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摘要：本文重点分析了全站仪三维自由设站测量法的概念、基本原理以及其在基坑监测中的作业流程。相较于类似的检测技术而言，该技术具有更高的精准度，同时具有调控灵活、监测效果更高等特点，能够广泛应用于各类深基坑位移、塌陷等情况的实际检测中。谨以本文作抛砖引玉，望能够为后续的研究与实际作业项目提供理论性参考。

关键词：全站仪;三维自由设站;深基坑;三维变形监测

引言：城市建筑、构建建设过程中的深基坑作业极易受到施工抑或是周边环境的影响而产生形变，具有一定的不稳定性与复杂性，因而要针对其水平位移、垂直位移等方面进行监测。传统监测方法的精准度很大程度上要依赖于监测人员的操作水平，存在效率低、外业工作量大等缺陷。但随着我国科学技术水平的提升，全站仪的精准度与使用效果亦获得较大提升，而基坑监测的作业压力以作业效果也随之有所改善、进步。

1. 全站仪三维自由设站测量法概述

为确保施工人员的生命安全，同时也是为了保护城市环境，在城市建筑建设上一定要进行围挡。围护设施外部既有的建筑物以及内部的施工车辆、施工设施等影响了施工现场的空间格局，提升了基坑周边环境的复杂程度，在一定程度上加大了基坑监测的难度。在此情况下，传统的测量监测方式已经不再适用于当前城市中深基坑施工的环境与格局。而“随架随测”的全站仪三维自由设站法，能够最大程度地避免监测工作受到深基坑周边环境以及土体变形的影响。利用相邻周期坐标的计算方式，能够以相对更高的效率获得最精准的检测单位位移量以及位移总量[1]。现存的研究著作中，更多的是全站自由设站单站测量的应用研究，该技术标准测量半径为200-300m，无法满足范围较大的深基坑监测工程，同时其精准度在特殊情况下也存在一定浮动。反观全站仪三维自由设站技术，该智能型技术在进行平面测量的过程中能够以更全面的角度完成对天顶距、斜距等信息的采集[2]。

2. 全站仪三维自由设站在基坑监测应用方法[3-5]

2.1 误差方程

随机选取基准点中的两点为起算点进行计算，可得知全站仪坐标仪器的中心点为。由于三维自由设站在观测3个以及3个以上基准点的情况下同时存在有少数多余观测点，因此需要结合数据进行平差计算。如图1所示，假设在站点P处对J点进行观测，对水平方向、天顶距观测值以及斜距观测值（）依次进行平方差方程列式，具体公式如下：

2.2 平差法与精度确定

结合上述公式①，并将其中的非线性方程进行线性化处理，而后便可以进行平差计算。通常情况下，会利用全站仪之中的标准精准度来定权，设定不同方向观测中可能出现的单位权重误差为，即=，在此情况下以及各项观测数值所相对应的定权公式可以参考以下②-④公式：

结束语：

总而言之，全站仪三维自由设站技术的确具有较高的使用价值，应被应用于各建筑、构建建设工程中的深基坑三维变形监测作业之中。以期望后续能有更多的学者抑或相关工作者能够对该技术进行更高纬度的研究。对该技术的研究与分析，能够进一步将其推广于更复杂的建筑物、建构物等的三维变形监测作业中。

参考文献

[1]张俊. 基于有限元的基坑明挖施工中支护结构变形监测方法[J]. 工程勘察，2022，50（01）：55-60.

[2]龚志威，刘帅，彭福宝. 基坑周边建筑物垂直位移监测、分析与预报[J]. 云南水力发电，2021，37（12）：23-26.

[3]胡斌，李春华. 全站仪三维自由设站在基坑监测中的应用与分析[J]. 城市勘测，2021，（03）：177-179.

[4]刘畅，郑子天，王国祥，陈海军. 基于全盘位测量的自由设站方法研究[J]. 江西测绘，2021，（02）：3-6.

[5]张振虎. 激光跟踪仪结合全站仪的三维控制网测量及其精度分析[J]. 北京测绘，2019，33（06）：708-712.