全站儀自動化變形監(jiān)測.ppt

1、,全站儀自動化變形監(jiān)測系統(tǒng),AutoMoS/SubMoS 林 新 爍,深圳市博飛儀器有限公司 2013.05 深圳,目 錄,一、變形監(jiān)測精度要求（地鐵、大壩）,二、全站儀極坐標(biāo)測量精度分析 三、自動化變形監(jiān)測系統(tǒng)對全站儀的要求 四、自動化變形監(jiān)測誤差處理技術(shù) 五、全站儀自動化變形監(jiān)測系統(tǒng) 六、總結(jié) 附錄：SubMoS-地鐵結(jié)構(gòu)變形自動化監(jiān)測系統(tǒng),一、變形監(jiān)測精度要求, 地鐵隧道圍巖收斂控制標(biāo)準(zhǔn)（參考值） （1）洞室收斂：30mm （2）拱頂下沉：20mm,t,一、地鐵結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測精度要求 變形監(jiān)測精度要求,m , 1, 1 ,1,2 , p , , 變形允許值 t 為置信區(qū)間內(nèi)允許誤差與中誤差

2、之比值，t = 2 p 為概率值，相對位移一般可取 p = 0.995,一、變形監(jiān)測精度要求, 大壩變形監(jiān)測精度要求 （1）混泥土壩：1mm （2）土石壩：35mm,二、全站儀極坐標(biāo)測量精度分析,1、極坐標(biāo)測量原理,極坐標(biāo)測量示意圖,O,x S cos cos y S cos sin z S sin ,x,y,z,P,S,二、全站儀極坐標(biāo)測量精度分析,2、極坐標(biāo)測量精度計算公式 三維坐標(biāo)分量精度計算,2 , m ,2 , m , m2 , , ,22 y xz , z , my S , y , , S , S 點位精度計算, x 2, , D , D , yz , , x , D , ,2 ,

3、 2, mz , m2 ,2,2,2,2,2,0,S,x,222,2,2,mS m m, S , D ,mP ,二、全站儀極坐標(biāo)測量精度分析,3、極坐標(biāo)測量精度理論估計, 450,mS 1mm 1ppm,m m 0.5,設(shè)：,0, 10,二、全站儀極坐標(biāo)測量精度分析,全站儀極坐標(biāo)測量精度檢測裝置俯視示意圖,激光干涉儀,Di,Di+1,i,i,全站儀,4、自動化全站儀極坐標(biāo)實測精度統(tǒng)計（自動目標(biāo)照準(zhǔn)） 室內(nèi)30m雙頻激光干涉基線比測示意圖,導(dǎo)軌小車 全站儀極坐標(biāo)測量精度檢測裝置立面示意圖,激光干涉儀,全站儀,二、全站儀極坐標(biāo)測量精度分析,4、自動化全站儀極坐標(biāo)實測精度統(tǒng)計（自動目標(biāo)照準(zhǔn)） 室內(nèi)3

4、0m雙頻激光干涉基線比測部分結(jié)果,m P 0.15mm,n,T,P,二、全站儀極坐標(biāo)測量精度分析,4、自動化全站儀極坐標(biāo)實測精度統(tǒng)計（自動目標(biāo)照準(zhǔn)） 室外200m距離測微平臺比測部分結(jié)果,JZ1,JZ0,X,Y,變形點 GD4 JZ3,北,主壩軸線,壩肩軸線,JZ2,二、全站儀極坐標(biāo)測量精度分析,4、自動化全站儀極坐標(biāo)實測精度統(tǒng)計（自動目標(biāo)照準(zhǔn)） 室外200m距離測微平臺比測部分結(jié)果,在X方向鋸齒型誤差為0.19mm,在Y方向鋸齒型誤差為0.16mm，轉(zhuǎn)化 為角度誤差為0.24。,三、自動化監(jiān)測系統(tǒng)對全站儀要求,1、全站儀的自動化 全站儀軸系驅(qū)動自動化 全站儀目標(biāo)照準(zhǔn)自動化 自動照準(zhǔn)精度：1m

5、m200m 自動照準(zhǔn)距離：1000m 自動照準(zhǔn)分辨能力：具備特殊能力 （就近照準(zhǔn)法則、小視場、主 動目標(biāo)） 自動照準(zhǔn)目標(biāo)類型：圓棱鏡、360棱鏡、反射片 全站儀目標(biāo)測量過程控制自動化 提供豐富的計算機(jī)控制指令，便于編程開發(fā),三、自動化監(jiān)測系統(tǒng)對全站儀要求 1、全站儀的自動化,三、自動化監(jiān)測系統(tǒng)對全站儀要求,1、全站儀的自動化 多棱鏡目標(biāo)自動化識別技術(shù),一般的自動照準(zhǔn)全站儀 （非就近照準(zhǔn)法則） （視場內(nèi)有2個棱鏡，不能正常測量）,索佳自動化全站儀 （就近照準(zhǔn)法則） （視場內(nèi)有2個棱鏡，仍能正常測量）,三、自動化監(jiān)測系統(tǒng)對全站儀要求,2、可以自動化照準(zhǔn)的合作目標(biāo) 360棱鏡 水平與垂直自動化照準(zhǔn)精

6、度匹配 H=0H=30,自動照準(zhǔn)點 隨著棱鏡的水平方向轉(zhuǎn)動，自動照準(zhǔn)點上下會有偏差（可達(dá)2.5mm）,H=60,三、自動化監(jiān)測系統(tǒng)對全站儀要求,在水平方向上有23mm的變化 棱鏡水平方向轉(zhuǎn)動，自動照準(zhǔn)點左右會有誤差,2、可以自動化照準(zhǔn)的合作目標(biāo) 360棱鏡 水平與垂直自動化照準(zhǔn)精度匹配 自動照準(zhǔn)點,H=0,H=,H=,三、自動化監(jiān)測系統(tǒng)對全站儀要求,H=0,H=30,H=60,自動照準(zhǔn)點 新型360 棱鏡，即使改變棱鏡方向，自動照準(zhǔn)點也幾乎不偏移,2、可以自動化照準(zhǔn)的合作目標(biāo) 360棱鏡 水平與垂直自動化照準(zhǔn)精度匹配,三、自動化監(jiān)測系統(tǒng)對全站儀要求,2、可以自動化照準(zhǔn)的合作目標(biāo) 360棱鏡 水

7、平與垂直自動化照準(zhǔn)精度匹配,-3,-2,-1,0,1,2,3,-60-45-30-1501530 棱鏡水平方向轉(zhuǎn)動角度 deg,45,60,測定誤差 mm,水平 上下 距離,索佳360棱鏡,徠卡360棱鏡,-3,-2,-1,0,1,2,3,-60,-45,-30-150 棱鏡水平方向轉(zhuǎn)動角度,1530 deg,45,60,測定誤差 mm,水平 上下 距離,三、自動化監(jiān)測系統(tǒng)對全站儀要求,索佳3 6 0 棱鏡,-3,-2,-1,0,1,2,-60-45-30-1501530 棱鏡水平方向轉(zhuǎn)動角度 deg,45,60,測定誤差 mm,Trimble 3 6 0 棱鏡,-3,-2,-1,0,1,2,

8、-60-45-30-1501530 棱鏡水平方向轉(zhuǎn)動角度 deg,45,60,測定誤差 mm,水平 上下 距離,2、可以自動化照準(zhǔn)的合作目標(biāo) 360棱鏡 水平與垂直自動化照準(zhǔn)精度匹配,3,水平 上下 距離,3,四、自動化監(jiān)測誤差處理技術(shù),1、大氣折射對全站儀測量結(jié)果的影響 大氣折射對電磁波測距的影響 測定大氣溫度、氣壓等，對測距結(jié)果進(jìn)行修正 利用數(shù)字氣象設(shè)備，可以實現(xiàn)大氣參數(shù)采集的自動化 一般在車站附近測定氣象參數(shù)，存在較大的代表性誤差問題 大氣折光對垂直角測量的影響 地球彎曲及大氣折光對垂直測量的影響與氣候、地理環(huán)境等因素有關(guān) 無法直接利用有關(guān)設(shè)備直接測定 一般在已知高差、或?qū)ο蛉歉叱逃^測

9、求解球氣差系數(shù) 為了實現(xiàn)變形點三維監(jiān)測，必須解決球氣差的影響問題,四、自動化監(jiān)測誤差處理技術(shù) 2、極坐標(biāo)三維監(jiān)測多重差分改正原理 利用基準(zhǔn)點信息求差分改正數(shù),四、自動化監(jiān)測誤差處理技術(shù),2、極坐標(biāo)三維監(jiān)測多重差分改正原理 大氣折射對測距影響的差分改正 全站儀在基準(zhǔn)點設(shè)站，對另一基準(zhǔn)點上的棱鏡測距，利用測距值d 與基,J,準(zhǔn)值d0 之間的較差，求定大氣折射對測距影響的改正系數(shù)。,J,d ,d 0,d ,J,J,J,d , 如果同一時刻測得某變形點的斜距為dP ，那么經(jīng)氣象差分改正后的真 實斜距為： d d d d PPP,四、自動化監(jiān)測誤差處理技術(shù),2、極坐標(biāo)三維監(jiān)測多重差分改正原理 球氣差對垂

10、直角（三角高程）影響的差分改正 全站儀在基準(zhǔn)點設(shè)站，對另一基準(zhǔn)點上的棱鏡觀測求得三角高差hJ，與 兩基準(zhǔn)點間的已知高差h0比較，求解球氣差系數(shù)C。, 如果同一時刻測得某變形點的三角高程，經(jīng)球氣差改正后的高差結(jié)果 為：,2 d cos2 ,h hJ,c ,J,0,h P dP sin c dP cos ih a h,2,2,四、自動化監(jiān)測誤差處理技術(shù),2、極坐標(biāo)三維監(jiān)測多重差分改正原理 水平方位角的差分改正 全站儀水平度盤零方向受儀器穩(wěn)定性、外界條件的變化等因素的影響會 發(fā)生變化，把基準(zhǔn)點第一次測量的方位角作為基準(zhǔn)方位角HZJ0，其它周 期對基準(zhǔn)點測量的方位角HZJ與基準(zhǔn)方位角相比，有一差值 H

11、 H H0 ZZ JZ J 如果同一時刻觀測其他變形點，其準(zhǔn)確的方位角值為：,HZ P HZ P HZ,2、極坐標(biāo)三維監(jiān)測多重差分改正原理 監(jiān)測點三維位移量計算 經(jīng)上述多重差分改正后，消除大氣等外部環(huán)境的綜合影響，求得準(zhǔn)確的 監(jiān)測三維坐標(biāo)：, 與第一周期的三維坐標(biāo)相比，計算其他周期的三維位移量, ,X D cos H X0 ,Z h Z0, sin H Y0,Y D,PP,Z P,P,P,Z P,P,P, , ,X X X1 ,Z Z Z1,YP YP YP,PPP,1,PP,P,四、自動化監(jiān)測誤差處理技術(shù),3、不同基準(zhǔn)距離差分改正變形點精度影響理論分析 單位：mm,四、自動化監(jiān)測誤差處理技術(shù)

12、,4、實際應(yīng)用案例差分改正效果統(tǒng)計 某大壩變形監(jiān)測點位分布圖,X,Y,S1,S2,S3,S4,S5,S6,S7,監(jiān)測站,JZ1,JZ2,JZ3,北,主壩軸線,壩肩軸線,1020馬道,四、自動化監(jiān)測誤差處理技術(shù),四、自動化監(jiān)測誤差處理技術(shù) 4、實際應(yīng)用案例差分改正效果統(tǒng)計 某大壩變形監(jiān)測點差分改正效果統(tǒng)計（1個月664個周期）,4、實際應(yīng)用案例差分改正效果統(tǒng)計 某大壩變形監(jiān)測點差分改正實測精度統(tǒng)計 把其中1個或2個基準(zhǔn)點當(dāng)作“變形點”，其位移量即為誤差影響量 顯而易見，長邊基準(zhǔn)差分改正短邊變形點，有利于保證監(jiān)測精度,四、自動化監(jiān)測誤差處理技術(shù),5、監(jiān)測誤差處理技術(shù)新突破 自適應(yīng)方法 極坐標(biāo)測量原

13、理可知，要獲得準(zhǔn)確的測量結(jié)果，必須有效 解決大氣折射率對測距的影響，以及球氣差對三角高程測 量的影響。 儀器在穩(wěn)定基準(zhǔn)點設(shè)站 多重差分技術(shù) 儀器在欠穩(wěn)定的工作基點設(shè)站 自適應(yīng)擬穩(wěn)技術(shù) 無需觀測大氣氣象參數(shù)，并顧及球氣差對單向三角高程觀測的影響。,四、自動化監(jiān)測誤差處理技術(shù),四、自動化監(jiān)測誤差處理技術(shù) 5、監(jiān)測誤差處理技術(shù)新突破 自適應(yīng)方法,五、全站儀自動化變形監(jiān)測系統(tǒng),1、自動化變形監(jiān)測系統(tǒng)的組成 單臺站系統(tǒng) 大壩監(jiān)測,五、全站儀自動化變形監(jiān)測系統(tǒng),X,Y,Z,X,Y,Z,X,Y,Z,1、自動化變形監(jiān)測系統(tǒng)的組成 單臺站系統(tǒng) 大壩監(jiān)測 基準(zhǔn)點 自然表面,太陽能板 市電 (220v),全站儀監(jiān)測

14、站 AutoMoS 專業(yè)版軟件,數(shù)據(jù)通訊,變形點,www.z-,五、全站儀自動化變形監(jiān)測系統(tǒng),1、自動化變形監(jiān)測系統(tǒng)的組成 多臺站系統(tǒng)（分布式，大壩監(jiān)測）,www.z-,五、全站儀自動化變形監(jiān)測系統(tǒng),1、自動化變形監(jiān)測系統(tǒng)的組成 多臺站系統(tǒng)（分布式-大壩監(jiān)測）,供電與通信系統(tǒng),公司局域網(wǎng),水電大樓遠(yuǎn)程監(jiān)控計算機(jī),功控計算機(jī)(1),功控計算機(jī)(2),視頻監(jiān)視器,功控計算機(jī)(5),功控計算機(jī)(4),功控計算機(jī)(3),監(jiān)控中心服務(wù)器,自動全站儀 觀測站(L1),自動全站儀 觀測站(L2),自動全站儀 觀測站(L4),自動全站儀 觀測站(L3),自動全站儀 觀測站(L5),變形監(jiān)測棱鏡變形監(jiān)測棱鏡變形

15、監(jiān)測棱鏡,變形監(jiān)測棱鏡,變形監(jiān)測棱鏡,為手機(jī)短信報警裝置,五、全站儀自動化變形監(jiān)測系統(tǒng),1、自動化變形監(jiān)測系統(tǒng)的組成 地鐵監(jiān)測系統(tǒng),五、全站儀自動化變形監(jiān)測系統(tǒng),1、自動化變形監(jiān)測系統(tǒng)的組成 單臺站系統(tǒng) 地鐵監(jiān)測,五、全站儀自動化變形監(jiān)測系統(tǒng),1、自動化變形監(jiān)測系統(tǒng)的組成 多臺站系統(tǒng) 地鐵監(jiān)測,www.z-,五、全站儀自動化變形監(jiān)測系統(tǒng),2、測站設(shè)備安裝 為測站設(shè)備（全站儀）提供穩(wěn)定的架設(shè)條件儀器墩 為測站設(shè)備提供必要的防護(hù) 測站小屋 防盜竊 防氣候（雨、雪、風(fēng)、陽光） 防灰塵,五、全站儀自動化變形監(jiān)測系統(tǒng),2、測站設(shè)備安裝 測站儀器墩 雙層混泥土 (或鋼管)儀器墩，防土層移動、防溫度影響 如

16、可能，錨到基巖或穩(wěn)定土層 注意與監(jiān)測站房建筑結(jié)構(gòu)的隔離 強(qiáng)制對中裝置 外環(huán)層 縫隙中填入泡沫 或沙子,俯視圖,側(cè)視圖,內(nèi)芯標(biāo) 不銹鋼強(qiáng)制對中盤,五、全站儀自動化變形監(jiān)測系統(tǒng),2、測站設(shè)備安裝 測站小屋 測站小屋的作用 保護(hù)全站儀 抵御外界環(huán)境影響，有利于提高監(jiān)測精度 設(shè)計建造小屋時需要考慮的因素 滿足監(jiān)測點位的通視要求 開放式還是密閉式 （測量視線是否要穿過玻璃） 氣候控制（空調(diào)） 儀器墩的位置安排 考慮座椅空間 滿足穿越電纜的需要，等等。,www.z-,五、全站儀自動化變形監(jiān)測系統(tǒng),2、測站設(shè)備安裝 測站小屋國內(nèi)版（防護(hù)功能，兼顧旅游景點）,五、全站儀自動化變形監(jiān)測系統(tǒng) 2、測站設(shè)備安裝 測

17、站小屋國內(nèi)版（防護(hù)功能，兼顧旅游景點）,五、全站儀自動化變形監(jiān)測系統(tǒng),2、測站設(shè)備安裝 測站小屋國際版（防護(hù)功能，講究實用）,五、全站儀自動化變形監(jiān)測系統(tǒng),2、測站設(shè)備安裝 測站小屋國際版（防護(hù)功能，講究實用）,五、全站儀自動化變形監(jiān)測系統(tǒng),3、鏡站設(shè)備安裝 特別注意讓棱鏡準(zhǔn)確朝向儀器測站（特別是當(dāng)距離超過 500米時） 如果有多個測站觀測同一棱鏡，則需使用360棱鏡 便宜的棱鏡將會降低精度、影響測程，并縮短使用壽命 棱鏡的安裝方法取決與基礎(chǔ)性質(zhì)(巖石、泥土、混泥土等)。 如果在降雪區(qū)域，需要注意提升棱鏡高度，避免被后雪掩 埋。,五、全站儀自動化變形監(jiān)測系統(tǒng),3、鏡站設(shè)備安裝 國內(nèi)版（注重防護(hù)

18、，比較復(fù)雜）,五、全站儀自動化變形監(jiān)測系統(tǒng),3、鏡站設(shè)備安裝 國際版（結(jié)構(gòu)簡單，講究實用）,五、全站儀自動化變形監(jiān)測系統(tǒng),4、地鐵監(jiān)測設(shè)備安裝 監(jiān)測站,五、全站儀自動化變形監(jiān)測系統(tǒng),4、地鐵監(jiān)測設(shè)備安裝 目標(biāo)棱鏡,五、全站儀自動化變形監(jiān)測系統(tǒng) 5、通信系統(tǒng) 一般通過串口實現(xiàn)全站儀通信 最簡單的方法通過RS232的Y型電纜進(jìn)行聯(lián)機(jī)通訊，但 通訊距離有限（小于30m）。 因此當(dāng)進(jìn)行遠(yuǎn)距離通訊時，需要采用以下之一的通訊方 法： RS485 無線電臺 移動無線網(wǎng)絡(luò)（ LAN）,五、全站儀自動化變形監(jiān)測系統(tǒng),5、通信系統(tǒng) 有線方式 電纜：RS232、RS485等 光纜：光端機(jī)設(shè)備,接全站儀 (含供電),

19、AC220V 電源,通訊電纜,電纜通信與供電盒,光端機(jī)和接線盒,www.z-,五、全站儀自動化變形監(jiān)測系統(tǒng),5、通信系統(tǒng) 有線方式,五、全站儀自動化變形監(jiān)測系統(tǒng),5、通信系統(tǒng) 無線方式 數(shù)傳電臺 常用的電臺：Satel、Pacific Crest and Freewave 電臺 Satelline 2AS and 3AS 模塊, 典型通訊距離: 典型通訊波特率:,最大約為 1km 9600 bps,五、全站儀自動化變形監(jiān)測系統(tǒng) 5、通信系統(tǒng) 無線方式 數(shù)傳電臺,五、全站儀自動化變形監(jiān)測系統(tǒng),5、通信系統(tǒng) 無線方式 無線網(wǎng)絡(luò)（GPRS） 通過RS232連接全站儀與通訊服務(wù)器 通過通訊服務(wù)器進(jìn)入局

20、域網(wǎng)或因特網(wǎng) 通訊服務(wù)器有固定的IP地址 計算機(jī)建立一個虛擬的 COM端口，以便計算機(jī)象從RS232中讀 取數(shù)據(jù)一樣，從因特網(wǎng)中讀取數(shù)據(jù),W&T 58231 Com- Server Highspeed Compact,五、全站儀自動化變形監(jiān)測系統(tǒng),5、通信系統(tǒng) 無線方式 無線網(wǎng)絡(luò)（GPRS） GSM/GPRS模式,五、全站儀自動化變形監(jiān)測系統(tǒng) 6、監(jiān)測系統(tǒng)軟件 軟件主界面,五、全站儀自動化變形監(jiān)測系統(tǒng) 6、監(jiān)測系統(tǒng)軟件 全站儀的聯(lián)機(jī)控制 設(shè)備初始化,五、全站儀自動化變形監(jiān)測系統(tǒng) 6、監(jiān)測系統(tǒng)軟件 監(jiān)測點位的學(xué)習(xí)功能,五、全站儀自動化變形監(jiān)測系統(tǒng) 6、監(jiān)測系統(tǒng)軟件 自動化監(jiān)測 點組定義,五、全站

21、儀自動化變形監(jiān)測系統(tǒng) 6、監(jiān)測系統(tǒng)軟件 自動化監(jiān)測 點組定義,五、全站儀自動化變形監(jiān)測系統(tǒng) 6、監(jiān)測系統(tǒng)軟件 自動化監(jiān)測 定時器設(shè)置,五、全站儀自動化變形監(jiān)測系統(tǒng) 6、監(jiān)測系統(tǒng)軟件 自動化監(jiān)測 連接點組與定時器,五、全站儀自動化變形監(jiān)測系統(tǒng),6、監(jiān)測系統(tǒng)軟件 自動化監(jiān)測 無人值守、自動運(yùn)行 按事先定義好的定時器和點組，自動運(yùn)行監(jiān)測系統(tǒng) 實時顯示監(jiān)測點位的位移過程曲線,五、全站儀自動化變形監(jiān)測系統(tǒng) 6、監(jiān)測系統(tǒng)軟件 報表輸出 選擇報表輸出內(nèi)容,五、全站儀自動化變形監(jiān)測系統(tǒng) 6、監(jiān)測系統(tǒng)軟件 報表輸出 報表打印或另存文本文件,五、全站儀自動化變形監(jiān)測系統(tǒng),6、監(jiān)測系統(tǒng)軟件 變形監(jiān)測分析與預(yù)報 趨勢

22、分析 多元線性回歸分析 灰色系統(tǒng)分析（GM（1,1）模型） 時間序列分析（ARMA模型） 多種模型組合分析（趨勢分析+時序分析、GM模型+時序分析 .）,五、全站儀自動化變形監(jiān)測系統(tǒng),6、監(jiān)測系統(tǒng)軟件 變形監(jiān)測分析與預(yù)報 GM（1，1）模型擬合得到的擬合與殘差曲線,1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 -0.21 -0.4,6,11,16,21,26,31,36,41,曲線為原始變形曲線，曲線為擬合曲線，為殘差曲線。,五、全站儀自動化變形監(jiān)測系統(tǒng),6、監(jiān)測系統(tǒng)軟件 變形監(jiān)測分析與預(yù)報 實測變形量與預(yù)報結(jié)果進(jìn)行比較，考核預(yù)報效果 從表中可以看出，組合趨勢+MA（4）模型預(yù)報精度較高，預(yù)報效果最

23、好,五、全站儀自動化變形監(jiān)測系統(tǒng),7、實際應(yīng)用案例精度統(tǒng)計 （1）某混泥土重力壩（西北地區(qū)） 壩頂總長：274m（主壩長144m），最大壩高：52m，庫容：3355萬m3 平均監(jiān)測點邊長約為200m，監(jiān)測精度統(tǒng)計： mx=0.61mm，my=0.24mm，mz=0.54mm,五、全站儀自動化變形監(jiān)測系統(tǒng),7、實際應(yīng)用案例精度統(tǒng)計 （2）某混泥土面板堆石壩（華東地區(qū)） 壩頂長：252m，最大壩高：68m，庫容：9.41億m3 平均監(jiān)測點邊長約為350，監(jiān)測精度統(tǒng)計： mx=0.57mm，my=0.23mm，mz=1.01mm,五、全站儀自動化變形監(jiān)測系統(tǒng),7、實際應(yīng)用案例精度統(tǒng)計 （3）某混泥土

24、面板堆石壩（東北地區(qū)） 主壩壩頂長：902m，最大壩高：72m，庫容：41.8億m3 平均監(jiān)測點邊長約為600m，監(jiān)測精度統(tǒng)計： mx=1.16mm，my=0.72mm，mz=1.54mm,五、全站儀自動化變形監(jiān)測系統(tǒng),8、某大壩全站儀監(jiān)測系統(tǒng)方案改造 （1）大壩基本情況 主壩：混凝土面板堆石壩，壩頂長902m，最大壩高72m，庫容41.8億m3 副壩：粘土墻堆石壩，壩頂長度332m，最大壩高47.2m,五、全站儀自動化變形監(jiān)測系統(tǒng),8、某大壩全站儀監(jiān)測系統(tǒng)方案改造 （2）原監(jiān)測方案 下游河灘地區(qū)，布設(shè)2臺自動 化全站儀監(jiān)測站（L4、L6） 目標(biāo)為雙層單棱鏡，前方交會 觀測方法,五、全站儀自動

25、化變形監(jiān)測系統(tǒng),8、某大壩全站儀監(jiān)測系統(tǒng)方案改造 （3）原監(jiān)測方案主要問題 許多點不能完成自動化測量 監(jiān)測精度不能滿足要求 全站儀與計算機(jī)之間的通信系統(tǒng) 不穩(wěn)定 整個系統(tǒng)遲遲不能投入正常運(yùn)行,！,五、全站儀自動化變形監(jiān)測系統(tǒng),8、某大壩全站儀監(jiān)測系統(tǒng)方案改造 （4）主要改造內(nèi)容之一 在不增加監(jiān)測站的條件下，把 交會法觀測方法改為極坐標(biāo)法， 并進(jìn)行合理的監(jiān)測點組分配， 盡可能縮短測站與監(jiān)測點之間 的距離,五、全站儀自動化變形監(jiān)測系統(tǒng),8、某大壩全站儀監(jiān)測系統(tǒng)方案改造 （4）主要改造內(nèi)容之二 要求水庫管理部門，改造監(jiān)測 站的密封方法，用平板玻璃替 換有機(jī)玻璃，減少玻璃等因素 的影響，確保監(jiān)測精度。

26、,五、全站儀自動化變形監(jiān)測系統(tǒng),8、某大壩全站儀監(jiān)測系統(tǒng)方案改造 （4）主要改造內(nèi)容之三 把原來的基于電話線調(diào)制解調(diào)器的通信系統(tǒng)，改為基于RS482的電 纜通信系統(tǒng)（最終使用光纜通信系統(tǒng)），提高通信系統(tǒng)的穩(wěn)定性。,接全站儀 (含供電),AC220V電源,通訊電纜,六、總結(jié), 全站儀自動化極坐標(biāo)監(jiān)測系統(tǒng)測量精度 1、在200m左右的監(jiān)測范圍內(nèi)，比較容易實現(xiàn)亞毫米的三維監(jiān)測精度 2、在400m左右的監(jiān)測范圍內(nèi)，通過合理配置差分改正與系統(tǒng)運(yùn)行方 案，三維監(jiān)測精度可達(dá)12mm 3、在800m左右的監(jiān)測范圍內(nèi)，通過合理配置差分改正與系統(tǒng)運(yùn)行方 案，三維監(jiān)測精度可達(dá)23mm 附：極坐標(biāo)測量精度理論估計,六

27、、總結(jié), 全站儀自動化極坐標(biāo)監(jiān)測系統(tǒng)主要特點 （1）利用嚴(yán)密的多重實時差分改正原理，最大限度地消除或減弱大氣等外界 環(huán)境對測量精度的影響，并為系統(tǒng)自動化運(yùn)行創(chuàng)造了條件； （2）無需外接數(shù)字氣象等附加設(shè)備，簡化了系統(tǒng)組成，降低了系統(tǒng)成本，提 高了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性； （3）在無人值守的情況下，可在全天24小時內(nèi)周期性自動啟動系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測， 如遇特殊情況（如變形量超過限差值）可通過短信等方式自動報警； （4）監(jiān)測點變形過程趨勢實時多態(tài)圖解顯示，可以同時顯示用戶設(shè)置斷面上 的所有點的位移量； （5）監(jiān)測數(shù)據(jù)可按照用戶要求自定義格式，進(jìn)行報表輸出； （6）可以自動地執(zhí)行用戶編制的外部程序，具有良好的開放

28、性； （7）計算機(jī)遭遇突然斷電等故障，重新開機(jī)后系統(tǒng)可自動初始化全站儀，按 照原來的各項參數(shù)設(shè)置自動開始下一周期的測量； （8）系統(tǒng)組成簡單，維護(hù)方便，增加監(jiān)測點位比較方便（加設(shè)普通棱鏡即 可）。,附錄：,- 83 -,地鐵結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測專用系統(tǒng),SubMoS,目 錄,- 84 -,一、市場機(jī)遇與需求,二、國內(nèi)最專業(yè)地鐵監(jiān)測系統(tǒng) SubMoS 三、 SubMoS性能特點 四、 SubMoS系統(tǒng)組成 五、總結(jié),1. 市場機(jī)遇與需求,1.1 國地鐵建設(shè)加速發(fā)展引發(fā)市場機(jī)遇,- 85 -,1. 市場機(jī)遇與需求,1.2 既有地鐵安全運(yùn)行保障需求 地鐵周邊基坑開挖 房地產(chǎn)開發(fā)、其他工程項目介紹,- 86

29、-,1.2 既有地鐵安全運(yùn)行保障需求 地鐵換乘站新線建設(shè)對既有線的影響,- 87 -,1. 市場機(jī)遇與需求,2.1 歷史經(jīng)驗的積累 廣州地鐵陳家祠站 2001，國內(nèi)首次應(yīng)用,2. 國內(nèi)最專業(yè)地鐵監(jiān)測系統(tǒng) SubMoS,- 88 -,- 89 -,2.1 歷史經(jīng)驗的積累 廣州地鐵黃沙站 2003，首創(chuàng)組網(wǎng)監(jiān)測新模式,2. 國內(nèi)最專業(yè)地鐵監(jiān)測系統(tǒng) SubMoS,2. 國內(nèi)最專業(yè)地鐵監(jiān)測系統(tǒng) SubMoS,2.2 獨門絕技 專門為地鐵變形監(jiān)測而研發(fā) 雙線多測站組網(wǎng)實時監(jiān)測方案 國內(nèi)首創(chuàng) SubMoS支持地鐵隧道上、下行雙線多個測站的組網(wǎng)實時監(jiān)測，即 在狹長的地鐵隧道中設(shè)置多個自動化全站儀測站，解決隧

30、道彎曲對 視線通視的影響，滿足大區(qū)域地鐵隧道結(jié)構(gòu)變形自動化監(jiān)測的需求。,STN1,STN4,JZ1,JZ2,JZ3,JZ4,JZ1,JZ2,JZ4,JZ3,上行線,下行線,STN2,STN3,- 90 -,2. 國內(nèi)最專業(yè)地鐵監(jiān)測系統(tǒng) SubMoS,2.2 獨門絕技 專門為地鐵變形監(jiān)測而研發(fā) 自適應(yīng)數(shù)據(jù)處理技術(shù) 國際領(lǐng)先 多年前，辰維科技在國內(nèi)首次 提出的“多重差分”變形監(jiān)測 技術(shù)，已被業(yè)界普遍認(rèn)可、廣 泛引用。辰維科技再次創(chuàng)新， 在世界上首次研發(fā)“自適應(yīng)” 監(jiān)測技術(shù)，再次實現(xiàn)新的突破。 有了“自適應(yīng)”監(jiān)測技術(shù)，有 效解決了全站儀在非穩(wěn)定區(qū)設(shè) 站的問題，使地鐵隧道環(huán)境下 多測站組網(wǎng)監(jiān)測成為可能。,- 91 -,2. 國內(nèi)最專業(yè)地鐵監(jiān)測系統(tǒng) SubMoS,2.2 獨門絕技 專門為地鐵變形監(jiān)測而研發(fā) 抗干擾功能設(shè)計 智能可靠 為了實現(xiàn)24小時無人值守自動化監(jiān)測，必須有效解決地鐵列車運(yùn)行期間對 SubMoS監(jiān)測環(huán)境產(chǎn)生干擾的問題。列車通過變形監(jiān)測區(qū)域時，會帶來震 動、遮擋全站儀視線等環(huán)境干擾。SubMoS監(jiān)測系統(tǒng)