国产日韩欧美一区二区三区三州_亚洲少妇熟女av_久久久久亚洲av国产精品_波多野结衣网站一区二区_亚洲欧美色片在线91_国产亚洲精品精品国产优播av_日本一区二区三区波多野结衣 _久久国产av不卡

?

全站儀自動監(jiān)測系統(tǒng)的構(gòu)建方法及其在地鐵監(jiān)測中的應(yīng)用*

2021-03-11 07:39廖根根吳國慶
工程技術(shù)研究 2021年3期
關(guān)鍵詞:基準點視場全站儀

段 磊,廖根根,彭 靜,凌 濤,吳國慶

1.中鐵五局集團第一工程有限責(zé)任公司,湖南 長沙 410117

2.湖南信息學(xué)院商學(xué)院,湖南 長沙 410151

隨著科學(xué)技術(shù)和社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展,工程建設(shè)復(fù)雜程度逐漸提升。在工程施工、運營期間,天氣、地質(zhì)、施工以及運營等因素都會對工程建筑的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響,使其發(fā)生形變甚至破壞。為保障人們的生命、財產(chǎn)安全,必須及早發(fā)現(xiàn)問題并采取相應(yīng)的解決措施。自動監(jiān)測技術(shù)指的是一種周期性監(jiān)測建筑工程安全性的重要監(jiān)測技術(shù),可以有效避免一些安全隱患發(fā)生。近年來,在相關(guān)研究人員的共同努力下,推出了不同功能的自動監(jiān)測系統(tǒng),但是隨著建筑領(lǐng)域?qū)ψ詣颖O(jiān)測系統(tǒng)的要求越來越高,這些監(jiān)測系統(tǒng)在數(shù)據(jù)信息傳輸、數(shù)據(jù)處理等方面存在問題較多。為豐富全站儀自動監(jiān)測系統(tǒng)的功能,避免有線傳輸方式受距離使用限制,提高數(shù)據(jù)處理效率,文章提出了基于全站儀自動監(jiān)測系統(tǒng)的構(gòu)建方法并對其在地鐵監(jiān)測中的實踐進行研究。

1 自動監(jiān)測系統(tǒng)

1.1 系統(tǒng)硬件

該系統(tǒng)硬件主要包括供電設(shè)備、通信設(shè)備、計算機、全站儀、基準點、監(jiān)測點等。其中,核心傳感器為全站儀。

(1)全站儀。為了滿足智能化監(jiān)測需求,該系統(tǒng)選取型號為徠卡TS15A全站儀作為主要測量儀器。該儀器具有自動校準、精細跟蹤鎖定、聯(lián)機控制等功能,不僅在普通測量工程中得以廣泛應(yīng)用,還可以解決一些特殊工程測量問題。

(2)通信設(shè)備。目前,大部分數(shù)據(jù)信息傳輸設(shè)備采用的傳輸方式為有線傳輸模式,這種傳輸不適用于遠距離傳輸。為了解決這一問題,必須將無線傳輸技術(shù)融入系統(tǒng)開發(fā)。文章開發(fā)的全站儀自動監(jiān)測系統(tǒng)將應(yīng)用到地鐵形式環(huán)境中,因為監(jiān)測面積較大,所以首選移動網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。移動網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)優(yōu)勢在于成本低、速度快、穩(wěn)定性好等。

(3)基準點的選擇。基準點是變形監(jiān)測的基礎(chǔ),基準點應(yīng)布設(shè)在變形體或變形區(qū)之外,且地質(zhì)情況良好不易破壞的地方。但從地鐵建成后的情況來看,基準點設(shè)置在地鐵外是不可取的??紤]到地鐵車站所處的地質(zhì)條件一般較好,遇到不良地質(zhì)段,也都進行了地基加固處理,發(fā)生變形的可能極小,將基準點設(shè)置在車站上,并定期與高等級控制點進行聯(lián)測。

(4)監(jiān)測點的布設(shè)。因測量環(huán)境開闊,需要布置較多監(jiān)測點。在監(jiān)測地鐵過程中,位于同一側(cè)的監(jiān)測點比較多,很有可能出現(xiàn)ATR照錯棱鏡現(xiàn)象,為避免重測或漏測情況發(fā)生,利用徠卡TS15A全站儀望遠鏡小視場功能,解決測量空間狹窄、棱鏡多,無法確定應(yīng)測量哪一個棱鏡的問題。隧道內(nèi)全站儀視角圖如圖1所示。圖1中B點為地鐵隧道中全站儀所處位置,隧道壁與儀器測站點之間的垂直距離為H,望遠鏡的正常視角設(shè)定為α,觀測距離設(shè)定為D,通過計算可以獲取全站儀視場范圍長度I,對應(yīng)的計算公式為式(1)。

圖1 隧道內(nèi)全站儀視角圖

常規(guī)視角是(0.5×0.5)gon(1gon=0.9°),假設(shè)H=5m、D=200m,通過使用式(1),可求得I=91.6m。依據(jù)這個數(shù)據(jù),可以在91.6m范圍內(nèi)布置一個棱鏡,但是無法滿足監(jiān)測點密度需求。添加“小視場”功能以后,可以將望遠鏡的正常視角調(diào)節(jié)為(0.15×0.15)gon,經(jīng)過計算同樣可以得到視場范圍,即I=20.8m。

針對不同的視角進行計算,可以得到多個視場范圍,如表1所示。

由表1可知,情況相同時,使用小視場有助于減小隧道壁上的視場范圍,能夠在變形區(qū)域內(nèi)適當對監(jiān)測點進行加密處理,從而滿足相關(guān)監(jiān)測需求。

表1 視場范圍長度表

1.2 系統(tǒng)軟件

該系統(tǒng)構(gòu)建選用的軟件為Leica Geo Office,用于采集和處理全站儀數(shù)據(jù),是整個監(jiān)測系統(tǒng)的核心部分。

全站儀自動監(jiān)測系統(tǒng)運行的第一步為數(shù)據(jù)自動采集,以下為數(shù)據(jù)采集的主要流程。

第一步:建立項目,依據(jù)實際情況,設(shè)置參數(shù)。

第二步:利用后方交會法設(shè)站,使用至少4個點進行后視定向,從而獲取水平角、豎直角、斜距,進而計算出儀器所處點的三維位置。

第三步:按照順序,將監(jiān)測點編號輸入系統(tǒng)中,觀測保存監(jiān)測點具體三維坐標。

第四步:自動觀測,同時將采集到的數(shù)據(jù)傳輸至監(jiān)測軟件,并對數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換處理。

1.3 系統(tǒng)構(gòu)建流程

文章創(chuàng)建的自動監(jiān)測系統(tǒng)主要由6部分構(gòu)成,分別是基準點、監(jiān)測點、通信設(shè)備、全站儀監(jiān)測站、電源設(shè)備、計算機控制系統(tǒng)。自動監(jiān)測系統(tǒng)關(guān)系流程如圖2所示。

圖2 自動監(jiān)測系統(tǒng)關(guān)系流程

具體流程如下:首先,由電源供給系統(tǒng)為自動全站儀觀測站、通信系統(tǒng)、計算機監(jiān)控與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)提供電源;其次,將自動全站儀觀測站采集到的數(shù)據(jù)通過通信系統(tǒng)發(fā)送至計算機,接收到數(shù)據(jù)信息以后,對其進行處理;再次,將經(jīng)過處理的數(shù)據(jù)與限值進行對比分析,如果超出了限值,則導(dǎo)出結(jié)果并發(fā)出預(yù)警,反之,只導(dǎo)出結(jié)果;最后,生成報告。

2 測量原理

文章以后方交會設(shè)站為例進行分析,該方法是通過觀測未知設(shè)站點到至少2個已知控制點,確定設(shè)站點的坐標。依據(jù)三角形交會點的位置,可以將已知點劃分為三種情況:第一種情況如圖3所示,交會點在三角形內(nèi);第二種情況如圖4所示,該點位于三角形外側(cè);第三種情況如圖5所示,該點在三角形一對頂角內(nèi)部。假設(shè)E、F、G三點坐標分別是(XE,YE)、(XF,YF)、(XG,YG),待測點W的坐標是(XW,YW)。

圖3 交會點在三角形內(nèi)部

圖4 交會點位于三角形一邊的外側(cè)

圖5 交會點在三角形一對頂角內(nèi)部

利用式(2)進行計算,得到的后方交會點坐標為(xW,yW)。

公式(2)中的WE、WF、WG計算分為兩種情況,第一種情況是針對圖3與圖4的,經(jīng)過計算可以獲取權(quán)值,對應(yīng)的計算公式如下:

第二種情況是針對圖5的,經(jīng)過計算可以獲取權(quán)值,對應(yīng)的計算公式如下:

3 全站儀自動監(jiān)測系統(tǒng)在地鐵監(jiān)測中的應(yīng)用

3.1 項目簡介

沈陽地鐵九號皇姑屯站1號風(fēng)亭、D出入口施工,可能會影響已運營的地鐵9號線淮河街沈醫(yī)二院—皇姑屯站區(qū)間,因此需要對已運營地鐵線路沈陽地鐵9號線淮河街沈醫(yī)二院—皇姑屯站區(qū)間進行變形監(jiān)測。

3.2 監(jiān)測點的布設(shè)

在地鐵九號線淮河街沈醫(yī)二院—皇姑屯站區(qū)間采用自動化監(jiān)測,監(jiān)測范圍內(nèi)的共布設(shè)10個監(jiān)測斷面,每個斷面安裝3個監(jiān)測棱鏡。布設(shè)變形點的位置時利用儀器的小視場功能,使之均勻分布在儀器望遠鏡的視場內(nèi),相互不受干擾。監(jiān)測點位布設(shè)平面圖如圖6所示。

圖6 監(jiān)測點位布設(shè)平面圖

2020年3月,該項目開始監(jiān)測,截至2020年5月已經(jīng)獲取數(shù)據(jù)80多期,因受到監(jiān)測環(huán)境的限制,在保證全站儀架設(shè)不對線路通行造成影響、通視良好、架設(shè)點穩(wěn)定的前提下,將全站儀的架設(shè)點設(shè)定在如圖7所示的位置上。

圖7 全站儀架設(shè)位置

3.3 監(jiān)測數(shù)據(jù)處理與分析

以截至2020年5月27日的監(jiān)測數(shù)據(jù)為例,對淮河街沈醫(yī)二院—皇姑屯站區(qū)間的水平位移和豎向位移進行分析。

淮河街沈醫(yī)二院—皇姑屯站區(qū)間根據(jù)地質(zhì)情況共布設(shè)變形監(jiān)測斷面10個,基于極坐標測量原理,利用多重實時差分改正模型和坐標轉(zhuǎn)換對測得的監(jiān)測點坐標進行計算,運行經(jīng)Excel VBA編寫的程序,獲取區(qū)間內(nèi)所有監(jiān)測點的水平變化量和豎向變化量。

由監(jiān)測數(shù)據(jù)反饋結(jié)果可知,該階段所有監(jiān)測點水平變化量為-0.15~0.16mm、豎向變化量為-0.20~0.20mm,所有監(jiān)測點的變化量均小于1mm,該階段所有監(jiān)測點水平變化量、豎向變化量很小,監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示無異常變化點位。

4 總結(jié)

文章將構(gòu)建的全站儀自動監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)用到沈陽地鐵淮河街沈醫(yī)二院—皇姑屯站區(qū)間監(jiān)測中,結(jié)果表明處理后的數(shù)據(jù)精度滿足規(guī)范要求,監(jiān)測結(jié)果準確、可靠,取得了很好的效果,具有較高的應(yīng)用價值。

猜你喜歡
基準點視場全站儀
一種晶圓自動光學(xué)檢測系統(tǒng)的混合路徑規(guī)劃算法
基于自適應(yīng)離散粒子群算法的機翼調(diào)姿基準點優(yōu)化布局
建筑日照設(shè)計中基準點相關(guān)問題的探討
一種基于基準視場擴散拼接的全景圖像投影方法
地鐵隧道自由設(shè)站變形監(jiān)測基準網(wǎng)穩(wěn)定性檢驗
基于快牙平臺實現(xiàn)全站儀與計算機的數(shù)據(jù)通信
醫(yī)用內(nèi)窺鏡矩形視場下入瞳視場角的測試方法研究
Optimization of Structure Layout for Three-FOV Star Sensors*
基于全站儀二次開發(fā)的覆冰厚度測量與實現(xiàn)
論GPSRTK和全站儀在山區(qū)地形測量中的配合使用
苏州市| 吉林市| 铁力市| 江津市| 静乐县| 定西市| 宝鸡市| 大悟县| 汉川市| 隆化县| 江门市| 仁布县| 手机| 江城| 泰州市| 达州市| 塔城市| 中西区| 关岭| 海原县| 娱乐| 通渭县| 永川市| 惠安县| 阜新| 冕宁县| 丰城市| 葵青区| 松江区| 色达县| 志丹县| 明水县| 乌兰察布市| 陇南市| 郎溪县| 大田县| 徐闻县| 井研县| 大方县| 安阳市| 太仓市|