全站仪自动化监测系统

      一、系统组成：全站仪监测系统由智能型全站仪及安装支架、棱镜、监控计算机、通讯与供电装置、数据采集控制软件、数据处理与成果管理软件等组成,属于高精度在线监测系统。智能型全站仪是一种能代替人工进行自动搜索、跟踪,辦识和精确照准目标并获取角度、距离三维坐标以及影像等信息的测量装置,其通过CCD影像传感器对测量目标进行快速识别自动完成照准、读数等操作。

      二、应用：全站仪自动化监测系统是目前应用较为广泛的高精度三维监测系统,快速高效,成果精度高,能够实现轨道交通结构的实时三维变形监测,目前已广泛应用于城市轨道交通结构安全监测,监测项目包括竖向位移、水平位移、隧道收敛、隧道断面变形、垂直度(倾斜)等。

      三、仪器系统选择：为保证监测精度与效率,自动化监测系统宜选用高精度、稳定可靠、抗干扰性强的全站仪,且具有马达驱动、自动照准功能,最远观测点的观测精度应不低于1mm,单次自动照准时间不宜大于10s,原则上测角精度不得低于士1",測距精度在棱镜标准测量模式下不得低于士(1mm+1×10-6×D)。目前城市轨道交通结构监测使用较多的全站仪有Leica TM3O/TM50,      Trimble S9等。采用的监测系统有 LeicaGeo-mos监测系统、 Trimble ADMS形变监测系统,以及国内有关单位自主研发的监测系统。

       监测网一般由基准点、工作基点(全站仪设站点)、监测点组成,受限于城市轨道交通线路狭长环境,尤其区间隧道监测网相对复杂,开展自动化监测工作前,应根据工程现场环境、监测范围与精度要求来设计监测网的网形。

      一、基准点：由于基准网位于狭长变形区外两侧,相比一般监测基准网形,自动化监测基准网网形较弱,为提高监测精度,一般采用布设基准点组的方式,1个基准点组由至少3个基准点组成,宜布设在变形区域外80~120m相对稳定的位置。

      二、工作基点：用于安置全站仪,为减小外部环境的干扰,一般在地铁侧墙侧壁上安装稳定坚固的强制对中支架或强制对中墩,且不得妨碍地铁营运。工作基点一般布设在变形区内,为保证测量精度,应综合考虑监测范围、现场环境、观测视线、结构变形等因素,确定全站仪的布设位置,如竖向位移监测精度需优于士1mm,则仪器观测视线距离宜控制在100m内。同时为避免变形区内工作基点位移对监测精度带来的影响,宜采用边角空间后方交会方法,来实时更新工作基点的坐标。若工程监测范围较大,需要多台全站仪联合组网观测时,相邻测站宜设置2个以上公共棱镜进行联测,保证有2个以上的重叠观测目标,用于监测基准的传递。

       三、监测点：根据现场环境与工程监测需求,监测点的布设应能全面客观地反映城市轨道交通结构变形,可参照相关技术规范执行,如轨道交通敷设方式为隧道,一般每布设1个断面,每个断面上固定安装2~6个观测棱镜作为监测点,监測棱镜可位于隧道拱顶、腰部、底部,道床等位置。此外,监测点布设时应注意全站仪的有效视场问题,布设前应做点位位置设计 。