全站儀自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

      一、系統(tǒng)組成：全站儀監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由智能型全站儀及安裝支架、棱鏡、監(jiān)控計(jì)算機(jī)、通訊與供電裝置、數(shù)據(jù)采集控制軟件、數(shù)據(jù)處理與成果管理軟件等組成,屬于高精度在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。智能型全站儀是一種能代替人工進(jìn)行自動(dòng)搜索、跟蹤,辦識(shí)和精確照準(zhǔn)目標(biāo)并獲取角度、距離三維坐標(biāo)以及影像等信息的測(cè)量裝置,其通過(guò)CCD影像傳感器對(duì)測(cè)量目標(biāo)進(jìn)行快速識(shí)別自動(dòng)完成照準(zhǔn)、讀數(shù)等操作。

      二、應(yīng)用：全站儀自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是目前應(yīng)用較為廣泛的高精度三維監(jiān)測(cè)系統(tǒng),快速高效,成果精度高,能夠?qū)崿F(xiàn)軌道交通結(jié)構(gòu)的實(shí)時(shí)三維變形監(jiān)測(cè),目前已廣泛應(yīng)用于城市軌道交通結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測(cè),監(jiān)測(cè)項(xiàng)目包括豎向位移、水平位移、隧道收斂、隧道斷面變形、垂直度(傾斜)等。

      三、儀器系統(tǒng)選擇：為保證監(jiān)測(cè)精度與效率,自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)宜選用高精度、穩(wěn)定可靠、抗干擾性強(qiáng)的全站儀,且具有馬達(dá)驅(qū)動(dòng)、自動(dòng)照準(zhǔn)功能,最遠(yuǎn)觀測(cè)點(diǎn)的觀測(cè)精度應(yīng)不低于1mm,單次自動(dòng)照準(zhǔn)時(shí)間不宜大于10s,原則上測(cè)角精度不得低于士1",測(cè)距精度在棱鏡標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量模式下不得低于士(1mm+1×10-6×D)。目前城市軌道交通結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)使用較多的全站儀有Leica TM3O/TM50,      Trimble S9等。采用的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)有 LeicaGeo-mos監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、 Trimble ADMS形變監(jiān)測(cè)系統(tǒng),以及國(guó)內(nèi)有關(guān)單位自主研發(fā)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

       監(jiān)測(cè)網(wǎng)一般由基準(zhǔn)點(diǎn)、工作基點(diǎn)(全站儀設(shè)站點(diǎn))、監(jiān)測(cè)點(diǎn)組成,受限于城市軌道交通線(xiàn)路狹長(zhǎng)環(huán)境,尤其區(qū)間隧道監(jiān)測(cè)網(wǎng)相對(duì)復(fù)雜,開(kāi)展自動(dòng)化監(jiān)測(cè)工作前,應(yīng)根據(jù)工程現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境、監(jiān)測(cè)范圍與精度要求來(lái)設(shè)計(jì)監(jiān)測(cè)網(wǎng)的網(wǎng)形。

      一、基準(zhǔn)點(diǎn)：由于基準(zhǔn)網(wǎng)位于狹長(zhǎng)變形區(qū)外兩側(cè),相比一般監(jiān)測(cè)基準(zhǔn)網(wǎng)形,自動(dòng)化監(jiān)測(cè)基準(zhǔn)網(wǎng)網(wǎng)形較弱,為提高監(jiān)測(cè)精度,一般采用布設(shè)基準(zhǔn)點(diǎn)組的方式,1個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)組由至少3個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)組成,宜布設(shè)在變形區(qū)域外80~120m相對(duì)穩(wěn)定的位置。

      二、工作基點(diǎn)：用于安置全站儀,為減小外部環(huán)境的干擾,一般在地鐵側(cè)墻側(cè)壁上安裝穩(wěn)定堅(jiān)固的強(qiáng)制對(duì)中支架或強(qiáng)制對(duì)中墩,且不得妨礙地鐵營(yíng)運(yùn)。工作基點(diǎn)一般布設(shè)在變形區(qū)內(nèi),為保證測(cè)量精度,應(yīng)綜合考慮監(jiān)測(cè)范圍、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境、觀測(cè)視線(xiàn)、結(jié)構(gòu)變形等因素,確定全站儀的布設(shè)位置,如豎向位移監(jiān)測(cè)精度需優(yōu)于士1mm,則儀器觀測(cè)視線(xiàn)距離宜控制在100m內(nèi)。同時(shí)為避免變形區(qū)內(nèi)工作基點(diǎn)位移對(duì)監(jiān)測(cè)精度帶來(lái)的影響,宜采用邊角空間后方交會(huì)方法,來(lái)實(shí)時(shí)更新工作基點(diǎn)的坐標(biāo)。若工程監(jiān)測(cè)范圍較大,需要多臺(tái)全站儀聯(lián)合組網(wǎng)觀測(cè)時(shí),相鄰測(cè)站宜設(shè)置2個(gè)以上公共棱鏡進(jìn)行聯(lián)測(cè),保證有2個(gè)以上的重疊觀測(cè)目標(biāo),用于監(jiān)測(cè)基準(zhǔn)的傳遞。

       三、監(jiān)測(cè)點(diǎn)：根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境與工程監(jiān)測(cè)需求,監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布設(shè)應(yīng)能全面客觀地反映城市軌道交通結(jié)構(gòu)變形,可參照相關(guān)技術(shù)規(guī)范執(zhí)行,如軌道交通敷設(shè)方式為隧道,一般每布設(shè)1個(gè)斷面,每個(gè)斷面上固定安裝2~6個(gè)觀測(cè)棱鏡作為監(jiān)測(cè)點(diǎn),監(jiān)測(cè)棱鏡可位于隧道拱頂、腰部、底部,道床等位置。此外,監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)時(shí)應(yīng)注意全站儀的有效視場(chǎng)問(wèn)題,布設(shè)前應(yīng)做點(diǎn)位位置設(shè)計(jì) 。