[發明專利]通過相鄰監測點間坐標變化而測定位移量的方法及系統

有效

• 申請號: 202010425419.7
• 申請日: 2020-05-19
• 公開（公告）號: CN111457848B
• 公開（公告）日: 2022-02-01
• 發明（設計）人: 陳靜;萬世平
• 申請（專利權）人: 四川合眾精準科技有限公司
• 主分類號: G01B11/03
• 分類號: G01B11/03;E02D33/00
• 代理公司: 成都立新致創知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 51277
• 代理人: 周方建

本發明涉及一種通過相鄰監測點間坐標變化而測定位移量的方法及系統，通過測量相鄰監測點間的相對位移變化量，并根據各監測點的絕對坐標，通過坐標系轉換得到各監測點的絕對坐標，且整個監測過程僅需人工測量各監測點的初始絕對坐標即可，無需隨施工進度多次測量各監測點的絕對坐標，從而減少了工作量，且減少了各種誤差積累影響。

技術領域

本發明涉及工程安全監測領域，具體涉及一種通過相鄰監測點間坐標變化而測定監測點位移量的方法及系統。

背景技術

基坑監測是基坑工程施工中的一個重要環節，是指在基坑開挖及地下工程施工過程中，對基坑巖土性狀、支護結構變位和周圍環境條件的變化，進行各種觀察及分析工作，并將監測結果及時反饋，預測下一步施工后將導致的變形及穩定狀態的發展，根據預測判定施工對周圍環境造成影響的程度，來指導設計與施工，實現所謂信息化施工?；颖O測主要包括水平位移監測和豎向位移監測，測定特定方向上的水平位移時可采用視準線法、小角度法、投點法等；測定監測點任意方向的水平位移時可視監測點的分布情況，采用前方交會法、自由設站法、極坐標法等；當基準點距基坑較遠時，可采用GPS測量法或三角、三邊、邊角測量與基準線法相結合的綜合測量方法。水平位移監測基準點應埋設在基坑開挖深度2倍范圍以外不受施工影響的穩定區域，或利用已有穩定的施工控制點，不應埋設在低洼積水、濕陷、凍脹、脹縮等影響范圍內；基準點的埋設應按有關測量規范、規程執行。宜設置有強制對中的觀測墩；采用精密的光學對中裝置，對中誤差不宜大于0.5mm。如圖1所示，為目前主流的測量方式，一般至少設置兩個基準點(D1和D2)分別測出監測點(A1、A2……)的相對坐標，最后換算成監測點在監測系統的絕對坐標，從而測量出其水平位移量，該方式測量時需要人工采用全站儀進行觀測，其缺點主要體現在以下幾方面：

(1)受操作人員經驗影響，不同操作人員測量得到的人工誤差不同，從而使得測量精度較低；

(2)無法實時測量，每次測量都需要人工觀測并記錄，從而使得測量工作的開展難度較大，且需要投入較多的人工成本進行監測；

(3)需要對每個監測點進行測量，使得測量工作量大。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種通過相鄰監測點間空間坐標變化測定其位移量的方法及系統，通過用物聯網技術測量各監測點間的相對位移變化量得到監測點自身的絕對坐標及位移量，且整個監測過程自動完成，不受人工經驗影響。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：

一種通過相鄰監測點間坐標變化而測定位移量的方法，主要用于基坑的水平位移量測量，該方法步驟如下：

步驟S1：坐標系定義；

定義監測坐標系作為絕對坐標系(X,Y)，所監測的基坑位于絕對坐標系(X,Y)中；

在絕對坐標系中定義相對坐標系(x,y)，選定基坑一邊兩拐角處的監測點作為工作基點A0、An，A0到An的連線即為直線kX+bY+c＝0，以A0為原點，直線kX+bY+c＝0為x軸，垂直于直線kX+bY+c＝0的為y軸；建立相對坐標系(x,y)，其余監測點按空間順序依次標記為A1、A2……An；基坑其他邊的監測點按類似方法處理；

定義觀測坐標系(x',y')，其中觀測坐標系垂直于監測坐標系和相對坐標系；

步驟S2：測量各監測點在監測坐標系下的絕對坐標的初始值，分別標記為Ai(Xi，Yi)，其中i取值為0-n，則有各監測點間距離為

步驟S4:以在監測坐標系中兩點A0(X0,Y0)，An(Xn,Yn)建立直線方程，其直線方程為kX+bY+c＝0，其中系數k、b、c可根據兩點式直線方程解得：(X-X0)/(Xn-X0)＝(Y-Y0)/(Yn-Y0)；根據監測點Ai(Xi，Yi)及直線方程kX+bY+c＝0可以計算監測點Ai到x軸的垂線距離