激光全站仪配合EPS成图测绘系统在明渠截流口门区监测中的应用论文.docVIP

　　激光全站仪配合EPS成图测绘系统在明渠截流口门区监测中的应用论文 .freelble激光全站仪、清华山维EPS成图软件和太平洋数据链。 三、截流戗堤口门区水文监测的特点 与一般地区的测量相比，截流期间的口门水文监测有其特殊环境和特殊要求。 监测环境的特殊性体现在以下几方面： 1、由于明渠截流施工采用“双戗双向进占”方式，随着截流施工进占，戗堤的形象和裹头位置不断变化。监测点必须随着戗堤进占而实施跟踪监测。这使得传统的水尺观测无法实现。 2、由于口门宽的不断缩窄，口门区流速增大，水流对戗堤的冲刷非常剧烈，对于不断推进的裹头来说，边坡状况不稳定，时常发生大幅度的沉降和局部区域的坍塌现象，监测人员很难接近戗堤水边。 3、截流进占的施工强度极大，不允许监测人员在施工现场作业甚至停留。 在技术要求上，也体现出特殊性。尤其是三峡工程明渠截流，由于其截流难度大、技术要求高，对口门水文监测提出了更高的要求： 1、观测的连续性。水文要素监测必须连续进行，不能间断。保障截流施工、监理和管理决策对水文信息的需要。 2、观测的实时性和突然性。截流施工受长江来水、环保、气象等因素影响和其它相关工程的制约，特别是为保证长江不断航，根据具体实际情况，施工进度安排时常作较大调整。水文监测也相应调整，时常出现高密度、高强度实时测报的监测过程。 3、技术要求高。口门宽和水面宽测量，要求必须严格控制在设计的截流戗堤轴线上；裹头水位测量必须保证具有国家水位观测规范规定的水位观测精度。 4、实施难度大。比如水位测量，一般江河上观测并不复杂，但是在裹头，由于大幅度的沉降，用传统方法实施实时观测的难度就非常大。采用无人立尺方法观测水位彻底解决了安全问题，但水面线的正确测定和夜间观测难度大，需要技术上的创新。 四、截流戗堤口门区水文监测的实施 1、戗堤形象和口门宽测量 明渠截流期，根据截流施工进度及时、准确监测了上、下游截流戗堤形象和口门宽。利用高精度Trimble 5601型激光全站仪所具有的免棱镜测程可达400m、测距精度5mm+3ppm、测角精度的特点，无接触式测出裹头的形象；使用EPS成图软件的计算和编绘功能，实时绘制戗堤三维形象。根据截流戗堤设计轴线，计算出与堤顶和水边两条轮廊线交叉点的坐标，解算口门宽和水面宽。具有实时监测裹头进占态势和进占幅度，对裹头进占过程形象实现直观的图解和精确的数字成果的特点。 2、裹头水位接测 截流戗堤裹头水位是标定上下游截流戗堤分担落差的重要指标之一，要求准确、及时。利用经纬仪接测水位，本是一项成熟的测量方法。但是在不同的测量环境中，应根据工作实际，采取一些技术创新措施。在截流戗堤裹头水位测量工作中，根据工作实际，为保证观测精度，采取了如下办法： ① 垂直角和距离异步观测 在水位监测过程中，理论上应准确确定水位监测目标位置，准确测量待测目标的垂直角、距离等要素。但在实际工作中，水边线因为波浪起伏是潮湿的，会影响到激光全站仪的测距。所以在实际工作中，采取了垂直角和距离异步观测。方法如下：确定水位监测目标位置后，准确测取垂直角，至少2测回数。微移测距目标（尽可能贴近目标位置）测取距离。计算目标位置的三维坐标，并使用EPS成图系统准确标注入戗堤形象。 下面对因垂直角和距离异步观测对水位接测带来的误差作简要分析： 解析法接测水位的计算公式为： （1） 其中，Z——测点高程 H——仪器站视线高，仪器站高程与仪器高之和。测站点高程由四等以上水准或电磁波导线测量。仪器高由钢卷尺量取，精确到1 mm。 ——天顶距 ——球气差改正值，K指大气折光系数，R指地球半径。在距离一定的情况下，是一个相对固定的值。 ——垂直角指标差 由式（1）可以看出，水位接测的精度主要取决于垂直角观测精度和测距精度。利用经纬仪接测水位，是一项已经成熟的测量方法，其精度在此不作讨论。在采用垂直角和距离异步观测的条件下，实际意味着测距误差的增大，对此，有必要作进一步论证。 对式（1）微分并转换为中误差公式，有 （2） 式（2）中， =206265 可看作仪器测距标称误差，即5mm+3ppm 是经纬仪垂直角测量误差，在工作中，采用了级全站仪。经过2测回正倒镜观测，指标差一般控制在以内，测回差一般控制在以内，可认为为。 采用垂直角和距离异步观测时，垂直角观测是准确的。当观测距离控制在400m以内时，距离的测量误差对水位接测精度影响可由表1粗略反映： 表1 距离观测误差对水位接测精度影响统计表 天顶距 （度） 距离 （m） 距离观测误差（m） 水位接测 精度(cm) 天顶距 （度） 距离 （m） 距离观测误差（m） 水位接测精度(cm) 100 400 0.10 1.77 95 400 0.10 0.95 0.15 2.62 0.20 1.82 0.20 3.48 0