圆柱形设备倾斜监测方法探讨

       0 引言
在工业检测中，对于圆柱形设备，为了监测设备的倾斜变形，需要采用特殊的方法进行监测，本文提供了一种可行性方法用于圆柱形设备的倾斜监测。
1 项目情况
宝钢德盛不锈钢有限公司220KV变电站由于地基原因，圆柱形避雷针发生了严重的倾斜变形，为了安全生产的需要，需要对圆柱形避雷针进行定期倾斜监测，对于一般的建筑物进行倾斜监测，可以采用垂线法进行观测，而圆柱形设备无法采用此方法，计划采用极坐标的方法进行倾斜监测。
实際情况为：已知位移监测点D09-02，D11-11，D11-22坐标，需要测量圆柱形避雷针D11-03，D11-05，D11-09，D11-15，D11-18的顶部以及底部中心坐标。
2 项目方法
2.1 三方交会求设站坐标
在设备区域找到一个位置自由设站，设站的位置需要满足两个条件：（1）设站位置可以观测到已知位移点D09-02，D11-11，D11-22。（2）设站位置同时可以观测到圆柱形避雷针D11-03，D11-05，D11-09，D11-15，D11-18的顶部以及底部。
在该位置自由设站，整平仪器，观测已知位移点D09-02，D11-11，D11-22，测量出测站点到位移点的角度和距离，通过三方交会的方法，平差计算出测站点的坐标。
2.2 测量圆柱形顶部及底部角度
仪器照准后视点D09-02置零，观测出圆柱形避雷针D11-03，D11-05，D11-09，D11-15，D11-18的顶部左切线及右切线以及底部左切线及右切线的水平角，从而计算出圆柱型夹角，最终计算出圆柱形的顶部以及底部方向值。
2.3 测量圆柱形顶部中心及底部中心距离
可以观测出圆柱的夹角，以及测量出测站到圆柱中心外边缘的距离。根据三角函数公式计算出圆柱的半径，以及测站到圆柱中心的距离。
R=SIN（a/2）/（1-SIN（a/2））*L
a为圆柱夹角，L为测站到圆柱夹角中心外边缘的距离。
2.4计算出圆柱顶部以及底部中心坐标
根据角度以及距离，计算出圆柱形顶部以及底部中心点坐标。
最终计算出控制网中最大误差情况：最大点位误差 = 0.00214米；最大点间误差 = 0.00215米；最大边长比例误差 = 1/6200 ，满足精度要求。
2.5 计算出圆柱的倾斜量
根据圆柱顶部中心与底部中心坐标的差值，计算出圆柱的倾斜量，由于圆柱每次顶部以及底部观测的高度不一致，需要对倾斜量进行比高归算。
3 结语
通过数据实例验证发现，运用此方法，可以很好的对圆柱形设备进行倾斜监测，准确度高，监测的方法效率高，符合工程设备监测的需要。
参考文献：
[1]隋立芬，宋立杰.误差理论与测量平差基础[M].北京解放军出版社，2004.
[2]许其风.空间大地测量学[M].北京解放军出版社，2001.
[3]刘大杰等.大地坐标转换与GPS控制网平差计算及软件系统[M].上海同济大学出版社，1997.
[4] 李青岳.工程测量学[M]. 北京测绘出版社，1984.
[5] 张正禄.工程测量学[M]. 武汉武汉大学出版社，2002.