地球，小到一个工程建（构）筑物的块体，它包括自然的和人工的构筑物。根据变形体的研究范围，可将变形监测研究对象划分为这样三类： 1.全球性变形研究，如监测全球板块运动、地极移动、地球自转速率变化、地潮等； 2.区域性变形研究，如地壳形变监测、城市地面沉降等； 3.工程和局部性变形研究，如监测工程建筑物的三维变形、滑坡体的滑动、地下开采使引起的地表移动和下沉等。 变形监测的内容，应根据变形体的性质与地基情况来定。 1）工业与民用建筑物：主要包括基础的沉陷观测与建筑物本身的变形观测。就其基础而言，主要观测内容是建筑物的均匀沉陷与不均匀沉陷。对于建筑物本身来说，则主要是观测倾斜与裂缝。对于高层和高耸建筑物，还应对其动态变形（主要为振动的幅值、频率和扭转）进行观测。对于工业企业、科学试验设施与军事设施中的各种工艺设备、导轨等，其主要观测内容是水平位移和垂直位移。 2）水工建筑物：对于土坝，其观测项目主要为水平位移、垂直位移、渗透以及裂缝观测。对于混凝土坝，以混凝土重力坝为例，由于水压力、外界温度变化、坝体自重等因素的作用，其主要观测项目主要为垂直位移（从而可以求得基础与坝体的转动）、水平位移（从而可以求得坝体的扭曲）以及伸缩缝的观测，这些内容通常称为外部变形观测。此外，为了了解混凝土坝结构内部的情况，还应对混凝土应力、钢筋应力、温度等进行观测，这些内容通常称为内部观测。 3）地面沉降：对于建立在江河下游冲积层上的城市，由于工业用水需要大量地吸取地下水，而影响地下土层的结构，将使地面发生沉降现象。对于地下采矿地区，由于在地下大量的采掘，也会使地表发生沉降现象。这种沉降现象严重的城市地区，暴雨以后将发生大面积的积水，影响仓库的使用与居民的生活。有时甚至造成地下管线的破坏，危及建筑物的安全。因此，必须定期地进行观测，掌握其沉降与回升的规律，以便采取防护措施。对于这些地区主要应进行地表沉降观测。 变形监测所研究的理论和方法主要涉及到这样三个方面：变形信息的获取；变形信息的分析与解释；以及变形预报。 对于工程建筑物，变形监测的意义重点表现在：确保安全、验证设计、灾害防治。
《变形监测数据处理》课程教案 第一章变形监测数据处理 主要参考书: 1.陈永奇,吴子安,吴中如.变形监测分析与预报.北京:测绘出版社,1998 2.吴子安.工程建筑物变形观测数据处理.北京:测绘出版社,1989 3.陈永奇.变形观测数据处理.北京:测绘出版社,1988 4.吴中如.水工建筑物安全监控理论及其应用.北京:高等教育出版社,2003 5.吴中如,顾冲时.大坝原型反分析及其应用.南京:江苏科学技术出版社,2000 6.夏才初,潘国荣.土木工程监测技术.北京:中国建筑工业出版社,2001 7.王尚庆.长江三峡滑坡监测预报.北京:地质出版社,1999
8.李珍照.大坝安全监测.北京:中国电力出版社,1997 9.岳建平等.变形监测技术与应用. 国防工业出版社 2007 10.何秀凤.变形监测新方法及其应用.科学出版社 2007 11.伊晓东等.变形监测技术及应用.黄河水利出版社，2007 12.白迪谋.工程建筑物变形观测和变形分析.西南交通大学出版社，2002 13.朱建军等.变形测量的理论与方法.中南大学出版社，2004 14.唐孟雄等.深基坑工程变形控制.中国建筑工业出版社，2006 15.黄声享等.小浪底水利枢纽外部变形规律研究. 测绘出版社,2008.12 规范: 1.中华人民共和国行业标准.建筑变形测量规范（JGJ8-2007）. 北京:中国建筑工业 出版社,2008 2.中华人民共和国水利行业标准. 混凝土大坝安全监测技术规范（DL/T 5178-2003）. 北京：中国水利水电出版社, 2004 1.1 变形监测的内容、目的与意义 本节要求了解并掌握三方面的内容：变形监测的基本概念；变形监测的内容；变形监测的目的和意义。 1.1.1 变形监测的基本概念 变形的概念：变形是自然界的普遍现象，它是指变形体在各种荷载作用下，其形状、大小及位置在时空域中的变化。变形体的变形在一定范围内被认为是允许的，如果超出允许值，则可能引发灾害。自然界的变形危害现象时刻都在我们周边发生着，如地震、滑坡、岩崩、地表沉陷、火山爆发、溃坝、桥梁与建筑物的倒塌等。 变形监测的概念：所谓变形监测，就是利用测量与专用仪器和方法对变形体的变形现象进行监视观测的工作。其任务是确定在各种荷载和外力作用下，变形体的形状、大小及位置变化的空间状态和时间特征。变形监测工作是人们通过变形现象获得科学认识、检验理论和假设的必要手段。 变形体的范畴：变形体的范畴可以大到整个地球，小到一个工程建（构）筑物的块体，它包括自然的和人工的构筑物。根据变形体的研究范围，可将变形监测研究对象划分为这样三类： ?全球性变形研究，如监测全球板块运动、地极移动、地球自转速率变化、地潮等； ?区域性变形研究，如地壳形变监测、城市地面沉降等； ?工程和局部性变形研究，如监测工程建筑物的三维变形、滑坡体的滑动、地下开采使引起的地表移动和下沉等。
变形监测定义 是指对被监测的对象或物体进行测量以确定其空间位置几内部形态随时间的变化特征。 变形监测的目的 1）分析和评价建筑物的安全状态2）验证设计参数3）反馈设计施工4）研究正常的变形监测规律和预报变形的方法 变形监测的意义 对于机械技术设备，则保证设备安全、可靠、高效地运行，为改善产品质量和新产品的设计提供技术数据；对于滑坡，通过监测其随时间的变化过程，可进一步研究引起滑坡的成因，预报大的滑坡灾害；通过对矿山由于矿藏开挖所引起的实际变形观测，可以采用控制开挖量和加固等方法，避免危险性变形的发生，同时可以改变变形预报模型；在地壳构造运动监测方面，主要是大地测量学的任务，但对于近期地壳垂直和水平运动以及断裂带的应力积聚等地球动力学现象、大型特种精密工程以及铁路工程也具有重要的意义。 变形监测的特点 1）周期性重复观测2）精度要求高3)多种观测技术的综合应用4）监测网着重于研究电位的变化 变形监测的主要内容 现场巡视；环境监测；位移监测；渗流监测；应力、应变监测；周边监测 变形监测的精度和周期如何确定，有何依据 精度：1917年国际测量工作者联合会（FIG）第十三届会议上工程测量组提出：如果观测的目的是为了使变形值不超过某一允许数值而确保建筑物的安全，则其观测的中误差应小于允许变形值的1/10～1/20；如果观测的目的是为了研究其变形的过程，则其中误差应比这个数小的多。 周期：变形监测的周期应以能系统反映所测变形的变化过程且不遗漏其变化时刻为原则，根据单位时间内变形量的大小及外界影响因素确定。 变形监测系统设计的原则 1）针对性2）完整性3）先进性4）可靠性5）经济性 变形监测系统设计主要内容 1）技术设计书2）有关建筑物自然条件和工艺生产过程的概述3）观测的原则方案4）控制点及监测点的布置方案5）测量的必要精度论证6）测量的方法及仪器7）成果的整理方法及其它要求或建议8）观测进度计划表9）观测人员的编制及预算 变形监测点的分类及每类要求 1）基准点：埋设再稳固的基岩上或变形区外，尽可能长期保存。每个工程一般应建立3个基准点，以便相互校核，确保坐标系统的一致。当确认基准点稳定可靠时，也可以少于3个，应进行定期观测。2）工作点：埋设再被研究对象附近，要求在观测期间保持点位的稳定，其点位由基准点定期监测。3）变形观测点：埋设再建筑物内部，0 变形呢监测点标石埋设后，应在其稳定后方可开始观测。稳定期一般不宜少于15天。变行监测技术在哪几方面取得了 较好的发展？ ①自动化监测技术②光纤传感检 测技术③CT（计算机层析成像）技 术的应用④GPS在变形监中的应 用⑤激光技术的应用⑥测量机器 人技术⑦渗流热监测技术⑧安全 监控专家系统 什么是垂直位移和沉降？建筑物 沉降与哪些因素有关？ 从词面来说，垂直位移能同时表示 建筑物的下沉或上升，而沉降只能 表示建筑物的下沉，对大多数建筑 物来说特别是施工阶段，由于垂直 方向上的变形特征和变形过程主 要表现为沉降变化，因此实际应用 中通常采用沉降一词。 影响建筑物沉降的因素有：（1）建 筑物基础的设计（2）建筑的上部 结构（3）施工中地下水的升降 监测方法与技术要求有哪些 视线长度、前后视距差和视线高 度；水准测量主要限差；沉降监测 点的精度要求。 精密水准测量的误差来源有哪 些？如何减弱i角误差对沉降观 测结果的影响？ 误差来源:1）仪器误差：水准仪i 角误差；水准尺长与名义尺长不符 2）外界环境引起的误差：高压输 电线和变电站等强磁场的影响；温 度和大气折光影响3）人为引起的 误差 方法：减小i角误差的影响，必 须严格控制前后视距差和前后视 距累计差，又由于i角误差会受温 度等影响，减弱其影响的有效方法 是减少仪器受辐射热的影响；若i 角误差与时间成比例地均匀变化， 则可以采用改变观测程序（奇数站 —后前前后；偶数站—前后后前） 的方法减小i角误差影响。 精密水准测量监测方法与技术要 求有哪些 方法：采用精密水准测量方法进行 沉降监测时，从工作基点开始经过 若干监测点，形成一个或多个闭合 或附合路线，其中以闭合路线为 佳，特别困难的监测点可以采用支 水准路线往返测量。 要求：视线长度、前后视距差和视 线高度；水准测量主要限差；沉降 监测点的精度要求。 测点布设原则与方法 建筑物水平位移监测的测点宜按 两个层次布设，即由控制点组成控 制网，由观测点及所联测的控制点 组成扩展网；对单个建筑物上部或 构件的位移监测，可将控制点连同 观测点按单一层次布设。 水平位移监测常用的观测方法有 1）大地测量法2）基准线法3）专 用测量法4）GPS测量法 交会观测方法有几种及什么情况 用哪种方法 1）测角交会法：采用测角交会法 时，交会角最好接近90°若条件 限制，也可设计在60°~120°， 工作基点到测点的距离不宜大于 300m。2）侧边交会法：r角通常 应保持60°~120°，测距仔细， 交会边长度a和b应力求相等，一 般不大于600m；3）后方交会法 精密导线测量方法 1）边角导线法 2）弦矢导线法 数据处理和分析主要内容 1）粗差检查及处理2）点温度条 件检查3）数据可靠性检查。 挠度及挠度观测及方法 定义：测定建筑物受力后挠曲程 度的工作称为挠度观测。建筑物在 应力的作用下产生弯曲和扭曲，弯 曲变形时横截面形心沿与轴线垂 直方向的线位移称为挠度。 方法：1）高层建筑—前方交会法 2）内部有竖直通道的建筑物—垂 直观测法3）电子传感设备 对于以产生的裂缝应进行哪些内 容的监测工作？ 对建筑物的裂缝应进行位置、长 度、宽度、深度和错距等的定期观 测。对建筑物表面及内部可能产生 裂缝的部位应预埋设备，进行定期 观测或临时采用适宜方法进行探 测。 裂缝监测的方法 1）测微器法2）测缝针3）超声波 检测 变形监测数学模型指什么？有哪 些？ 表示建筑物的变形与产生变形的 各因素之间的关系的函数，称为变 形监测数学模型。 统计分析模型、确定性模型、混合 模型、灰色系统分析模型、时间序 列分析模型、神经网络模型 变形监测数学模型的分类。 第一类是基于数学统计的数学模 型，有回归、时间序列、灰色系统； 第二类是基于力学理论的数学模 型，有数值数学模型；第三类是人 工智能数学模型，有神经网络模 型。 现代GPS监测技术有哪些（论述 题） 1）GPS实时监测技术；基本思想： 在基准站上安置一台GPS接收机， 对所有可见GPS卫星进行连续观 测，并将其观测数据通过无线电传 输设备发送给流动站，流动站接收 基准站传输的观测数据，然后根据 相对定位原理，实时地计算并显示 用户站的三维坐标及其精度。2） GPS一机多天线监测技术；系统设 计原则：先进性、可靠性、自动化、 易维护、经济性；基本思想：在不 改变己有GPS接收机结构的基础 上，通过一个附加的GPS差分信号 分时器连接开关将多个天线阵列 与同一台接收机连接，通过GPS 数据处理后可获得变形体的变形 规律。组成：控制中心，数据通信， GPS多天线控制系，野外供电系 统。 GPS在变形监测中的应用优势 1）各监测站之间无需通视，是相 互独立的观测值2）GPS可以实现 全天候定位，可以在暴风雨中进行 监测3）GPS测定位移自动化程度 高。所测三维坐标可直接存入监控 中心服务器，并进行安全性分析。 4）GPS定位速度快，精度高。 监测资料的编整的一般规定 监测资料整编包括平时资料整理 和定期资料编印。 平时资料整理包括：适时检查各 观测项目原始观测资料和巡视检 查记录的正确性、准确性和完整 性；及时进行各观测物理量的计 算，填写数据记录表格；随时点绘 观测物理量的过程线图考察和判 断侧枝的变化趋势；随时整理巡视 检查记录，补充和修正，确保资料 的衔接与连续性。 定期资料编印包括：汇集工程监 测的相关资料、报告、文件；对各 项观测物理量进行统计和校对；绘 制各观测物理量的分布特征图，有 关因素的相关图；分析各观测量的 变化，提出意见；对资料进行全面 复核，汇编并说明，刊印成册，建 档保存。 整编资料的审查包括完整性审查， 连续性审查，合理性审查，争辩说 明的审查。 监测资料的定期编印应包含哪些 内容？ ①汇集工程基本概况/监测系统布 置和各项考证资料/以及各次巡检 资料和有关报告、数据等 ②在平时资料整理的基础上，对整 编时段内的各项观测物理量按时 序进行列表统计和校对，此时如发 现可疑数据，一半不宣删改，应加 注说明提醒读者注意 ③绘制能表示各观测物理量在时 间上和空间上的分布特征网，以及 有关因素的相关关系图 ④分析与观测物理量及其对工程 安全的影响，并对影响工程安全的 问题提出运行和处理意见 ⑤对上述资料进行全面复核，汇 编，并附以整编说明后，刊印成册， 建档保存，采用计算机数据系统进 行资料存储和整编，整编软件应具 有数据导入，修改，查询，以及整 编图表的输出打印功能，还应复制 软盘备份 如何对检测资料分析（论述题） 常用的分析方法有作图分析，统计 分析，对比分析和建模分析 监测资料的分析一般分为定期分 析和不定期分析。1．定期分析： １）施工期资料分析２）运营初期 资料分析３）运行期资料分析 ２．不定期分析：有特殊需要时才 专门进行的分析，如遇洪水，地震 等。 监测数据的预处理内容及为什么 要进行预处理 内容：监测物理量的转换、监测 数据的粗差检查、以及系统误差的 检验等。 原因：1）监测数据可能不是我们 想要的格式，必须将其转换成我们 需要的数据格式2）对任何一个监 测系统，其观测数据中或多或少会 存在粗差，在变形分析的开始有必 要先对观测数据进行预处理，将粗 差剔除。 建筑物沉降监测的主要方法有那 些？监测项目的内容有哪些？步 骤有哪些？数据分析处理包括？ 方法：精密水准法、沉降仪量测 法、三角高程。 内容：1）基础沉降2）水平位移 3）滑坡监测4）裂缝监测5)内部 监测。 步骤：1）沉降监测方案研究与技 术设计2）沉降监测仪器检验3） 沉降监测点位布设4）沉降监测数 据采集5）沉降监测数据处理6） 沉降量计算与分析7）沉降量报表 8）沉降量过程曲线绘制9）沉降 监测报告编写。 数据分析处理：1）进准网数据处 理，当基准网独立监测时，基准为 可以独立平差计算2）各周期数据 处理，各周期监测后进行数据平差 计算。 建筑物内部监测包括的内容 ①位移监测②应力/应变监测③温 度监测④地下水位及渗流监测⑤ 挠度监测⑥裂缝监测等 建筑物基础沉降数据处理包括哪 些内容？ 1）基准网数据处理； 2）各周期数据处理。 建筑物沉降监测项目： 1）基础沉降2）水平位移3）滑坡 监测4）裂缝监测5)内部监测。方 法：1）沉降监测方案研究与技术 设计2）沉降监测仪器检验3）沉 降监测点位布设4）沉降监测数据 采集5）沉降监测数据处理6）沉 降量计算与分析7）沉降量报表8） 沉降量过程曲线绘制9）沉降监测 报告编写。 建筑物倾斜监测的方法有哪些？ 纵横距投影法：当测定偏距e的 精度要求不高时，可以采用纵横距 投影法； 角度前方交会法：当测定偏距e 的精度要求较高时，可以采用角度 交会法； 任意点置镜方向交会法：当建筑 物属于非刚体变形，建筑物在施工 阶段其楼体上变形点无法置镜时 采用； 激光垂准法：当需要计算建筑物 某轴线的倾斜度时采用。 工业与民用建筑物变形监测的监 测方案及技术设计有哪些。 精度设计：按《建筑物沉降监测规 范》规定，一般建筑物应反映1mm 的沉降量，这就要求监测精度要高 于±1mm，一般按二等水准测量技 术规定执行。对于研究性的监测， 应采用一等水准测量技术指标。在 实施监测时，某些技术要求要高于 相应等级。②仪器选择：根据规范 的要求，一般采用S1级精密水准 仪（光学或电子）。对于非常重要 建筑或沉降量较大地区的沉降监 测、高速公路等，也可采用三等水 准测量技术指标实施监测。 变形监测实例的内容、方法、数据 分析、处理要求。 工业与民用建筑物变形监测的主 要监测项目： 1.沉降监测 2.水平位移监测 3.倾斜监测 4.裂缝监测 5.振动频率监测。 桥梁变形监测的主要内容：桥梁 墩台变形观测；塔柱变形观测；桥 面挠度观测；桥面水平位移观测。 方法：1）垂直位移监测2）水平 位移监测3）挠度观测。 基坑工程监测内容及方法？ 内容：包括围护结构和周围环境 两大部分。围护结构包括维护撞 墙、水平支撑、围檀、和围梁、立 柱、坑底土层和坑内地下水等，周 围环境包括周围土层、地下管线、 周围建筑和坑外地下水等。 方法：水平位移监测：极坐标法、 前方交会法、视准线法等；沉降监 测：精密水准测量、精密三角高程 测量、液体静力水准测量。 基坑工程监测的项目有哪些？ 桩墙顶部水平位移和沉降；深沉水 平位移；基坑回弹；土体分层沉降； 结构内力；坑外地下水；周围环境。 基坑监测的数据处理有哪些？ 监测前应设计各种不同的外业记 录表格，表格中的数据不得随意更 改；外业监测数据应尽快计算处 理，并提交日报表或技术报告，必 要时还需要提交各种监测图；工程 结束应提交完整的监测技术总结 报告。 基坑施工监测周期和预警值一般 怎样确定？ 基坑监测贯穿基坑开挖和地下结 构施工的全过程，即从基坑开挖第 一批土到地下结构施工至标高，基 坑越大，施工时间越长，监测期限 就越长 确定预警值时应注意下列基本原 则：1满足现行相关规范和规程的 要求2满足工程设计的要求3考虑 与主管部门对所辖保护对象的要 求4考虑工程质量，施工进度，技 术措施和经济等因素 盾构隧道施工监测的项目？ 1）土体介质的监测：地表的沉降 监测，土地分层沉降和深层位移监 测，土体回弹测量，土体应力和孔 隙水压力测量（2）周围环境的监 测：相邻房屋和重要结构物的变形 监测，相邻地下管线的变形监测 （3）隧道变形的监测：隧道沉降 和水平位移监测，隧道断面收敛位 移监测，隧道应变和预制管片凹凸 接缝处法向应力测量 数据整理：1）校核各项原始记录， 检测各次变形监测值的计算是否 有误2）变形值计算3）绘制各种 变形过程线、建筑物变形分布图。 分析：1）成因分析2）统计分析3） 变形预报和安全判断。 水工建筑物变形监测 主要项目： ①水文：水位，降水，波浪，冲淤， 气温，水温； ②变形：地基，裂缝，接缝，边坡 ③渗流：坝体，坝基，绕渗，渗流 量，地下水，水质 ④应力：应力土壤，混凝土，钢筋， 钢板，接触面，温度 ⑤水流：压强，流压，掺气，消能 ⑥地震：振动 监测方法：1）水平位移监测，2） 垂直位移监测 边坡工程主要项目内容有哪些？ 外部变形监测周期和预警值一般 怎样确定？ 内容：1）地表位移裂缝2）地下 位移裂缝3）地声4）应变5）地 下水位，孔隙水压力，河库水位， 泉流量6）降雨量，地温，地震。 确定方法：施工阶段的边坡监测 贯穿边坡施工的全过程不同的边 坡工程：由于边坡的类型，规模， 所处阶段，以及边坡变形速率等不 同，其监测期限和频率不同，监测 周期根据边坡类型、规模、所处阶 段以及边坡变形速率影响。预警值 的确定要参照现行规范和规程的 规定值、设计预估值和经验类比 值，从变形总量和变形速率两方面 加以控制。 模型建立思想、过程、优势、依 据 统计分析模型思想：虽然建筑物 变形和各变形因素之间的关系复 杂，但从数理统计的理论出发，对 建筑物的变形量与各种作用因素 的关系，在进行了大量的试验和观 测后，仍有可能找出它们之间的一 定的规律性。这种方法称为回归分 析法，建立起来的数学模型称为统 计分析模型。 逐步回归过程步骤：1）首先根据 经验或对变形值与外界作用因子 间的初步分析，确定回归方程的初 选模型及各个因子2）经回归计算 建立回归方程，在此方程中找出系 数|ai|为最小者，并将其剔除回归 方程后，重新进行回归计算，建立 新的回归方程。3）计算第一次回 归方程的残差平方和Q2以及新的 回归方程之残差平方和Q’2。求 出△Q2=Q2-Q’2，组成统计检验量 并进行f检验。若检验表明该因子 作用不显著，则正式剔除回归方 程，否则应保留在方程内。然后再 对第二个系数|ai|较小的因子进 行显著性检验，一直到全部因子检 验结束为止。4）对最后所建立的 回归方程作回归效果显著性检验。 如不理想，加入一些备选因子并对 新加入的因子逐个进行显著检验。 直到各个因子作用都显著且回归 效果也很理想，就可以得到所需最 佳回归方程。 优势：可以描述随机变量与其他 变量之间的相关关系，是对随机变 量的静态描述。 灰色系统分析模型：优势：首先 是它把离散数据视为连续变量在 其变化过程中所取的离散值，从而 可利用微分方程式处理数据；而不 直接使用原始数据而是由它产生 累加生成数，对生成数列使用微分 方程模型。这样，可以抵消大部分 随机误差，显示出规律性。 灰色关联分析：1）构造灰色关联 因子集2）灰色关联度计算公式3） 灰色关联序 时间序列分析模型：基本思想： 对于平稳、正态、零均值的时间序 列{xt}，若xt的取值不仅与其前 N步的各个取值x（t-1），x （t-2），…x（t-n）有关，而且还 与前M步的各个干扰a（t-1），a （t-2），…a(t-m)有关，则按多元 线性回归的思想，可得到最一般的 ARMA模型。 建模步骤：1）数据获取与预处理 2）模型结构选择3）模型结构调 整4）模型参数估计5）模型适用 性检验6）适用模型 优势：是动态模型，是对随机过 程的动态描述。 统计模型的建立及三大类的不同 特点。（综合题） 根据数理统计，对建筑物的变形量 与各种作用因素的关系，在进行了 大量的试验和观测后，仍然有可能 寻找出它们之间的规律性，这种处 理方法称为回归分析法。建立起来 的数学模型称为统计分析模型。 统计分析模型包括：一元线性回归 模型、多元线性回归模型、逐步回 归分析模型。