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针对常规的土石坝表面变形监测方法速度慢、工作量大及监测信息无法与自动化系统实时共享等缺陷,在燕山水库大坝中采用高精度自动全站仪观测大坝变形,系统分析了折光系数并提出了大气折光修正模型。实例结果表明,该模型对三角高程测值的修正及竖向位移测量能较好地满足大坝安全监测的精度要求,可为研究及开发土石坝三维自动监测技术提供借鉴。