一種基于差分技術(shù)和可伸縮銦鋼條碼尺的精密水準(zhǔn)測量方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于差分技術(shù)和可伸縮銦鋼條碼尺的精密水準(zhǔn)測量方法，可伸縮銦鋼條碼尺包括內(nèi)矩形鋼管、外矩形鋼管及螺旋銷栓，內(nèi)矩形鋼管套設(shè)于外矩形鋼管內(nèi)，在外矩形鋼管上設(shè)置所述的螺旋銷栓，在外矩形鋼管的前側(cè)面上設(shè)有銦鋼條碼帶、后側(cè)面上設(shè)置有水準(zhǔn)器。該可伸縮銦鋼條碼尺能夠?qū)崿F(xiàn)長度的伸縮，有利于運(yùn)輸和攜帶，并可適應(yīng)不同高度的水準(zhǔn)儀進(jìn)行讀數(shù)；在配合本發(fā)明的精密水準(zhǔn)測量方法，可以有效消除銦鋼條碼尺的零點(diǎn)不同及可伸縮連接處帶來的誤差，在進(jìn)行基坑沉降測量過程中可以滿足并達(dá)到精密水準(zhǔn)測量的技術(shù)要求，尤其在建筑物沉降觀測中具有重大的應(yīng)用價值，具有很好的經(jīng)濟(jì)和社會效益，值得推廣應(yīng)用。
【專利說明】
一種基于差分技術(shù)和可伸縮銦鋼條碼尺的精密水準(zhǔn)測量方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種基于差分技術(shù)和可伸縮銦鋼條碼尺的精密水準(zhǔn)測量方法，屬于工 程測量和大地測量技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 如今，高等級水準(zhǔn)測量尤其是建筑物的沉降觀測時，常采用精密水準(zhǔn)儀和精密水 準(zhǔn)尺。國家規(guī)范規(guī)定國家三、四等水準(zhǔn)測量采用2m或3m的木制區(qū)格式雙面水準(zhǔn)尺，國家一、 二等水準(zhǔn)測量必須采用3m銦鋼尺(配精密光學(xué)水準(zhǔn)儀)或2m(或3m)銦鋼條碼尺(配精密電子 水準(zhǔn)儀）。國家等級水準(zhǔn)測量絕對不能采用塔尺或折尺。但是2m(或3m)的水準(zhǔn)尺攜帶非常困 難，目前很多測量單位尤其是做建筑物沉降觀測的單位，為了運(yùn)輸一根2m(或3m)的水準(zhǔn)尺， 必須配備一部大長車，而用小車運(yùn)輸時，車內(nèi)很難放得下2m(或3m)的水準(zhǔn)尺，無法折疊或伸 縮的水準(zhǔn)尺給運(yùn)輸帶來了許多不便，同時給單位帶來了很大的經(jīng)濟(jì)損失。
[0003] 中國專利文獻(xiàn)CN204831279U公開了一種大樓沉降變形測量用銦鋼尺，該銦鋼尺包 括銦鋼尺本體、懸掛支架、第一伸縮支撐桿和第二伸縮支撐桿，懸掛支架固定在銦鋼尺頂 部，第一伸縮支撐桿和第二伸縮支撐桿的一端均鉸接在銦鋼尺尺體側(cè)壁上，尺體側(cè)壁上設(shè) 有水準(zhǔn)泡，尺體側(cè)壁上固定有第一卡子和第二卡子，第一伸縮支撐桿和第二伸縮支撐桿的 結(jié)構(gòu)相同且均包括外空心桿、內(nèi)實心桿和長度調(diào)節(jié)螺栓，外空心桿和內(nèi)實心桿套接在一起， 長度調(diào)節(jié)螺栓穿過外空心桿且端部頂在內(nèi)實心桿的外表面上，外空心桿端部鉸接在銦鋼尺 尺體的側(cè)壁上。該銦鋼尺提高了測量人員的安全性，提高了測量精度、節(jié)省了人力，但該銦 鋼尺無法實現(xiàn)自身長度的伸縮，仍然存在攜帶不便、運(yùn)輸困難的問題。
[0004] 中國專利文獻(xiàn)CN204575062U公開了一種帶滑動式伸縮支腿的高精度銦鋼尺，包括 銦鋼尺本體，銦鋼尺本體背面設(shè)置有伸縮支腿，伸縮支腿包括套筒和套設(shè)于套筒內(nèi)的圓管， 套筒的上端固定于銦鋼尺本體上，套筒的下端設(shè)置有旋鈕，圓管的下端設(shè)置有支腳。該銦鋼 尺的伸縮支腿改善了外界條件對測量的影響，保證測量精度，使測量作業(yè)效率以及準(zhǔn)確率 大大提高，可實現(xiàn)對不平坦地面或山區(qū)崎嶇不平的表面精確測量。但是該銦鋼尺的改進(jìn)位 置在于銦鋼尺的支撐結(jié)構(gòu)，對于銦鋼尺的本體沒有改進(jìn)，依然存在銦鋼尺攜帶不便的問題。
[0005] 目前還未見有關(guān)于銦鋼尺本體伸縮方式的報道，市面上也不曾有伸縮式銦鋼尺的 出售。究其原因，在水準(zhǔn)測量過程中，銦鋼尺的精度是保證水準(zhǔn)測量精度的關(guān)鍵因素之一， 而采用長度可調(diào)節(jié)的銦鋼尺，在利用現(xiàn)有方法進(jìn)行水準(zhǔn)測量時勢必會存在伸縮連接處的誤 差帶來的精度影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種可伸縮的銦鋼條碼尺，并提出了一種新 的精密水準(zhǔn)測量的方法，利用可伸縮銦鋼條碼尺配合差分技術(shù)的觀測方法可有效保證水準(zhǔn) 測量過程中的精度，達(dá)到精密水準(zhǔn)測量的目的。
[0007] 本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
[0008] -種可伸縮銦鋼條碼尺，包括內(nèi)矩形鋼管、外矩形鋼管及螺旋銷栓，內(nèi)矩形鋼管套 設(shè)于外矩形鋼管內(nèi)，在外矩形鋼管上設(shè)置所述的螺旋銷栓，在外矩形鋼管的前側(cè)面上設(shè)有 銦鋼條碼帶、后側(cè)面上設(shè)置有水準(zhǔn)器。
[0009]優(yōu)選的，在外矩形鋼管上設(shè)置3-5組所述的螺旋銷栓，每組包括三個螺旋銷栓，每 組的三個螺旋銷栓分布于外矩形鋼管的同一水平截面上。此設(shè)計的優(yōu)勢在于，當(dāng)內(nèi)矩形鋼 管從外矩形鋼管內(nèi)伸出時，可通過三組螺旋銷栓對內(nèi)矩形鋼管和外矩形鋼管固定在一起。 [0010]優(yōu)選的，每組的三個螺旋銷栓按以下方式分布:在外矩形鋼管的左右兩側(cè)對稱設(shè) 置兩個螺旋銷栓，在外矩形鋼管的后側(cè)面上設(shè)置一個螺旋銷栓。
[0011]優(yōu)選的，所述相鄰兩組的螺旋銷栓的間距為200mm。
[0012] 優(yōu)選的，所述內(nèi)矩形鋼管和外矩形鋼管的材質(zhì)均為鋁合金。
[0013] 優(yōu)選的，所述內(nèi)矩形鋼管的底部設(shè)有一基座，基座的表面積大于外矩形鋼管的截 面積。此設(shè)計的優(yōu)勢在于，在內(nèi)矩形鋼管的底部設(shè)一基座，有利于銦鋼條碼尺的擺放，增加 銦鋼條碼尺測量過程中的穩(wěn)定性。
[0014] 優(yōu)選的，所述基座選用一厚度為8mm的鋼板。
[0015] -種基于差分技術(shù)和可伸縮銦鋼條碼尺的精密水準(zhǔn)測量的方法，包括以下步驟，
[0016] (1)取兩個可伸縮銦鋼條碼尺，分別進(jìn)行編號為:①號可伸縮銦鋼條碼尺和②號可 伸縮銦鋼條碼尺；
[0017] (2)求出兩個可伸縮銦鋼條碼尺在水準(zhǔn)點(diǎn)BM上的差分值：首先將①號可伸縮銦鋼 條碼尺豎立在BM點(diǎn)上，水準(zhǔn)儀讀取其后視讀數(shù)為ai;然后將①號可伸縮銦鋼條碼尺移除，將 ②號可伸縮銦鋼條碼尺豎立在同一個BM點(diǎn)上，水準(zhǔn)儀讀取其前視讀數(shù)為bl，則BM點(diǎn)的高差 為:判時，h BM即為①號可伸縮銦鋼條碼尺和②號可伸縮銦鋼條碼尺的綜合 差值(可伸縮銦鋼條碼尺零點(diǎn)誤差和伸縮連接處的差值的綜合影響值），將此綜合差值記為 Δ 12,貝丨J: A ：L2 = ai-bi;
[0018] 當(dāng)首先將②號可伸縮銦鋼條碼尺豎立在BM點(diǎn)上，水準(zhǔn)儀讀取其后視讀數(shù)為b1;然 后將②號可伸縮銦鋼條碼尺移除，將①號可伸縮銦鋼條碼尺豎立在BM點(diǎn)上，水準(zhǔn)儀讀取其 前視讀數(shù)為a!，則BM點(diǎn)的高差為:hBFbm^hBM矣0時，hBM即為②號可伸縮銦鋼條碼尺和 ①號可伸縮銦鋼條碼尺的綜合差值(可伸縮銦鋼條碼尺零點(diǎn)誤差和伸縮連接處的差值的綜 合影響值），將此綜合差值記為A 21，則：Δ ;
[0019] 由于在觀測過程中，只是①號可伸縮銦鋼條碼尺和②號可伸縮銦鋼條碼尺的觀測 順序改變，其長度并沒有改變，因此，A21 = -A12 = -U-Id1),將這一差值稱為差分值；
[0020] (3)對基坑沉降進(jìn)行測量：
[0021]第一測站:水準(zhǔn)儀安置在BM點(diǎn)和CJl點(diǎn)之間，將①號可伸縮銦鋼條碼尺豎立在BM點(diǎn) 上，讀取其后視讀數(shù)為A1，將②號可伸縮銦鋼條碼尺豎立在CJl點(diǎn)上，讀取其前視讀數(shù)為B1， 第一測站的測量尚差為:. isI =馬-為，則第一測站的真實尚差，即BM點(diǎn)至CJl點(diǎn)的真實尚差 hi為；
[0022] 1)
[0023]第二測站:將水準(zhǔn)儀安置在CJl點(diǎn)和CJ2點(diǎn)之間，并將BM點(diǎn)上的①號可伸縮銦鋼條 碼尺豎立到CJ2點(diǎn)上，②號可伸縮銦鋼條碼尺仍然豎立在CJl點(diǎn)上，對②號可伸縮銦鋼條碼 尺讀取其后視讀數(shù)為A2，對①號可伸縮銦鋼條碼尺讀取其前視讀數(shù)為出，第二測站的測量高 差為：的，則第二測站的真實高差，即CJl至CJ2點(diǎn)的真實高差為：
[0024]
〔2)
[0025]第三測站:將水準(zhǔn)儀安置在CJ2點(diǎn)和CJ3點(diǎn)之間，并將CJl點(diǎn)上的②號可伸縮銦鋼條 碼尺豎立到CJ3點(diǎn)上，①號可伸縮銦鋼條碼尺仍然豎立在CJ2點(diǎn)上，對①號可伸縮銦鋼條碼 尺讀取其后視讀數(shù)為A3，對②號可伸縮銦鋼條碼尺讀取其前視讀數(shù)為B 3，第三測站的測量高 差為：、%| =禹-馬，則第三測站的真實高差，即CJ2點(diǎn)至CJ3點(diǎn)的真實高差為：
[0026]
(3)
[0027] 第四測站:將水準(zhǔn)儀安置在CJ3點(diǎn)和CJ4點(diǎn)之間，并將CJ2點(diǎn)上的①號可伸縮銦鋼條
碼尺豎立到CJ4點(diǎn)上，②號可伸縮銦鋼條碼尺仍然豎立在CJ3點(diǎn)上，對②號可伸縮銦鋼條碼 尺讀取其后視讀數(shù)為A4,對①號可伸縮銦鋼條碼尺讀取其前視讀數(shù)為B4,第四測站的測量高 差為' 3點(diǎn)至CJ4點(diǎn)的真實高差為：
[0028 (4)
[0029] I
[0030] 以此類推，將②號可伸縮銦鋼條碼尺和①號可伸縮銦鋼條碼尺交替放置在下一轉(zhuǎn) 點(diǎn)上，可以測出各段的高差;根據(jù)各段的高差和已知起始點(diǎn)BM點(diǎn)的高程，即可求出各沉降觀 測點(diǎn)的高程；當(dāng)水準(zhǔn)觀測路線為閉合水準(zhǔn)路線時，水準(zhǔn)路線的閉合差等于各測段的高差之 和，即：fh= Σ??，（i = l、2、3......η)
[0031 ] fh= Σ??= (Al-Bl)- Δ 12+(Α2_Β2)+ Δ 12+(Α3_Β3)- Δ 12Η--------I-(An-Bn)+ Δ 12 (5)
[0032]由公式(5)可知，當(dāng)測量站i為偶數(shù)站時，A12可以相互抵消，可伸縮銦鋼條碼尺零 點(diǎn)和可伸縮銦鋼條碼尺連接處誤差的綜合影響對整個水準(zhǔn)路線的閉合差沒有影響;但對計 算各觀測點(diǎn)的高程有影響，并且在計算各測段高差時，奇數(shù)測量站減去A 12，偶數(shù)測量站加 上A12。由此可見，經(jīng)過差分計算后的實測高差即為各測段的真實高差。
[0033]本發(fā)明的有益效果在于：
[0034] 本發(fā)明可伸縮銦鋼條碼尺能夠?qū)崿F(xiàn)長度的伸長和縮短，方便長度調(diào)節(jié)，有利于運(yùn) 輸和攜帶，同時可伸縮銦鋼條碼尺可以適應(yīng)不同高度的水準(zhǔn)儀進(jìn)行讀數(shù);在配合本發(fā)明的 精密水準(zhǔn)測量方法，可以有效消除銦鋼條碼尺的零點(diǎn)不同及可伸縮連接處帶來的誤差，在 進(jìn)行基坑沉降測量過程中可以滿足并達(dá)到精密水準(zhǔn)測量的技術(shù)要求，尤其在建筑物沉降觀 測中具有重大的應(yīng)用價值，給測量單位帶來很好的經(jīng)濟(jì)和社會效益，具有很好的推廣應(yīng)用 價值。本差分技術(shù)的水準(zhǔn)測量方法還可對常規(guī)精密水準(zhǔn)測量所采用的銦鋼條碼可伸縮銦鋼 條碼尺的零點(diǎn)誤差進(jìn)行檢驗與校核，經(jīng)過差分計算后，可進(jìn)一步提高常規(guī)水準(zhǔn)測量的觀測 精度。
【附圖說明】
[0035] 圖1為本發(fā)明可伸縮銦鋼條碼尺伸長前的主視圖；
[0036] 圖2為本發(fā)明可伸縮銦鋼條碼尺伸長后的主視圖；
[0037] 圖3為本發(fā)明可伸縮銦鋼條碼尺的俯視圖；
[0038] 圖4為利用本發(fā)明可伸縮銦鋼條碼尺進(jìn)行基坑沉降測量時的原理圖。
[0039] 其中：1、銦鋼條碼帶;2、內(nèi)矩形鋼管;3、外矩形鋼管;4、螺旋銷栓;5、基座;6、圓氣 泡;7、扶手。
【具體實施方式】
[0040]下面通過實施例并結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步說明，但不限于此。
[0041 ] 實施例1:
[0042] 如圖1至圖3所示，一種可伸縮銦鋼條碼尺，包括內(nèi)矩形鋼管2、外矩形鋼管3及螺旋 銷栓4,內(nèi)矩形鋼管2套設(shè)于外矩形鋼管3內(nèi)，在外矩形鋼管3上設(shè)置所述的螺旋銷栓4,在外 矩形鋼管3的前側(cè)面上設(shè)有銦鋼條碼帶1、后側(cè)面上設(shè)置有圓水準(zhǔn)器，通過圓水準(zhǔn)器內(nèi)的圓 氣泡6進(jìn)行可伸縮銦鋼條碼尺垂直位置調(diào)節(jié)。本發(fā)明可伸縮銦鋼條碼尺，利用套裝在一起的 內(nèi)矩形鋼管和外矩形鋼管實現(xiàn)銦鋼條碼尺長度的伸縮，同時利用螺旋銷栓固定伸出后的內(nèi) 矩形鋼管來保持銦鋼條碼尺的穩(wěn)定性，有效保證測量過程中精度。
[0043] 實施例中內(nèi)矩形鋼管2和外矩形鋼管3的材質(zhì)均為鋁合金。外矩形鋼管的長為 1000mm、寬為85mm、厚為40mm;內(nèi)矩形鋼管的長為980mm、寬為80mm、厚為35mm。
[0044]在外矩形鋼管3上設(shè)置三組所述的螺旋銷栓4，每組包括三個螺旋銷栓4，每組的三 個螺旋銷栓分布于外矩形鋼管3的同一水平截面上。每組的三個螺旋銷栓按以下方式分布： 兩個螺旋銷栓對稱設(shè)置在外矩形鋼管3的左右兩側(cè)，第三個螺旋銷栓設(shè)置在外矩形鋼管3的 后側(cè)面上。外矩形鋼管3和內(nèi)矩形鋼管2上均設(shè)有孔，螺旋銷栓4穿孔而過將外矩形鋼管3和 內(nèi)矩形鋼管2連接在一起，當(dāng)內(nèi)矩形鋼管2要從外矩形鋼管3內(nèi)伸出時，向外擰出螺旋銷栓4， 然后向下拉出內(nèi)矩形鋼管2,當(dāng)調(diào)整好長度后，再向里擰進(jìn)螺旋銷栓4,使內(nèi)矩形鋼管2和外 矩形鋼管3固定連接在一起，通過三組螺旋銷栓4對內(nèi)矩形鋼管2和外矩形鋼管3固定在一起 能夠提高連接的穩(wěn)定性。
[0045] 相鄰兩組的螺旋銷栓的間距為200mm。每間隔20cm形成一個銷栓斷面，內(nèi)矩形鋼管 從外矩形鋼管內(nèi)伸縮時，或以任意長度伸縮，但確保測量過程中不再有變動。
[0046]本實施例提供的可伸縮銦鋼條碼尺，由內(nèi)矩形鋼管和外矩形鋼管相互配套組成， 其長度僅為現(xiàn)有銦鋼條碼尺長度的一半左右，方便攜帶，收縮后很容易放進(jìn)小轎車后備箱 內(nèi)，無需單獨(dú)準(zhǔn)備面包車等較大運(yùn)輸工具，大大節(jié)約了經(jīng)濟(jì)成本；同時，當(dāng)內(nèi)矩形鋼管從外 矩形鋼管內(nèi)伸出時，其整體長度又可與現(xiàn)有銦鋼條碼尺一樣來滿足測量要求。
[0047] 實施例2:
[0048] -種可伸縮銦鋼條碼尺，結(jié)構(gòu)如實施例1所述，其不同之處在于:外矩形鋼管的長 為1500mm，內(nèi)矩形鋼管的長為1480mm。在外矩形鋼管3上設(shè)置五組所述的螺旋銷栓4,每組包 括三個螺旋銷栓4。當(dāng)內(nèi)矩形鋼管和外矩形鋼管的長度較長時，可以增設(shè)螺旋銷栓組，以此 來增加伸長后連接的穩(wěn)定性。
[0049] 實施例3:
[0050] 一種可伸縮銦鋼條碼尺，結(jié)構(gòu)如實施例1所述，其不同之處在于:在內(nèi)矩形鋼管2的 底部設(shè)有一基座5,基座5選用一厚度為8_的鋼板，基座5的表面積大于外矩形鋼管3的截面 積。在內(nèi)矩形鋼管2的底部設(shè)一基座5,有利于銦鋼條碼尺的擺放，增加銦鋼條碼尺測量過程 中的穩(wěn)定性。
[0051]另外，內(nèi)矩形鋼管2和外矩形鋼管3的后側(cè)面成梯形凹槽設(shè)置，在梯形凹槽的兩個 側(cè)壁上設(shè)置有扶手7。此設(shè)計的好處在于，當(dāng)進(jìn)行水準(zhǔn)測量時，扶手7便于操作者抓扶銦鋼條 碼尺。
[0052] 實施例4:
[0053] -種利用實施例3所述的可伸縮銦鋼條碼尺并結(jié)合差分技術(shù)對基坑沉降進(jìn)行精密 水準(zhǔn)測量的方法，具體步驟如下：
[0054] (1)取兩個可伸縮銦鋼條碼尺，分別進(jìn)行編號為:①號可伸縮銦鋼條碼尺和②號可 伸縮銦鋼條碼尺；
[0055] (2)求出兩個可伸縮銦鋼條碼尺在水準(zhǔn)點(diǎn)BM上的差分值:首先將①號可伸縮銦鋼 條碼尺豎立在BM點(diǎn)上，水準(zhǔn)儀讀取其后視讀數(shù)為ai;然后將①號可伸縮銦鋼條碼尺移除，將 ②號可伸縮銦鋼條碼尺豎立在同一個BM點(diǎn)上，水準(zhǔn)儀讀取其前視讀數(shù)為bl，則BM點(diǎn)的高差 為:hBM=ai_bi;理論上水準(zhǔn)點(diǎn)BM的高差應(yīng)為零，但當(dāng)Iibm矣0時，Iibm即為①號可伸縮銦鋼條碼 尺和②號可伸縮銦鋼條碼尺的綜合差值(可伸縮銦鋼條碼尺零點(diǎn)誤差和伸縮連接處的差值 的綜合影響值），將此綜合差值記為A 12，則：Δ ^ = ;
[0056] 當(dāng)首先將②號可伸縮銦鋼條碼尺豎立在BM點(diǎn)上，水準(zhǔn)儀讀取其后視讀數(shù)為b1;然 后將②號可伸縮銦鋼條碼尺移除，將①號可伸縮銦鋼條碼尺豎立在BM點(diǎn)上，水準(zhǔn)儀讀取其 前視讀數(shù)為a!，則BM點(diǎn)的高差為:hBFbm^hBM矣0時，hBM即為②號可伸縮銦鋼條碼尺和 ①號可伸縮銦鋼條碼尺的綜合差值(可伸縮銦鋼條碼尺零點(diǎn)誤差和伸縮連接處的差值的綜 合影響值），將此綜合差值記為A 21，則：Δ ;
[0057] 由于在觀測過程中，只是①號可伸縮銦鋼條碼尺和②號可伸縮銦鋼條碼尺的觀測 順序改變，其長度并沒有改變(①號可伸縮銦鋼條碼尺和②號可伸縮銦鋼條碼尺在整個測 量過程中伸縮固定后，不能在進(jìn)行第二次調(diào)整），因此，Δ 21 = - Δ 12 = -(ai-bl)，將這一差值 稱為差分值；
[0058] (3)對基坑沉降進(jìn)行測量：
[0059]第一測站:水準(zhǔn)儀安置在BM點(diǎn)和CJl點(diǎn)之間，將①號可伸縮銦鋼條碼尺豎立在BM點(diǎn) 上，讀取其后視讀數(shù)為A1，將②號可伸縮銦鋼條碼尺豎立在CJl點(diǎn)上，讀取其前視讀數(shù)為B1， 第一測站的測量高差為：鵒=毛·，則第一測站的真實高差，即BM點(diǎn)至CJl點(diǎn)的真實高差 hi為：
[0060]
(1)
[0061] 第二測站:將水準(zhǔn)儀安置在CJl點(diǎn)和CJ2點(diǎn)之間，并將BM點(diǎn)上的①號可伸縮銦鋼條 碼尺豎立到CJ2點(diǎn)上，②號可伸縮銦鋼條碼尺仍然豎立在CJl點(diǎn)上，對②號可伸縮銦鋼條碼 尺讀取其后視讀數(shù)為A 2，對①號可伸縮銦鋼條碼尺讀取其前視讀數(shù)為出，第二測站的測量高 差為：轉(zhuǎn)=毛，則第二測站的真實高差，即CJl至CJ2點(diǎn)的真實高差為：
[0062]
(2)
[0063] 第三測站:將水準(zhǔn)儀安置在CJ2點(diǎn)和CJ3點(diǎn)之間，并將CJl點(diǎn)上的②號可伸縮銦鋼條 碼尺豎立到CJ3點(diǎn)上，①號可伸縮銦鋼條碼尺仍然豎立在CJ2點(diǎn)上，對①號可伸縮銦鋼條碼 尺讀取其后視讀數(shù)為A 3，對②號可伸縮銦鋼條碼尺讀取其前視讀數(shù)為B3，第三測站的測量高 差為：縫=烏?艮，則第二測姑的直實高差，即CJ2點(diǎn)至CJ3點(diǎn)的真實高差為：
[0064] (3)
[0065]弟四則站：將7」^任儀女直仕UJ3點(diǎn)和CJ4點(diǎn)之間，并將CJ2點(diǎn)上的①號可伸縮銦鋼條 碼尺豎立到CJ4點(diǎn)上，②號可伸縮銦鋼條碼尺仍然豎立在CJ3點(diǎn)上，對②號可伸縮銦鋼條碼 尺讀取其后視讀數(shù)為A4,對①號可伸縮銦鋼條碼尺讀取其前視讀數(shù)為B4,第四測站的測量高 差為：;為..?，則第四測站的真實高差，即CJ3點(diǎn)至CJ4點(diǎn)的真實高差為：
[0066]
(4)
[0067] ;
[0068] 以此類推，將②號可伸縮銦鋼條碼尺和①號可伸縮銦鋼條碼尺交替放置在下一轉(zhuǎn) 點(diǎn)上，可以測出各段的高差;根據(jù)各段的高差和已知起始點(diǎn)BM點(diǎn)的高程，即可求出各沉降觀 測點(diǎn)的高程；當(dāng)水準(zhǔn)觀測路線為閉合水準(zhǔn)路線時，水準(zhǔn)路線的閉合差等于各測段的高差之 和，即：fh= Σ??，（i = l、2、3......η)
[0069] fh= Σ??= (Al-Bl)- Δ 12+(Α2_Β2)+ Δ 12+(Α3_Β3)- Δ 12Η-------I-(An-Bn)+ Δ 12 (5)
[0070] 由公式(5)可知，當(dāng)測量站i為偶數(shù)站時，A12可以相互抵消，可伸縮銦鋼條碼尺零 點(diǎn)和可伸縮銦鋼條碼尺連接處誤差的綜合影響對整個水準(zhǔn)路線的閉合差沒有影響;但對計 算各觀測點(diǎn)的高程有影響，并且在計算各測段高差時，奇數(shù)測量站減去A 12，偶數(shù)測量站加 上A 12即可獲得各測段的真實高差。
【主權(quán)項】
1. 一種可伸縮銅鋼條碼尺，其特征在于，包括內(nèi)矩形鋼管、外矩形鋼管及螺旋銷栓，內(nèi) 矩形鋼管套設(shè)于外矩形鋼管內(nèi)，在外矩形鋼管上設(shè)置所述的螺旋銷栓，在外矩形鋼管的前 側(cè)面上設(shè)有銅鋼條碼帶、后側(cè)面上設(shè)置有水準(zhǔn)器。2. 如權(quán)利要求1所述的可伸縮銅鋼條碼尺，其特征在于，在外矩形鋼管上設(shè)置3-5組所 述的螺旋銷栓，每組包括Ξ個螺旋銷栓，每組的Ξ個螺旋銷栓分布于外矩形鋼管的同一水 平截面上。3. 如權(quán)利要求2所述的可伸縮銅鋼條碼尺，其特征在于，每組的Ξ個螺旋銷栓按W下方 式分布:在外矩形鋼管的左右兩側(cè)對稱設(shè)置兩個螺旋銷栓，在外矩形鋼管的后側(cè)面上設(shè)置 一個螺旋銷栓。4. 如權(quán)利要求2所述的可伸縮銅鋼條碼尺，其特征在于，所述相鄰兩組的螺旋銷栓的間 距為200mm。5. 如權(quán)利要求1所述的可伸縮銅鋼條碼尺，其特征在于，所述內(nèi)矩形鋼管和外矩形鋼管 的材質(zhì)均為侶合金。6. 如權(quán)利要求1所述的可伸縮銅鋼條碼尺，其特征在于，所述內(nèi)矩形鋼管的底部設(shè)有一 基座，基座的表面積大于外矩形鋼管的截面積。7. 如權(quán)利要求6所述的可伸縮銅鋼條碼尺，其特征在于，所述基座選用一厚度為8mm的 鋼板。8. -種基于差分技術(shù)和權(quán)利要求1-7任一項所述的可伸縮銅鋼條碼尺的精密水準(zhǔn)測量 的方法，包括W下步驟， (1) 取兩個可伸縮銅鋼條碼尺，分別進(jìn)行編號為:①號可伸縮銅鋼條碼尺和②號可伸縮 銅鋼條碼尺； (2) 求出兩個可伸縮銅鋼條碼尺在水準(zhǔn)點(diǎn)BM上的差分值:首先將①號可伸縮銅鋼條碼 尺豎立在BM點(diǎn)上，水準(zhǔn)儀讀取其后視讀數(shù)為ai;然后將①號可伸縮銅鋼條碼尺移除，將②號 可伸縮銅鋼條碼尺豎立在同一個BM點(diǎn)上，水準(zhǔn)儀讀取其前視讀數(shù)為bi，則BM點(diǎn)的高差為:hsM = ai-bi;當(dāng)hsM辛0時，hsM即為①號可伸縮銅鋼條碼尺和②號可伸縮銅鋼條碼尺的綜合差值， 將此綜合差值記為A 12，則：Δ i2 = ai-bi; 當(dāng)首先將②號可伸縮銅鋼條碼尺豎立在BM點(diǎn)上，水準(zhǔn)儀讀取其后視讀數(shù)為bi;然后將② 號可伸縮銅鋼條碼尺移除，將①號可伸縮銅鋼條碼尺豎立在同一個BM點(diǎn)上，水準(zhǔn)儀讀取其 前視讀數(shù)為日1，則BM點(diǎn)的高差為:hsM=b廣ai;當(dāng)hsM辛0時，hsM即為②號可伸縮銅鋼條碼尺和 ①號可伸縮銅鋼條碼尺的綜合差值，將此綜合差值記為A 21，則：Δ 21 = bi-ai; 由于在觀測過程中，只是①號可伸縮銅鋼條碼尺和②號可伸縮銅鋼條碼尺的觀測順序 改變，其長度并沒有改變，因此，A2i = -Ai2 = -(ai-bi)，將運(yùn)一差值稱為差分值； (3) 對基坑沉降進(jìn)行測量： 第一測站：水準(zhǔn)儀安置在BM點(diǎn)和CJ1點(diǎn)之間，將①號可伸縮銅鋼條碼尺豎立在BM點(diǎn)上， 讀取其后視讀數(shù)為Ai，將②號可伸縮銅鋼條碼尺豎立在CJ1點(diǎn)上，讀取其前視讀數(shù)為Bi，第一 ii站的測量高差為：鱗為-％，則第一測站的真實高差，即BM點(diǎn)至CJ1點(diǎn)的真實高差hi為： 曳&心或^ (1) 第二測站:將水準(zhǔn)儀安置在CJ1點(diǎn)和CJ2點(diǎn)之間，并將ΒΜ點(diǎn)上的①號可伸縮銅鋼條碼尺 豎立到CJ2點(diǎn)上，②號可伸縮銅鋼條碼尺仍然豎立在CJ1點(diǎn)上，對②號可伸縮銅鋼條碼尺讀 取其后視讀數(shù)為A2,對①號可伸縮銅鋼條碼尺讀取其前視讀數(shù)為B2,第二測站的測量高差 為：、>:^.>1、-式、，則第二測站的真實高差，即^1至^2點(diǎn)的真實高差為：第Ξ測站:將水準(zhǔn)儀安置在CJ2點(diǎn)和CJ3點(diǎn)之間，并將CJ1點(diǎn)上的②號可伸縮銅鋼條碼尺 豎立到CJ3點(diǎn)上，①號可伸縮銅鋼條碼尺仍然豎立在CJ2點(diǎn)上，對①號可伸縮銅鋼條碼尺讀 取其后視讀數(shù)為A3，對②號可伸縮銅鋼條碼尺讀取其前視讀數(shù)為B3，第Ξ測站的測量高差 為：?;! - S;，則第二測站的真實局差，即CJ2點(diǎn)至CJ3點(diǎn)的真實局差為：第四測站:將水準(zhǔn)儀安置在CJ3點(diǎn)和CJ4點(diǎn)之間，并將CJ2點(diǎn)上的①號可伸縮銅鋼條碼尺 豎立到CJ4點(diǎn)上，②號可伸縮銅鋼條碼尺仍然豎立在CJ3點(diǎn)上，對②號可伸縮銅鋼條碼尺讀 取其后視讀數(shù)為Α4,對①號可伸縮銅鋼條碼尺讀取其前視讀數(shù)為Β4,第四測站的測量高差 為：縫==違&-.游，則第四測站的真實高差，即口3點(diǎn)至口4點(diǎn)的真實高差為：W此類推，將②號可伸縮銅鋼條碼尺和①號可伸縮銅鋼條碼尺交替放置在下一轉(zhuǎn)點(diǎn) 上，可W測出各段的高差;根據(jù)各段的高差和已知起始點(diǎn)ΒΜ點(diǎn)的高程，即可求出各沉降觀測 點(diǎn)的高程;當(dāng)水準(zhǔn)觀測路線為閉合水準(zhǔn)路線時，水準(zhǔn)路線的閉合差等于各測段的高差之和， 良Ρ :fh= Zhi，（i = l、2、3......η) fh= Σ hi= (A 廣 Bl)- Δ 12+(Α2-Β2)+ A 12+(Α3-Β3)- A 12+--------+(Αη-Βη)+A 12 (5) 由公式(5)可知，當(dāng)測量站i為偶數(shù)站時，Δ 12可W相互抵消，可伸縮銅鋼條碼尺零點(diǎn)和 可伸縮銅鋼條碼尺連接處誤差的綜合影響對整個水準(zhǔn)路線的閉合差沒有影響;但對計算各 觀測點(diǎn)的高程有影響，并且在計算各測段高差時，奇數(shù)測量站減去A 12,偶數(shù)測量站加上 A 12。
【文檔編號】G01C5/00GK105841669SQ201610186454
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年3月29日
【發(fā)明人】王登杰, 王巖
【申請人】山東大學(xué)