戴富軍

摘 要：通過對永久性控制監(jiān)測資料的整理分析，可以及時掌握橋梁的健康狀況，發(fā)現(xiàn)橋梁中存在的隱患以確保其安全運營。為此，應(yīng)在上下游主塔、主梁及承臺頂部設(shè)若干永久性測量標志。橋梁的永久性控制點要牢固可靠，應(yīng)按永久性測量標志設(shè)定。該文結(jié)合某斜拉橋周邊的地理環(huán)境和觀測條件，選取已有的永久控制點，利用測角前方交會法對某斜拉橋塔頂偏位進行了觀測，對三期的觀測數(shù)據(jù)進行了數(shù)據(jù)處理和比較分析，估算了測量精度，得到了一些有益的結(jié)論。

關(guān)鍵詞：測角前方交會 斜拉橋 監(jiān)測 精度分析

中圖分類號：P258 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）12（a）-0009-02

橋梁檢測是利用現(xiàn)代各種大地測量和精密測量技術(shù)測定大橋相應(yīng)部位的空間位置及其變化，為橋梁的現(xiàn)代化管理、養(yǎng)護提供幾何信息。為了利于分析判斷橋梁可能發(fā)生的病害原因，掌握運營階段橋梁結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)的變化，必須對結(jié)構(gòu)進行永久性控制檢測。通過對永久性控制監(jiān)測資料的整理分析，可以及時掌握橋梁的健康狀況，發(fā)現(xiàn)橋梁中存在的隱患以確保其安全運營。為此，應(yīng)在上下游主塔、主梁及承臺頂部設(shè)若干永久性測量標志。橋梁的永久性控制點要牢固可靠，應(yīng)按永久性測量標志設(shè)定。

對于斜拉橋的檢測工作，由于斜拉橋是高次超靜定的結(jié)構(gòu)體系，它的每個結(jié)點坐標位置變化與偏離都會在不同程度上引起結(jié)構(gòu)內(nèi)力重新分配，因此在斜拉橋橋梁檢測工作中，對于塔頂偏位的長期監(jiān)測，對于了解橋梁結(jié)構(gòu)狀態(tài)的變化尤為重要。

目前，工程變形監(jiān)測既可以采用近景攝影測量法，也可以采用GPS技術(shù)、測量機器人技術(shù)等。這些技術(shù)一般具有自動化程度高、信息量大等優(yōu)點，但另一方面又存在設(shè)備昂貴、對場地條件要求高、需要專門的數(shù)據(jù)處理軟件等缺陷[1]。事實上，許多變形監(jiān)測項目可以利用包括經(jīng)緯儀、全站儀在內(nèi)的常規(guī)測量設(shè)備，通過特定的測量方法和數(shù)學(xué)模型加以解決。本文針對監(jiān)測對象的特殊工況，結(jié)合現(xiàn)場觀測條件，采用測角前方交會法對某斜拉橋塔頂偏位進行了變形監(jiān)測。測量過程易于實現(xiàn)，數(shù)學(xué)模型簡單易懂，計算便捷，無需專門數(shù)據(jù)處理軟件，計算所得的位置精度完全可以滿足監(jiān)測要求。

1 測角前方交會法的基本原理與精度估算公式

前方交會方法主要有測角前方交會，測邊前方交會以及邊角前方交會[2]。根據(jù)該文研究對象的基本情況，主要采用測角前方交會的方法，其基本原理和計算公式如下。

（1）設(shè)A、B為已知點，若分別對P點觀測了水平角α和β，則P點位置唯一得到，并可計算P點坐標，計算流程及相關(guān)公式如下[3]：

（1）

如圖1所示，據(jù)已知坐標計算已知邊AB的方位角和邊長（坐標反算）。

（2）推算AP和BP邊的坐標方位角和邊長

（2）

（3）

其中。

（3）分別由A點和B點按下式推算P點坐標（坐標正算），并校核。

（4）

或者

（5）

也可采用以下計算公式直接得到坐標計算結(jié)果：

（6）

由以上公式，根據(jù)誤差傳播定律[4]，可推導(dǎo)得到P點的點位精度估算公式為[2，5]

（7）

其中：為測角中誤差；為控制點之間的平距，=206265。

2 某斜拉橋塔頂偏位測量實施與成果分析

某斜拉橋的塔頂偏位測量需要對塔頂監(jiān)測點進行多期觀測，比較其平面位置變化情況，從而反映出塔頂偏位情況。

根據(jù)現(xiàn)場的基本條件，在該斜拉橋4只塔柱的頂端選擇了4個典型位置布設(shè)變形觀測點。而在靠橋下游兩側(cè)岸邊，各具有1個永久性測量控制點，兩點連線大致與橋梁方向平行，兩控制點間的平距為1080.660 m?？刂泣c設(shè)置于高塔之上，用鋼筋混凝土澆注強制對中觀測墩，穩(wěn)固可靠。

如圖2所示，測量控制點到大橋塔頂距離較遠（超過1000 m），與岸邊控制點高差也比較大（超過160 m），另外在塔頂監(jiān)測點安置全站儀反射棱鏡十分不便，用全站儀測距精度也有限，難以滿足監(jiān)測要求。考慮到控制點相對于監(jiān)測點的方位，可形成有利的幾何圖形?？刂泣c對4個監(jiān)測點位所形成的交會角，其值均在75附近，根據(jù)文獻[6]的分析，交會角為75的交會圖形，做兩點前方交會精度是比較好的，僅次于交會角為90的情況。因此，在本次變形觀測工作中我們采用高精度全站儀進行精密測角，利用測角前方交會法計算監(jiān)測點與控制點的相對位置。

根據(jù)該斜拉橋塔頂偏位測量的精度要求和現(xiàn)場條件，觀測采用1"級精度全站儀，對每一個角度測量4個測回。由于該橋塔頂偏位監(jiān)測僅需要了解各監(jiān)測周期內(nèi)監(jiān)測點的平面位置變化情況，為簡化計算，以A，B兩控制點方向為X軸建立局部平面直角坐標系，將控制點坐標轉(zhuǎn)換至該坐標系下，則得到控制點B的平面坐標為（0，0），控制點A的平面坐標為（1080.660，0），然后根據(jù)角度測量值計算得到監(jiān)測點位坐標。

如圖3所示，由于觀測距離較遠，為避免江面上的霧氣影響空氣的能見度，提高目標照準精度，觀測時需選擇晴朗、少風(fēng)，低濕度天氣進行。

根據(jù)上述方案，對該斜拉橋塔頂偏位進行了3期觀測，自2011年開始到2013年，每年觀測一期。得到的成果數(shù)據(jù)如表1所示。

從表1可以看出，各期觀測得到的點位平面位置變化量，偏移最大為3號點第一期與第二期的坐標差值，其點位平面偏差為0.082m；偏移最小為2號點第二期與第三期的差值，其點位平面偏差為0.035m。從變化幅度看，三期的觀測結(jié)果各點的平面位置變化都在厘米的量級，并且沒有呈現(xiàn)出明顯的點位變形趨勢，可以認為該橋梁在觀測周期內(nèi)并沒有產(chǎn)生明顯的塔頂偏位，進一步估算觀測得到的點位中誤差。由于全站儀一測回測角中誤差為1"，根據(jù)誤差傳播率[4]，4測回測角中誤差為0.5"。而各期觀測角度各期觀測值差距不大，由精度估算公式得到的結(jié)果基本相等，因此，每個監(jiān)測點只計算一個精度估算結(jié)果。將表1中觀測數(shù)據(jù)及各相關(guān)參數(shù)代入式（7），可估算得到各觀測點的點位中誤差如表2所示。

可以看到，本觀測過程中，點位中誤差估算值非常小，說明在該斜拉橋塔頂偏位觀測中根據(jù)現(xiàn)場觀測條件而采取的測角前方交會觀測方案是非常合適的，交會圖形較好，測量得到的點位坐標結(jié)果精確可靠。

3 結(jié)語

前方交會法在大壩監(jiān)測、邊坡監(jiān)測、礦山監(jiān)測、建筑物變形監(jiān)測等很多方面有著非常廣泛的應(yīng)用。它觀測簡便，成本低廉，利用常規(guī)測量設(shè)備和人工計算即可完成相關(guān)的平面變形監(jiān)測任務(wù)。實際的觀測實施過程中還應(yīng)充分考慮現(xiàn)場的基本條件，因地制宜的制定合適的監(jiān)測方案，靈活采用測角前方交會、測邊前方交會或者邊角前方交會等方法。該文的研究分析表明，采用測角前方交會可以有效避免采用全站儀測距不便或者測距精度受限等問題。在合適的交會圖形條件下，嚴格控制觀測質(zhì)量，可達到較為滿意的監(jiān)測精度。

參考文獻

[1] 趙同龍，趙吉濤，路奎.前方交會三角測高法變形監(jiān)測應(yīng)用研究[J].山東建筑大學(xué)學(xué)報，2010，25（3）：347-350.

[2] 凌鋒，薛世新.前方交會在建筑傾斜和水平位移監(jiān)測中的應(yīng)用探討[J].現(xiàn)代測繪，2011，34（2）：38-41.

[3] 過靜，饒云剛.土木工程測量[M].4版.武漢：武漢理工大學(xué)出版社，2011.

[4] 李澤.測量平差基礎(chǔ)[M].武漢：武漢理工大學(xué)出版社，2013.

[5] 周西振.前方交會法測定變形監(jiān)測點最佳交會圖形的探討[J].勘察科學(xué)技術(shù)，2002（2）：53-55.

[6] 郭振平.兩點前方交會的精度分析[J].輕金屬，2005（12）：6-9.

摘 要：通過對永久性控制監(jiān)測資料的整理分析，可以及時掌握橋梁的健康狀況，發(fā)現(xiàn)橋梁中存在的隱患以確保其安全運營。為此，應(yīng)在上下游主塔、主梁及承臺頂部設(shè)若干永久性測量標志。橋梁的永久性控制點要牢固可靠，應(yīng)按永久性測量標志設(shè)定。該文結(jié)合某斜拉橋周邊的地理環(huán)境和觀測條件，選取已有的永久控制點，利用測角前方交會法對某斜拉橋塔頂偏位進行了觀測，對三期的觀測數(shù)據(jù)進行了數(shù)據(jù)處理和比較分析，估算了測量精度，得到了一些有益的結(jié)論。

關(guān)鍵詞：測角前方交會 斜拉橋 監(jiān)測 精度分析

中圖分類號：P258 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）12（a）-0009-02

橋梁檢測是利用現(xiàn)代各種大地測量和精密測量技術(shù)測定大橋相應(yīng)部位的空間位置及其變化，為橋梁的現(xiàn)代化管理、養(yǎng)護提供幾何信息。為了利于分析判斷橋梁可能發(fā)生的病害原因，掌握運營階段橋梁結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)的變化，必須對結(jié)構(gòu)進行永久性控制檢測。通過對永久性控制監(jiān)測資料的整理分析，可以及時掌握橋梁的健康狀況，發(fā)現(xiàn)橋梁中存在的隱患以確保其安全運營。為此，應(yīng)在上下游主塔、主梁及承臺頂部設(shè)若干永久性測量標志。橋梁的永久性控制點要牢固可靠，應(yīng)按永久性測量標志設(shè)定。

對于斜拉橋的檢測工作，由于斜拉橋是高次超靜定的結(jié)構(gòu)體系，它的每個結(jié)點坐標位置變化與偏離都會在不同程度上引起結(jié)構(gòu)內(nèi)力重新分配，因此在斜拉橋橋梁檢測工作中，對于塔頂偏位的長期監(jiān)測，對于了解橋梁結(jié)構(gòu)狀態(tài)的變化尤為重要。

目前，工程變形監(jiān)測既可以采用近景攝影測量法，也可以采用GPS技術(shù)、測量機器人技術(shù)等。這些技術(shù)一般具有自動化程度高、信息量大等優(yōu)點，但另一方面又存在設(shè)備昂貴、對場地條件要求高、需要專門的數(shù)據(jù)處理軟件等缺陷[1]。事實上，許多變形監(jiān)測項目可以利用包括經(jīng)緯儀、全站儀在內(nèi)的常規(guī)測量設(shè)備，通過特定的測量方法和數(shù)學(xué)模型加以解決。本文針對監(jiān)測對象的特殊工況，結(jié)合現(xiàn)場觀測條件，采用測角前方交會法對某斜拉橋塔頂偏位進行了變形監(jiān)測。測量過程易于實現(xiàn)，數(shù)學(xué)模型簡單易懂，計算便捷，無需專門數(shù)據(jù)處理軟件，計算所得的位置精度完全可以滿足監(jiān)測要求。

1 測角前方交會法的基本原理與精度估算公式

前方交會方法主要有測角前方交會，測邊前方交會以及邊角前方交會[2]。根據(jù)該文研究對象的基本情況，主要采用測角前方交會的方法，其基本原理和計算公式如下。

（1）設(shè)A、B為已知點，若分別對P點觀測了水平角α和β，則P點位置唯一得到，并可計算P點坐標，計算流程及相關(guān)公式如下[3]：

（1）

如圖1所示，據(jù)已知坐標計算已知邊AB的方位角和邊長（坐標反算）。

（2）推算AP和BP邊的坐標方位角和邊長

（2）

（3）

其中。

（3）分別由A點和B點按下式推算P點坐標（坐標正算），并校核。

（4）

或者

（5）

也可采用以下計算公式直接得到坐標計算結(jié)果：

（6）

由以上公式，根據(jù)誤差傳播定律[4]，可推導(dǎo)得到P點的點位精度估算公式為[2，5]

（7）

其中：為測角中誤差；為控制點之間的平距，=206265。

2 某斜拉橋塔頂偏位測量實施與成果分析

某斜拉橋的塔頂偏位測量需要對塔頂監(jiān)測點進行多期觀測，比較其平面位置變化情況，從而反映出塔頂偏位情況。

根據(jù)現(xiàn)場的基本條件，在該斜拉橋4只塔柱的頂端選擇了4個典型位置布設(shè)變形觀測點。而在靠橋下游兩側(cè)岸邊，各具有1個永久性測量控制點，兩點連線大致與橋梁方向平行，兩控制點間的平距為1080.660 m?？刂泣c設(shè)置于高塔之上，用鋼筋混凝土澆注強制對中觀測墩，穩(wěn)固可靠。

如圖2所示，測量控制點到大橋塔頂距離較遠（超過1000 m），與岸邊控制點高差也比較大（超過160 m），另外在塔頂監(jiān)測點安置全站儀反射棱鏡十分不便，用全站儀測距精度也有限，難以滿足監(jiān)測要求。考慮到控制點相對于監(jiān)測點的方位，可形成有利的幾何圖形?？刂泣c對4個監(jiān)測點位所形成的交會角，其值均在75附近，根據(jù)文獻[6]的分析，交會角為75的交會圖形，做兩點前方交會精度是比較好的，僅次于交會角為90的情況。因此，在本次變形觀測工作中我們采用高精度全站儀進行精密測角，利用測角前方交會法計算監(jiān)測點與控制點的相對位置。

根據(jù)該斜拉橋塔頂偏位測量的精度要求和現(xiàn)場條件，觀測采用1"級精度全站儀，對每一個角度測量4個測回。由于該橋塔頂偏位監(jiān)測僅需要了解各監(jiān)測周期內(nèi)監(jiān)測點的平面位置變化情況，為簡化計算，以A，B兩控制點方向為X軸建立局部平面直角坐標系，將控制點坐標轉(zhuǎn)換至該坐標系下，則得到控制點B的平面坐標為（0，0），控制點A的平面坐標為（1080.660，0），然后根據(jù)角度測量值計算得到監(jiān)測點位坐標。

如圖3所示，由于觀測距離較遠，為避免江面上的霧氣影響空氣的能見度，提高目標照準精度，觀測時需選擇晴朗、少風(fēng)，低濕度天氣進行。

根據(jù)上述方案，對該斜拉橋塔頂偏位進行了3期觀測，自2011年開始到2013年，每年觀測一期。得到的成果數(shù)據(jù)如表1所示。

從表1可以看出，各期觀測得到的點位平面位置變化量，偏移最大為3號點第一期與第二期的坐標差值，其點位平面偏差為0.082m；偏移最小為2號點第二期與第三期的差值，其點位平面偏差為0.035m。從變化幅度看，三期的觀測結(jié)果各點的平面位置變化都在厘米的量級，并且沒有呈現(xiàn)出明顯的點位變形趨勢，可以認為該橋梁在觀測周期內(nèi)并沒有產(chǎn)生明顯的塔頂偏位，進一步估算觀測得到的點位中誤差。由于全站儀一測回測角中誤差為1"，根據(jù)誤差傳播率[4]，4測回測角中誤差為0.5"。而各期觀測角度各期觀測值差距不大，由精度估算公式得到的結(jié)果基本相等，因此，每個監(jiān)測點只計算一個精度估算結(jié)果。將表1中觀測數(shù)據(jù)及各相關(guān)參數(shù)代入式（7），可估算得到各觀測點的點位中誤差如表2所示。

可以看到，本觀測過程中，點位中誤差估算值非常小，說明在該斜拉橋塔頂偏位觀測中根據(jù)現(xiàn)場觀測條件而采取的測角前方交會觀測方案是非常合適的，交會圖形較好，測量得到的點位坐標結(jié)果精確可靠。

3 結(jié)語

前方交會法在大壩監(jiān)測、邊坡監(jiān)測、礦山監(jiān)測、建筑物變形監(jiān)測等很多方面有著非常廣泛的應(yīng)用。它觀測簡便，成本低廉，利用常規(guī)測量設(shè)備和人工計算即可完成相關(guān)的平面變形監(jiān)測任務(wù)。實際的觀測實施過程中還應(yīng)充分考慮現(xiàn)場的基本條件，因地制宜的制定合適的監(jiān)測方案，靈活采用測角前方交會、測邊前方交會或者邊角前方交會等方法。該文的研究分析表明，采用測角前方交會可以有效避免采用全站儀測距不便或者測距精度受限等問題。在合適的交會圖形條件下，嚴格控制觀測質(zhì)量，可達到較為滿意的監(jiān)測精度。

參考文獻

[1] 趙同龍，趙吉濤，路奎.前方交會三角測高法變形監(jiān)測應(yīng)用研究[J].山東建筑大學(xué)學(xué)報，2010，25（3）：347-350.

[2] 凌鋒，薛世新.前方交會在建筑傾斜和水平位移監(jiān)測中的應(yīng)用探討[J].現(xiàn)代測繪，2011，34（2）：38-41.

[3] 過靜，饒云剛.土木工程測量[M].4版.武漢：武漢理工大學(xué)出版社，2011.

[4] 李澤.測量平差基礎(chǔ)[M].武漢：武漢理工大學(xué)出版社，2013.

[5] 周西振.前方交會法測定變形監(jiān)測點最佳交會圖形的探討[J].勘察科學(xué)技術(shù)，2002（2）：53-55.

[6] 郭振平.兩點前方交會的精度分析[J].輕金屬，2005（12）：6-9.

摘 要：通過對永久性控制監(jiān)測資料的整理分析，可以及時掌握橋梁的健康狀況，發(fā)現(xiàn)橋梁中存在的隱患以確保其安全運營。為此，應(yīng)在上下游主塔、主梁及承臺頂部設(shè)若干永久性測量標志。橋梁的永久性控制點要牢固可靠，應(yīng)按永久性測量標志設(shè)定。該文結(jié)合某斜拉橋周邊的地理環(huán)境和觀測條件，選取已有的永久控制點，利用測角前方交會法對某斜拉橋塔頂偏位進行了觀測，對三期的觀測數(shù)據(jù)進行了數(shù)據(jù)處理和比較分析，估算了測量精度，得到了一些有益的結(jié)論。

關(guān)鍵詞：測角前方交會 斜拉橋 監(jiān)測 精度分析

中圖分類號：P258 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）12（a）-0009-02

橋梁檢測是利用現(xiàn)代各種大地測量和精密測量技術(shù)測定大橋相應(yīng)部位的空間位置及其變化，為橋梁的現(xiàn)代化管理、養(yǎng)護提供幾何信息。為了利于分析判斷橋梁可能發(fā)生的病害原因，掌握運營階段橋梁結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)的變化，必須對結(jié)構(gòu)進行永久性控制檢測。通過對永久性控制監(jiān)測資料的整理分析，可以及時掌握橋梁的健康狀況，發(fā)現(xiàn)橋梁中存在的隱患以確保其安全運營。為此，應(yīng)在上下游主塔、主梁及承臺頂部設(shè)若干永久性測量標志。橋梁的永久性控制點要牢固可靠，應(yīng)按永久性測量標志設(shè)定。

對于斜拉橋的檢測工作，由于斜拉橋是高次超靜定的結(jié)構(gòu)體系，它的每個結(jié)點坐標位置變化與偏離都會在不同程度上引起結(jié)構(gòu)內(nèi)力重新分配，因此在斜拉橋橋梁檢測工作中，對于塔頂偏位的長期監(jiān)測，對于了解橋梁結(jié)構(gòu)狀態(tài)的變化尤為重要。

目前，工程變形監(jiān)測既可以采用近景攝影測量法，也可以采用GPS技術(shù)、測量機器人技術(shù)等。這些技術(shù)一般具有自動化程度高、信息量大等優(yōu)點，但另一方面又存在設(shè)備昂貴、對場地條件要求高、需要專門的數(shù)據(jù)處理軟件等缺陷[1]。事實上，許多變形監(jiān)測項目可以利用包括經(jīng)緯儀、全站儀在內(nèi)的常規(guī)測量設(shè)備，通過特定的測量方法和數(shù)學(xué)模型加以解決。本文針對監(jiān)測對象的特殊工況，結(jié)合現(xiàn)場觀測條件，采用測角前方交會法對某斜拉橋塔頂偏位進行了變形監(jiān)測。測量過程易于實現(xiàn)，數(shù)學(xué)模型簡單易懂，計算便捷，無需專門數(shù)據(jù)處理軟件，計算所得的位置精度完全可以滿足監(jiān)測要求。

1 測角前方交會法的基本原理與精度估算公式

前方交會方法主要有測角前方交會，測邊前方交會以及邊角前方交會[2]。根據(jù)該文研究對象的基本情況，主要采用測角前方交會的方法，其基本原理和計算公式如下。

（1）設(shè)A、B為已知點，若分別對P點觀測了水平角α和β，則P點位置唯一得到，并可計算P點坐標，計算流程及相關(guān)公式如下[3]：

（1）

如圖1所示，據(jù)已知坐標計算已知邊AB的方位角和邊長（坐標反算）。

（2）推算AP和BP邊的坐標方位角和邊長

（2）

（3）

其中。

（3）分別由A點和B點按下式推算P點坐標（坐標正算），并校核。

（4）

或者

（5）

也可采用以下計算公式直接得到坐標計算結(jié)果：

（6）

由以上公式，根據(jù)誤差傳播定律[4]，可推導(dǎo)得到P點的點位精度估算公式為[2，5]

（7）

其中：為測角中誤差；為控制點之間的平距，=206265。

2 某斜拉橋塔頂偏位測量實施與成果分析

某斜拉橋的塔頂偏位測量需要對塔頂監(jiān)測點進行多期觀測，比較其平面位置變化情況，從而反映出塔頂偏位情況。

根據(jù)現(xiàn)場的基本條件，在該斜拉橋4只塔柱的頂端選擇了4個典型位置布設(shè)變形觀測點。而在靠橋下游兩側(cè)岸邊，各具有1個永久性測量控制點，兩點連線大致與橋梁方向平行，兩控制點間的平距為1080.660 m?？刂泣c設(shè)置于高塔之上，用鋼筋混凝土澆注強制對中觀測墩，穩(wěn)固可靠。

如圖2所示，測量控制點到大橋塔頂距離較遠（超過1000 m），與岸邊控制點高差也比較大（超過160 m），另外在塔頂監(jiān)測點安置全站儀反射棱鏡十分不便，用全站儀測距精度也有限，難以滿足監(jiān)測要求。考慮到控制點相對于監(jiān)測點的方位，可形成有利的幾何圖形?？刂泣c對4個監(jiān)測點位所形成的交會角，其值均在75附近，根據(jù)文獻[6]的分析，交會角為75的交會圖形，做兩點前方交會精度是比較好的，僅次于交會角為90的情況。因此，在本次變形觀測工作中我們采用高精度全站儀進行精密測角，利用測角前方交會法計算監(jiān)測點與控制點的相對位置。

根據(jù)該斜拉橋塔頂偏位測量的精度要求和現(xiàn)場條件，觀測采用1"級精度全站儀，對每一個角度測量4個測回。由于該橋塔頂偏位監(jiān)測僅需要了解各監(jiān)測周期內(nèi)監(jiān)測點的平面位置變化情況，為簡化計算，以A，B兩控制點方向為X軸建立局部平面直角坐標系，將控制點坐標轉(zhuǎn)換至該坐標系下，則得到控制點B的平面坐標為（0，0），控制點A的平面坐標為（1080.660，0），然后根據(jù)角度測量值計算得到監(jiān)測點位坐標。

如圖3所示，由于觀測距離較遠，為避免江面上的霧氣影響空氣的能見度，提高目標照準精度，觀測時需選擇晴朗、少風(fēng)，低濕度天氣進行。

根據(jù)上述方案，對該斜拉橋塔頂偏位進行了3期觀測，自2011年開始到2013年，每年觀測一期。得到的成果數(shù)據(jù)如表1所示。

從表1可以看出，各期觀測得到的點位平面位置變化量，偏移最大為3號點第一期與第二期的坐標差值，其點位平面偏差為0.082m；偏移最小為2號點第二期與第三期的差值，其點位平面偏差為0.035m。從變化幅度看，三期的觀測結(jié)果各點的平面位置變化都在厘米的量級，并且沒有呈現(xiàn)出明顯的點位變形趨勢，可以認為該橋梁在觀測周期內(nèi)并沒有產(chǎn)生明顯的塔頂偏位，進一步估算觀測得到的點位中誤差。由于全站儀一測回測角中誤差為1"，根據(jù)誤差傳播率[4]，4測回測角中誤差為0.5"。而各期觀測角度各期觀測值差距不大，由精度估算公式得到的結(jié)果基本相等，因此，每個監(jiān)測點只計算一個精度估算結(jié)果。將表1中觀測數(shù)據(jù)及各相關(guān)參數(shù)代入式（7），可估算得到各觀測點的點位中誤差如表2所示。

可以看到，本觀測過程中，點位中誤差估算值非常小，說明在該斜拉橋塔頂偏位觀測中根據(jù)現(xiàn)場觀測條件而采取的測角前方交會觀測方案是非常合適的，交會圖形較好，測量得到的點位坐標結(jié)果精確可靠。

3 結(jié)語

前方交會法在大壩監(jiān)測、邊坡監(jiān)測、礦山監(jiān)測、建筑物變形監(jiān)測等很多方面有著非常廣泛的應(yīng)用。它觀測簡便，成本低廉，利用常規(guī)測量設(shè)備和人工計算即可完成相關(guān)的平面變形監(jiān)測任務(wù)。實際的觀測實施過程中還應(yīng)充分考慮現(xiàn)場的基本條件，因地制宜的制定合適的監(jiān)測方案，靈活采用測角前方交會、測邊前方交會或者邊角前方交會等方法。該文的研究分析表明，采用測角前方交會可以有效避免采用全站儀測距不便或者測距精度受限等問題。在合適的交會圖形條件下，嚴格控制觀測質(zhì)量，可達到較為滿意的監(jiān)測精度。

參考文獻

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