(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202111625562.1 (22)申请日 2021.12.2 9 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 114001704 A (43)申请公布日 2022.02.01 (73)专利权人 四川中水成勘院测绘工程有限责 任公司 地址 610000 四川省成 都市青羊区浣花北 路一号 (72)发明人 刘光庆　樊宽林　黄梅琳　陈尚云　 (74)专利代理 机构 成都聚蓉众享知识产权代理 有限公司 512 91 代理人 刘艳均 (51)Int.Cl. G01B 21/32(2006.01)G01C 15/00(2006.01) G06F 30/20(2020.01) G06F 17/10(2006.01) (56)对比文件 王伟才 等.全站仪自动化 监测中的控制测 量和坐标传递. 《地理 空间信息》 .2021,第19卷 (第11期),66-70、 7. 审查员 马煦 (54)发明名称 一种基于自由设站归算算法的工程施工变 形监测方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于自由设站归算算法 的工程施工变形监测方法， 包括通过全站仪对已 知站点和监测点进行监测， 得到已知站点监测数 据； 在自由站点上布置全站仪， 得到自由站点监 测数据； 将每次从自由站点获得的自由站点监测 数据从自由坐标体系中转换为与全站仪标准坐 标体系对应的归算监测数据； 计算归算监测数据 的差值， 获得工程施工变形的监测数据集合。 本 发明在首次监测时需要全站仪强制对中进行监 测， 在后续的连续监测过程中， 全站仪可 以在自 由站点上进行监测， 用归算监测数据来作为该次 自由站点上的实际监测数据结果； 本发明的方法 能够大大降低监测操作难度， 能够快速实现监测 数据的采集， 生成高精度的监测报表。 权利要求书2页 说明书9页 附图1页 CN 114001704 B 2022.03.29 CN 114001704 B 1.一种基于自由设站归算 算法的工程施工变形监测方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 步骤(1)在工程施工的监测区域内设置若干个监测点， 在监测区域外围设置若干个已 知站点， 在已知站点外围设置自由站点； 步骤(2)在已知站点上布置全站仪， 强制对中后通过全站仪对已知站点和监测点进行 监测， 得到每个已知站点和 监测点在全站仪标准坐标体系中的监测数据， 该监测数据为已 知站点监测数据； 监测数据包括X轴监测数据、 Y轴监测数据和高程 监测数据； 步骤(3)在自由站点上布置全站仪， 通过全站仪对已知站点和监测点进行监测， 得到每 个已知站点和 监测点在自由坐标体系中的监测数据， 该监测数据为自由站点监测数据； 监 测数据包括X轴监测数据、 Y轴监测数据和高程 监测数据； 步骤(4)将每次从自由站点获得的自由站点监测数据从自由坐标体系中转换为与全站 仪标准坐标体系对应的归算监测数据； 归算监测数据包括X轴归算监测数据、 Y轴归算监测 数据和高程归算 监测数据； 其中第i+1次的归算 监测数据的计算方法为： A、 获得第i次的归算 监测数据和第i+1次的自由站点 监测数据； B、 将第i次的归算监测数据和第i+1次的自由站点监测数据导入赫尔默特二维四参数 转换模型中， 获得第i+1次的赫尔默特转换参数； 所述赫尔默特转换参数包括缩放系数k、 旋转角 θ、 X轴 平移参数Δx、 Y轴平移参数Δy和 高程修正参数Δh； C、 通过赫尔默特转换参数计算第i+1次的归算 监测数据 X轴归算监测数据Xgi+1＝(k·cosθ )Xzi+1+(k·sinθ )Yzi+1+Δx Y轴归算监测数据Ygi+1＝(k·cosθ )Yzi+1+(k·sinθ )Xzi+1+Δy 高程归算 监测数据Hgi+1＝Hzi+1+Δh； 其中； Xzi+1为第i+1次自由站点 监测数据中的X轴监测数据； Yzi+1为第i+1次自由站点 监测数据中的Y轴监测数据； Hzi+1为第i+1次自由站点 监测数据中的高程 监测数据； 步骤(5)计算第i+1次归算监测数据与第i次归算监测数据的差值， 获得工程施工变形 的监测数据集 合。 2.如权利要求1所述的一种基于自由设站归算算法的工程施工变形监测方法， 其特征 在于： 所述 监测区域内设置有3 ‑9个监测点， 所述 监测区域外设置有至少3个已知站点。 3.如权利要求1所述的一种基于自由设站归算算法的工程施工变形监测方法， 其特征 在于： 所述步骤(2)中， 已知站点和自由站点上布置的全站仪是相同的， 通过已知后视站点 监测方法获得每 个已知站点和监测点在全站仪标准 坐标体系中的监测数据。 4.如权利要求1所述的一种基于自由设站归算算法的工程施工变形监测方法， 其特征 在于： 所述步骤(3)中， 若每次使用全站仪在不同的自由站 点位置上对监测点和已知站 点进 行监测时， 相邻两个自由站点之间至少具有3个已知站点。 5.如权利要求1所述的一种基于自由设站归算算法的工程施工变形监测方法， 其特征 在于： 所述步骤(4)中， 若i＝0时， 第i次的归算监测数据为步骤(2)中通过全站仪强制对中 后监测得到的已知站点 监测数据。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114001704 B 26.如权利要求1所述的一种基于自由设站归算算法的工程施工变形监测方法， 其特征 在于： 所述工程施工变形 的监测数据集合包括归算监测数据以及归算监测数据的变化值， 归算监测数据的变化 值包括X轴变化 值、 Y轴变化 值和高程变化 值。 7.如权利要求6所述的一种基于自由设站归算算法的工程施工变形监测方法， 其特征 在于： 当归算 监测数据的变化 值超过阈值时生成超限信息， 并进行报警提 示。 8.如权利要求1所述的一种基于自由设站归算算法的工程施工变形监测方法， 其特征 在于： 所述步骤(4)中还包括对第i+1次自由站点监测数据的误差评估， 所述误差评估的方 法为： a1、 获取当前使用的全站仪的系统参数； a2、 通过自由站点上的全站仪， 获取自由站点与已知站点的最大间距D； a3、 检测全站仪安装在自由站点上的垂直角 α； a4、 计算点位中误差mp和高程中误差mh： 其中： a为全站仪测距固定误差值； b为全站仪测距比例误差值； D为自由站点与已知站点之间的距离； α 为垂直角； R为地球半径； K为大气垂直 折光系数； mβ为水平角测角中误差； md为全站仪的测距 精度； md＝a+b·D； mα为垂直角测量中误差； mk为大气垂直 折光系数中误差； ρ 为常数20 6265； a5、 判断点位中误差和高程中误差是否超过阈值； 当超过阈值时判定本次监测数据无 效。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114001704 B 3