[发明专利]通过相邻监测点间坐标变化而测定位移量的方法及系统

说明书

本发明涉及一种通过相邻监测点间坐标变化而测定位移量的方法及系统，通过测量相邻监测点间的相对位移变化量，并根据各监测点的绝对坐标，通过坐标系转换得到各监测点的绝对坐标，且整个监测过程仅需人工测量各监测点的初始绝对坐标即可，无需随施工进度多次测量各监测点的绝对坐标，从而减少了工作量，且减少了各种误差积累影响。

技术领域

本发明涉及工程安全监测领域，具体涉及一种通过相邻监测点间坐标变化而测定监测点位移量的方法及系统。

背景技术

基坑监测是基坑工程施工中的一个重要环节，是指在基坑开挖及地下工程施工过程中，对基坑岩土性状、支护结构变位和周围环境条件的变化，进行各种观察及分析工作，并将监测结果及时反馈，预测下一步施工后将导致的变形及稳定状态的发展，根据预测判定施工对周围环境造成影响的程度，来指导设计与施工，实现所谓信息化施工。基坑监测主要包括水平位移监测和竖向位移监测，测定特定方向上的水平位移时可采用视准线法、小角度法、投点法等；测定监测点任意方向的水平位移时可视监测点的分布情况，采用前方交会法、自由设站法、极坐标法等；当基准点距基坑较远时，可采用GPS测量法或三角、三边、边角测量与基准线法相结合的综合测量方法。水平位移监测基准点应埋设在基坑开挖深度2倍范围以外不受施工影响的稳定区域，或利用已有稳定的施工控制点，不应埋设在低洼积水、湿陷、冻胀、胀缩等影响范围内；基准点的埋设应按有关测量规范、规程执行。宜设置有强制对中的观测墩；采用精密的光学对中装置，对中误差不宜大于0.5mm。如图1所示，为目前主流的测量方式，一般至少设置两个基准点(D1和D2)分别测出监测点(A1、A2……)的相对坐标，最后换算成监测点在监测系统的绝对坐标，从而测量出其水平位移量，该方式测量时需要人工采用全站仪进行观测，其缺点主要体现在以下几方面：

(1)受操作人员经验影响，不同操作人员测量得到的人工误差不同，从而使得测量精度较低；

(2)无法实时测量，每次测量都需要人工观测并记录，从而使得测量工作的开展难度较大，且需要投入较多的人工成本进行监测；

(3)需要对每个监测点进行测量，使得测量工作量大。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种通过相邻监测点间空间坐标变化测定其位移量的方法及系统，通过用物联网技术测量各监测点间的相对位移变化量得到监测点自身的绝对坐标及位移量，且整个监测过程自动完成，不受人工经验影响。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种通过相邻监测点间坐标变化而测定位移量的方法，主要用于基坑的水平位移量测量，该方法步骤如下：

步骤S1：坐标系定义；

定义监测坐标系作为绝对坐标系(X,Y)，所监测的基坑位于绝对坐标系(X,Y)中；

在绝对坐标系中定义相对坐标系(x,y)，选定基坑一边两拐角处的监测点作为工作基点A0、An，A0到An的连线即为直线kX+bY+c＝0，以A0为原点，直线kX+bY+c＝0为x轴，垂直于直线kX+bY+c＝0的为y轴；建立相对坐标系(x,y)，其余监测点按空间顺序依次标记为A1、A2……An；基坑其他边的监测点按类似方法处理；

定义观测坐标系(x',y')，其中观测坐标系垂直于监测坐标系和相对坐标系；

步骤S2：测量各监测点在监测坐标系下的绝对坐标的初始值，分别标记为Ai(Xi，Yi)，其中i取值为0-n，则有各监测点间距离为

步骤S4:以在监测坐标系中两点A0(X0,Y0)，An(Xn,Yn)建立直线方程，其直线方程为kX+bY+c＝0，其中系数k、b、c可根据两点式直线方程解得：(X-X0)/(Xn-X0)＝(Y-Y0)/(Yn-Y0)；根据监测点Ai(Xi，Yi)及直线方程kX+bY+c＝0可以计算监测点Ai到x轴的垂线距离