全站儀自動化變形監(jiān)測-課件

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

深圳全站儀自動化變形監(jiān)測系統(tǒng)AutoMoS/SubMoS深圳市博-

1

-目

錄一、變形監(jiān)測精度要求（地鐵、大壩）二、全站儀極坐標測量精度分析三、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)目錄一、變形監(jiān)測精度要求（地鐵、大壩）二、全站儀極坐標測量-

2

-一、變形監(jiān)測精度要求

地鐵隧道圍巖收斂控制標準（參考值）（1）洞室收斂：30mm（2）拱頂下沉：20mm一、變形監(jiān)測精度要求地鐵隧道圍巖收斂控制標準（參考值）-

3

-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

12

p

Δ

—

變形允許值t

—

為置信區(qū)間內(nèi)允許誤差與中誤差之比值，t

=2p —

為概率值，相對位移一般可取

p=

0.995（1）洞室收斂：

Δ

=

30mm,1/

t=1/20,m

=

1.5mm（2）拱頂下沉：

Δ=

20mmm

=1.0mmt一、地鐵結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測精度要求m 111-

4

-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：

3~5mm一、變形監(jiān)測精度要求大壩變形監(jiān)測精度要求-

5

-二、全站儀極坐標測量精度分析1、極坐標測量原理極坐標測量示意圖Ox

S

cos

cos

y

S

cos

sinz

S

sin

xyzPβSα二、全站儀極坐標測量精度分析1、極坐標測量原理極坐標測量示意-

6

-二、全站儀極坐標測量精度分析2、極坐標測量精度計算公式

三維坐標分量精度計算

2

m

2

m

m2

2 2

y

xz

z

my

S

y

S

S

點位精度計算

x

2

D

D

yz

x

D

2

2

mz

m2

222220Sx2 2 222mS

m

m

S

D

mP

二、全站儀極坐標測量精度分析2、極坐標測量精度計算公式 -

7

-二、全站儀極坐標測量精度分析3、極坐標測量精度理論估計

450mS

1mm

1ppm"m

m

0.5設(shè)：0

10邊長

S50m100m200mmx0.7mm0.8mm1.0mmmy0.7mm0.8mm1.0mmmz0.2mm0.3mm0.5mm點位精度1.0mm1.2mm1.5mm二、全站儀極坐標測量精度分析3、極坐標測量精度理論估計-

8

-二、全站儀極坐標測量精度分析全站儀極坐標測量精度檢測裝置俯視示意圖激光干涉儀DiDi+1i’i全站儀4、自動化全站儀極坐標實測精度統(tǒng)計（自動目標照準）

室內(nèi)30m雙頻激光干涉基線比測示意圖導軌

小車全站儀極坐標測量精度檢測裝置立面示意圖激光干涉儀全站儀二、全站儀極坐標測量精度分析全站儀極坐標測量精度檢測裝置俯視-

9

-二、全站儀極坐標測量精度分析4、自動化全站儀極坐標實測精度統(tǒng)計（自動目標照準）

室內(nèi)30m雙頻激光干涉基線比測部分結(jié)果m

P

0.15mmnTP序號激光mm全站儀m距離差mmENH20-20000.1522.711556.49465-0.232650.1021-21000.2823.688106.71125-0.232500.1522-22000.1124.663756.92780-0.23250-0.4423-23000.0425.640007.14440-0.232450.0624-24000.1426.616607.36105-0.232300.2425-25000.0827.592607.57750-0.23220-0.2326-26000.0728.568907.79430-0.232150.0927-27000.0929.545208.01075-0.23210-0.0228-28000.190430.521508.22725-0.23200-0.08二、全站儀極坐標測量精度分析4、自動化全站儀極坐標實測精度統(tǒng)-

10

-二、全站儀極坐標測量精度分析4、自動化全站儀極坐標實測精度統(tǒng)計（自動目標照準）

室外200m距離測微平臺比測部分結(jié)果JZ1JZ0XY變形點GD4JZ3北主壩軸線壩肩軸線JZ2二、全站儀極坐標測量精度分析4、自動化全站儀極坐標實測精度統(tǒng)-

11

-二、全站儀極坐標測量精度分析4、自動化全站儀極坐標實測精度統(tǒng)計（自動目標照準）

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″。二、全站儀極坐標測量精度分析4、自動化全站儀極坐標實測精度統(tǒng)-

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-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

全站儀目標照準自動化

自動照準精度：1mm@200m

自動照準距離：1000m

自動照準分辨能力：具備特殊能力（就近照準法則、小視場、主

動目標）

自動照準目標類型：圓棱鏡、360°棱鏡、反射片

全站儀目標測量過程控制自動化

提供豐富的計算機控制指令，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-

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-三、自動化監(jiān)測系統(tǒng)對全站儀要求1、全站儀的自動化型號NET05AXTS30測角精度0.5"0.5"測距精度棱鏡0.8mm+1ppm0.6mm+1ppm(精密模式)1.0mm+1ppm（標準模式）反射片0.5mm+1ppm1.0mm+1ppm無棱鏡1.0mm+1ppm2mm+2ppm軸系驅(qū)動馬達驅(qū)動速度60°/s180°/s目標自動照準測程棱鏡1000m1000m360°棱鏡600m800m精度棱鏡1.0mm@200m1.0mm@200m反射片1.0mm@50m——三、自動化監(jiān)測系統(tǒng)對全站儀要求型號NET05AXTS30測角-

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-三、自動化監(jiān)測系統(tǒng)對全站儀要求1、全站儀的自動化

多棱鏡目標自動化識別技術(shù)一般的自動照準全站儀（非就近照準法則）（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1、全站儀的自動化一般的自動照-

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-三、自動化監(jiān)測系統(tǒng)對全站儀要求2、可以自動化照準的合作目標—360°棱鏡

水平與垂直自動化照準精度匹配H=0° H=30°自動照準點隨著棱鏡的水平方向轉(zhuǎn)動，自動照準點上下會有偏差（可達±2.5mm）H=60°三、自動化監(jiān)測系統(tǒng)對全站儀要求2、可以自動化照準的合作目標—-

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-三、自動化監(jiān)測系統(tǒng)對全站儀要求在水平方向上有2～3mm的變化棱鏡水平方向轉(zhuǎn)動，自動照準點左右會有誤差2、可以自動化照準的合作目標—360°棱鏡

水平與垂直自動化照準精度匹配自動照準點H=0°H=＋θH=－θ三、自動化監(jiān)測系統(tǒng)對全站儀要求在水平方向上有2～3mm的變化-

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-三、自動化監(jiān)測系統(tǒng)對全站儀要求H=0°H=30°H=60°自動照準點新型360°棱鏡，即使改變棱鏡方向，自動照準點也幾乎不偏移2、可以自動化照準的合作目標—360°棱鏡

水平與垂直自動化照準精度匹配三、自動化監(jiān)測系統(tǒng)對全站儀要求H=0°H=30°H=60°自-

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-三、自動化監(jiān)測系統(tǒng)對全站儀要求2、可以自動化照準的合作目標—360°棱鏡

水平與垂直自動化照準精度匹配-3-2-10123-60 -45 -30 -15 0 15 30棱鏡水平方向轉(zhuǎn)動角度

[deg]4560測定誤差

[mm]水平上下距離索佳360°棱鏡徠卡360°棱鏡-3-2-10123-60-45-30 -15 0棱鏡水平方向轉(zhuǎn)動角度15 30[deg]4560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2、可以自動化照準的合作目標—-

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-三、自動化監(jiān)測系統(tǒng)對全站儀要求索佳3

6

0

°棱鏡-3-2-1012-60

-45

-30

-15

0

15

30棱鏡水平方向轉(zhuǎn)動角度

[deg]4560測定誤差

[mm]Trimble

3

6

0

°棱鏡-3-2-1012-60

-45

-30

-15

0

15

30棱鏡水平方向轉(zhuǎn)動角度

[deg]4560測定誤差[mm]水平上下距離2、可以自動化照準的合作目標—360°棱鏡

水平與垂直自動化照準精度匹配3水平上下距離3三、自動化監(jiān)測系統(tǒng)對全站儀要求索佳360°棱鏡-3-2-

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-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)1、大氣折射對全站儀測量結(jié)果的影響-

21

-四、自動化監(jiān)測誤差處理技術(shù)2、極坐標三維監(jiān)測多重差分改正原理

利用基準點信息求差分改正數(shù)四、自動化監(jiān)測誤差處理技術(shù)-

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-四、自動化監(jiān)測誤差處理技術(shù)2、極坐標三維監(jiān)測多重差分改正原理

大氣折射對測距影響的差分改正

全站儀在基準點設(shè)站，對另一基準點上的棱鏡測距，利用測距值d’

與基J準值d0之間的較差，求定大氣折射對測距影響的改正系數(shù)。Jd

'd

0d

'JJJd

如果同一時刻測得某變形點的斜距為d’P

，那么經(jīng)氣象差分改正后的真實斜距為：d

d

'

d

d

'P P P四、自動化監(jiān)測誤差處理技術(shù)2、極坐標三維監(jiān)測多重差分改正原理-

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-四、自動化監(jiān)測誤差處理技術(shù)2、極坐標三維監(jiān)測多重差分改正原理

球氣差對垂直角（三角高程）影響的差分改正

全站儀在基準點設(shè)站，對另一基準點上的棱鏡觀測求得三角高差hJ，與兩基準點間的已知高差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：2d

cos2

h

hJc

J0h

P

dP

sin

c

dP

cos

ih

a

h22四、自動化監(jiān)測誤差處理技術(shù)2、極坐標三維監(jiān)測多重差分改正原理-

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-四、自動化監(jiān)測誤差處理技術(shù)2、極坐標三維監(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，把基準點第一次測量的方位角作為基準方位角HZJ0，其它周期對基準點測量的方位角HZJ′與基準方位角相比，有一差值H

H

'

H

0Z Z

J

Z

J

如果同一時刻觀測其他變形點，其準確的方位角值為：HZ

P

HZ

P

HZ'四、自動化監(jiān)測誤差處理技術(shù)2、極坐標三維監(jiān)測多重差分改正原理-

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-2、極坐標三維監(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，求得準確的監(jiān)測三維坐標：

與第一周期的三維坐標相比，計算其他周期的三維位移量X

D

cos

H

X0

Z

h

Z0

sin

H

Y0Y

DP PZ

PPPZ

PPPX

X

X1

Z

Z

Z1YP

YP

YPP P P1P PP四、自動化監(jiān)測誤差處理技術(shù)2、極坐標三維監(jiān)測多重差分改正原理與第一周期的三維坐標相-

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-3、不同基準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)基準點斜距(m)變形點斜距(m)1002003005001000200mX:0.190.280.390.631.33mY:0.190.280.390.631.33mZ:0.110.280.531.325.02300mX:0.180.260.350.561.15mY:0.180.260.350.561.15mZ:10.953.40500mX:30.531.04mY:30.531.04mZ:40.682.171000mX:30.510.99mY:30.510.99mZ:00.541.363、不同基準距離差分改正變形點精度影響理論分析四、自動化監(jiān)測-

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-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XYS1S2S3S4S5S6S7監(jiān)測站JZ1JZ2JZ3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)4、實際應(yīng)用案例差分改正效果統(tǒng)計XYS1S2S3S4S5S6-

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-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）變形點DXdYdZ最大值(mm)最大值(mm)最大值(mm)原始測量數(shù)差分改正數(shù)原始測量數(shù)差分改正數(shù)原始測量數(shù)差分改正數(shù)據(jù)據(jù)據(jù)據(jù)據(jù)據(jù)S11.700.686.16-1.68-1.48-1.57S25.811.537.28-1.36-1.871.37S38.551.857.69-2.28-3.05-2.52S4-2.200.807.18-1.62-1.81-2.11S54.57-1.768.17-1.59-2.04-1.92S68.07-2.099.19-1.85-3.08-2.72S711.792.4211.19-1.79-5.80-3.39四、自動化監(jiān)測誤差處理技術(shù)變形點DXdYdZ最大值(mm)最-

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-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個基準點當作“變形點”，其位移量即為誤差影響量

顯而易見，長邊基準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)基準點“變形點”mx(mm)my(mm)mz

(mm)一周一月一周一月一周一月JZ2、JZ3JZ10.610.570.240.310.540.65JZ1、JZ3JZ20.500.580.430.541.341.68JZ1、JZ2JZ30.690.780.360.450.870.98JZ3JZ10.690.690.260.350.560.66JZ20.510.690.460.691.151.39JZ2JZ10.560.530.240.300.570.69JZ30.490.700.240.340.790.90JZ1JZ20.870.860.840.832.152.63JZ31.031.030.540.641.341.574、實際應(yīng)用案例差分改正效果統(tǒng)計四、自動化監(jiān)測誤差處理技術(shù)基-

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-5、監(jiān)測誤差處理技術(shù)新突破—自適應(yīng)方法極坐標測量原理可知，要獲得準確的測量結(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)5、監(jiān)測誤差處理技術(shù)新突破—自適應(yīng)方法極坐標測量原理可知-

31

-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)方法四、自動化監(jiān)測誤差處理技術(shù)-

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-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)1、自動化變形監(jiān)測系統(tǒng)的組成-

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-五、全站儀自動化變形監(jiān)測系統(tǒng)X,Y,ZX,Y,ZX,Y,Z1、自動化變形監(jiān)測系統(tǒng)的組成

單臺站系統(tǒng)

—

大壩監(jiān)測基準點自然表面太陽能板市電

(220v)全站儀監(jiān)測站AutoMoS

專業(yè)版軟件數(shù)據(jù)通訊變形點www.z-m五、全站儀自動化變形監(jiān)測系統(tǒng)X,Y,ZX,Y,ZX,Y,Z1-

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-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-m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ww-

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-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)水電大樓遠程監(jiān)控計算機功控計算機(1)功控計算機(2)視頻監(jiān)視器功控計算機(5)功控計算機(4)功控計算機(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

變形監(jiān)測棱鏡變形監(jiān)測棱鏡變形監(jiān)測棱鏡為手機短信報警裝置五、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)的組成供電-

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-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-

37

-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-

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-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-

39

-www.z-m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

—

測站小屋防盜竊防氣候（雨、雪、風、陽光）防灰塵五、全站儀自動化變形監(jiān)測系統(tǒng)2、-

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-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)芯標不銹鋼強制對中盤五、全站儀自動化變形監(jiān)測系統(tǒng)2、測站設(shè)備安裝俯視圖側(cè)視圖內(nèi)芯-

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-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。五、全站儀自動化變形監(jiān)測系統(tǒng)2、測站設(shè)備安裝-

42

-www.z-m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（防護功能，兼顧旅游景點）五、全站儀自動化變形監(jiān)測系統(tǒng)2、-

43

-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（防護功能，兼顧旅游景點）五、全站儀自動化變形監(jiān)測系統(tǒng)-

44

-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-

45

-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-

46

-五、全站儀自動化變形監(jiān)測系統(tǒng)3、鏡站設(shè)備安裝

特別注意讓棱鏡準確朝向儀器測站（特別是當距離超過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-

47

-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，比較復雜）五、全站儀自動化變形監(jiān)測系統(tǒng)3、鏡站設(shè)備安裝-

48

-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)3、鏡站設(shè)備安裝-

49

-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-

50

-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

目標棱鏡五、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-

51

-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型電纜進行聯(lián)機通訊，但通訊距離有限（小于30m）。

因此當進行遠距離通訊時，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)-

52

-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：光端機設(shè)備接全站儀(含供電)AC220V電源通訊電纜電纜通信與供電盒光端機和接線盒五、全站儀自動化變形監(jiān)測系統(tǒng)5、通信系統(tǒng)接全站儀AC220V-

53

-www.z-m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、-

54

-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

~1km9600

bps五、全站儀自動化變形監(jiān)測系統(tǒng)5、通信系統(tǒng)典型通訊距離:最-

55

-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)-

56

-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)器進入局域網(wǎng)或因特網(wǎng)

通訊服務(wù)器有固定的IP地址

計算機建立一個虛擬的

COM端口，以便計算機象從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-ServerHighspeedCompact五、全站儀自動化變形監(jiān)測系統(tǒng)5、通信系統(tǒng)W&T58231-

57

-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)5、通信系統(tǒng)-

58

-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)-

59

-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)機控制—設(shè)備初始化五、全站儀自動化變形監(jiān)測系統(tǒng)-

60

-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)測點位的學習功能五、全站儀自動化變形監(jiān)測系統(tǒng)-

61

-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、全站儀自動化變形監(jiān)測系統(tǒng)-

62

-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、全站儀自動化變形監(jiān)測系統(tǒng)-

63

-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)-

64

-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)-

65

-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、自動運行

按事先定義好的定時器和點組，自動運行監(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-

66

-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)-

67

-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)-

68

-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)測分析與預報

趨勢分析

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-

69

-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)測分析與預報GM（1，1）模型擬合得到的擬合與殘差曲線0.20-0.2

1-0.4611162126313641◆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16111621-

70

-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)測分析與預報

實測變形量與預報結(jié)果進行比較，考核預報效果

從表中可以看出，組合趨勢+MA（4）模型預報精度較高，預報效果最好周期模型46474849505152實際變形0.690.760.640.400.660.740.82GM（1，1）0.630.630.630.640.640.640.640.060.130.01-0.240.020.100.18AR（5）0.720.590.730.520.570.720.63-0.030.17-0.09-0.120.090.020.19組合趨勢0.660.640.590.580.630.680.660.030.120.05-0.180.030.060.16組合趨勢+ARMA0.550.640.720.490.630.680.660.140.12-0.08-0.090.030.060.16五、全站儀自動化變形監(jiān)測系統(tǒng)6、監(jiān)測系統(tǒng)軟件周期464748-

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-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-

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-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-

73

-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)7、實際應(yīng)用案例精度統(tǒng)計-

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-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-

75

-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）

目標為雙層單棱鏡，前方交會觀測方法五、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-

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-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（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-

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-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法，并進行合理的監(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-

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-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玻璃，減少玻璃等因素的影響，確保監(jiān)測精度。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-

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-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-

80

-六、總結(jié)

全站儀自動化極坐標監(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)運行方案，三維監(jiān)測精度可達1～2mm3、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)運行方案，三維監(jiān)測精度可達2～3mm附：極坐標測量精度理論估計邊長100m500m1000m點位精度1.15mm2.28mm3.97mm六、總結(jié)全站儀自動化極坐標監(jiān)測系統(tǒng)測量精度邊長100m5-

81

-六、總結(jié)

全站儀自動化極坐標監(jiān)測系統(tǒng)主要特點（1）利用嚴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，具有良好的開放性；（7）計算機遭遇突然斷電等故障，重新開機后系統(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，維護方便，增加監(jiān)測點位比較方便（加設(shè)普通棱鏡即可）。六、總結(jié)全站儀自動化極坐標監(jiān)測系統(tǒng)主要特點-

82

-附錄：-

83

-地鐵結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測專用系統(tǒng)SubMoS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)目錄-84-一、市場機遇與需求二、國內(nèi)最專業(yè)地鐵監(jiān)測系1.

市場機遇與需求1.1國地鐵建設(shè)加速發(fā)展引發(fā)市場機遇-

85

-1.市場機遇與需求1.1國地鐵建設(shè)加速發(fā)展引發(fā)市場機遇-1.

市場機遇與需求1.2既有地鐵安全運行保障需求

地鐵周邊基坑開挖房地產(chǎn)開發(fā)、其他工程項目介紹-

86

-1.市場機遇與需求1.2既有地鐵安全運行保障需求-861.2既有地鐵安全運行保障需求

地鐵換乘站新線建設(shè)對既有線的影響-

87

-1.

市場機遇與需求1.2既有地鐵安全運行保障需求-87-1.市場機遇與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

-2.1歷史經(jīng)驗的積累2.國內(nèi)最專業(yè)地鐵監(jiān)測系統(tǒng)—Sub-

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-89-2.1歷史經(jīng)驗的積累2.國內(nèi)最專業(yè)地鐵監(jiān)測系-

89

-2.國內(nèi)最專業(yè)地鐵監(jiān)測系統(tǒng)—SubMoS2.2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。STN1STN4JZ1JZ2JZ3JZ4JZ1JZ2JZ4JZ3上行線下行線STN2STN3-

90

-2.國內(nèi)最專業(yè)地鐵監(jiān)測系統(tǒng)—SubMoS2.2獨門絕技2.國內(nèi)最專業(yè)地鐵監(jiān)測系統(tǒng)—SubMoS2.2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)—SubMoS2.2獨門絕技2.國內(nèi)最專業(yè)地鐵監(jiān)測系統(tǒng)—SubMoS2.2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)針對這些問題專門設(shè)置了智能化功能模塊，使之成為國內(nèi)最具專業(yè)特色的地鐵隧道結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測行業(yè)解決方案。-

92

-2.國內(nèi)最專業(yè)地鐵監(jiān)測系統(tǒng)—SubMoS2.2獨門絕技2.國內(nèi)最專業(yè)地鐵監(jiān)測系統(tǒng)—SubMoS2.2獨門絕技

—專門為地鐵變形監(jiān)測而研發(fā)

成熟穩(wěn)定的全站儀控制技術(shù)—

兼容世界主流儀器通過有線或無線的方式，由計算機軟件對自動化全站儀進行智能

化控制，并能滿足長時間無人值守、連續(xù)運行不死機，對系統(tǒng)軟

件的編程技術(shù)提出很高的要求，確保系統(tǒng)軟件長期運行的穩(wěn)定性、

可靠性。

成熟穩(wěn)定的遠程計算機自動控制全站儀的技巧與方法

監(jiān)控計算機因停電等原因的“一鍵”重啟，監(jiān)測系統(tǒng)軟件自動恢復運行。-

93

-2.國內(nèi)最專業(yè)地鐵監(jiān)測系統(tǒng)—SubMoS2.2獨門絕技3.SubMoS性能特點3.2無人值守24小時連續(xù)運行系統(tǒng)集成的數(shù)據(jù)采集設(shè)備都是自動化、智能化的電子產(chǎn)品，不但穩(wěn)

定可靠，而且支持軟件控制。因此整個系統(tǒng)在計算機專業(yè)監(jiān)測軟件

的控制下，按事先設(shè)定好的定時器，周期性定時啟動系統(tǒng)，實現(xiàn)全天候24小時無人職守自動化采集數(shù)據(jù)與處理。-

94

-3.SubMoS性能特點3.2無人值守24小時連續(xù)運行-3.SubMoS性能特點3.2實時三維同步監(jiān)測SubMoS系統(tǒng)可以實時同步獲取三維坐標，克服了傳統(tǒng)方法平面位移與垂直位移分離監(jiān)測的不足，確保了點位變形分析的時效性。-

95

-3.SubMoS性能特點3.2實時三維同步監(jiān)測-953.SubMoS性能特點3.3可顯示任一指定方向的位移信息在地鐵隧道變形監(jiān)測中，人們總是關(guān)心與隧道中心

線平行或垂直方向的結(jié)構(gòu)變形情況。但是地鐵隧道

中心線時常隨線路轉(zhuǎn)彎而變化，因此在不同的監(jiān)測斷面，SubMoS允許輸入隧道線路轉(zhuǎn)彎信息而輸出指定方向的位移變形量。-

96

-3.SubMoS性能特點3.3可顯示任一指定方向的位移信3.SubMoS性能特點3.4手機短信實時報警（可選）如果系統(tǒng)運行出現(xiàn)異常，或監(jiān)測點位位移超出預警值等，系統(tǒng)會給指定的手機號碼發(fā)送報警信息，以便系統(tǒng)管理人員及時響應(yīng)與處理。-

97

-3.SubMoS性能特點3.4手機短信實時報警（可選）-4.SubMoS系統(tǒng)組成系統(tǒng)軟件SubMoS

自動化全站儀

通信與供電系統(tǒng)（可選遙控電源開關(guān)）

各種目標棱鏡-

98

-4.SubMoS系統(tǒng)組成系統(tǒng)軟件SubMoS-98-5. 總

結(jié)-

99

-SubMoS專門為地鐵結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測而開發(fā)，用于地鐵、隧道結(jié)構(gòu)變形自動化監(jiān)測，具備獨特優(yōu)勢。

歷史悠久：始于上世紀90年代末，與世界同步發(fā)展

獨門絕技：獨創(chuàng)差分、自適應(yīng)技術(shù)，監(jiān)測技術(shù)國際領(lǐng)先

本地服務(wù)：世界級技術(shù)、國內(nèi)品牌、無障礙貼心服務(wù)強強合作，為國內(nèi)地鐵變形監(jiān)測用戶提供最專業(yè)系統(tǒng)解決方案！5. 總結(jié)-99-SubMoS專門為地鐵結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測而謝

謝！謝謝！-

100

-鄭州辰維科技股份有限公司鄭州辰維科技股份有限公司-

101

-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

深圳全站儀自動化變形監(jiān)測系統(tǒng)AutoMoS/SubMoS深圳市博-

102

-目

錄一、變形監(jiān)測精度要求（地鐵、大壩）二、全站儀極坐標測量精度分析三、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)目錄一、變形監(jiān)測精度要求（地鐵、大壩）二、全站儀極坐標測量-

103

-一、變形監(jiān)測精度要求

地鐵隧道圍巖收斂控制標準（參考值）（1）洞室收斂：30mm（2）拱頂下沉：20mm一、變形監(jiān)測精度要求地鐵隧道圍巖收斂控制標準（參考值）-

104

-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

12

p

Δ

—

變形允許值t

—

為置信區(qū)間內(nèi)允許誤差與中誤差之比值，t

=2p —

為概率值，相對位移一般可取

p=

0.995（1）洞室收斂：

Δ

=

30mm,1/

t=1/20,m

=

1.5mm（2）拱頂下沉：

Δ=

20mmm

=1.0mmt一、地鐵結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測精度要求m 111-

105

-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：

3~5mm一、變形監(jiān)測精度要求大壩變形監(jiān)測精度要求-

106

-二、全站儀極坐標測量精度分析1、極坐標測量原理極坐標測量示意圖Ox

S

cos

cos

y

S

cos

sinz

S

sin

xyzPβSα二、全站儀極坐標測量精度分析1、極坐標測量原理極坐標測量示意-

107

-二、全站儀極坐標測量精度分析2、極坐標測量精度計算公式

三維坐標分量精度計算

2

m

2

m

m2

2 2

y

xz

z

my

S

y

S

S

點位精度計算

x

2

D

D

yz

x

D

2

2

mz

m2

222220Sx2 2 222mS

m

m

S

D

mP

二、全站儀極坐標測量精度分析2、極坐標測量精度計算公式 -

108

-二、全站儀極坐標測量精度分析3、極坐標測量精度理論估計

450mS

1mm

1ppm"m

m

0.5設(shè)：0

10邊長

S50m100m200mmx0.7mm0.8mm1.0mmmy0.7mm0.8mm1.0mmmz0.2mm0.3mm0.5mm點位精度1.0mm1.2mm1.5mm二、全站儀極坐標測量精度分析3、極坐標測量精度理論估計-

109

-二、全站儀極坐標測量精度分析全站儀極坐標測量精度檢測裝置俯視示意圖激光干涉儀DiDi+1i’i全站儀4、自動化全站儀極坐標實測精度統(tǒng)計（自動目標照準）

室內(nèi)30m雙頻激光干涉基線比測示意圖導軌

小車全站儀極坐標測量精度檢測裝置立面示意圖激光干涉儀全站儀二、全站儀極坐標測量精度分析全站儀極坐標測量精度檢測裝置俯視-

110

-二、全站儀極坐標測量精度分析4、自動化全站儀極坐標實測精度統(tǒng)計（自動目標照準）

室內(nèi)30m雙頻激光干涉基線比測部分結(jié)果m

P

0.15mmnTP序號激光mm全站儀m距離差mmENH20-20000.1522.711556.49465-0.232650.1021-21000.2823.688106.71125-0.232500.1522-22000.1124.663756.92780-0.23250-0.4423-23000.0425.640007.14440-0.232450.0624-24000.1426.616607.36105-0.232300.2425-25000.0827.592607.57750-0.23220-0.2326-26000.0728.568907.79430-0.232150.0927-27000.0929.545208.01075-0.23210-0.0228-28000.190430.521508.22725-0.23200-0.08二、全站儀極坐標測量精度分析4、自動化全站儀極坐標實測精度統(tǒng)-

111

-二、全站儀極坐標測量精度分析4、自動化全站儀極坐標實測精度統(tǒng)計（自動目標照準）

室外200m距離測微平臺比測部分結(jié)果JZ1JZ0XY變形點GD4JZ3北主壩軸線壩肩軸線JZ2二、全站儀極坐標測量精度分析4、自動化全站儀極坐標實測精度統(tǒng)-

112

-二、全站儀極坐標測量精度分析4、自動化全站儀極坐標實測精度統(tǒng)計（自動目標照準）

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″。二、全站儀極坐標測量精度分析4、自動化全站儀極坐標實測精度統(tǒng)-

113

-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

全站儀目標照準自動化

自動照準精度：1mm@200m

自動照準距離：1000m

自動照準分辨能力：具備特殊能力（就近照準法則、小視場、主

動目標）

自動照準目標類型：圓棱鏡、360°棱鏡、反射片

全站儀目標測量過程控制自動化

提供豐富的計算機控制指令，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-

114

-三、自動化監(jiān)測系統(tǒng)對全站儀要求1、全站儀的自動化型號NET05AXTS30測角精度0.5"0.5"測距精度棱鏡0.8mm+1ppm0.6mm+1ppm(精密模式)1.0mm+1ppm（標準模式）反射片0.5mm+1ppm1.0mm+1ppm無棱鏡1.0mm+1ppm2mm+2ppm軸系驅(qū)動馬達驅(qū)動速度60°/s180°/s目標自動照準測程棱鏡1000m1000m360°棱鏡600m800m精度棱鏡1.0mm@200m1.0mm@200m反射片1.0mm@50m——三、自動化監(jiān)測系統(tǒng)對全站儀要求型號NET05AXTS30測角-

115

-三、自動化監(jiān)測系統(tǒng)對全站儀要求1、全站儀的自動化

多棱鏡目標自動化識別技術(shù)一般的自動照準全站儀（非就近照準法則）（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1、全站儀的自動化一般的自動照-

116

-三、自動化監(jiān)測系統(tǒng)對全站儀要求2、可以自動化照準的合作目標—360°棱鏡

水平與垂直自動化照準精度匹配H=0° H=30°自動照準點隨著棱鏡的水平方向轉(zhuǎn)動，自動照準點上下會有偏差（可達±2.5mm）H=60°三、自動化監(jiān)測系統(tǒng)對全站儀要求2、可以自動化照準的合作目標—-

117

-三、自動化監(jiān)測系統(tǒng)對全站儀要求在水平方向上有2～3mm的變化棱鏡水平方向轉(zhuǎn)動，自動照準點左右會有誤差2、可以自動化照準的合作目標—360°棱鏡

水平與垂直自動化照準精度匹配自動照準點H=0°H=＋θH=－θ三、自動化監(jiān)測系統(tǒng)對全站儀要求在水平方向上有2～3mm的變化-

118

-三、自動化監(jiān)測系統(tǒng)對全站儀要求H=0°H=30°H=60°自動照準點新型360°棱鏡，即使改變棱鏡方向，自動照準點也幾乎不偏移2、可以自動化照準的合作目標—360°棱鏡

水平與垂直自動化照準精度匹配三、自動化監(jiān)測系統(tǒng)對全站儀要求H=0°H=30°H=60°自-

119

-三、自動化監(jiān)測系統(tǒng)對全站儀要求2、可以自動化照準的合作目標—360°棱鏡

水平與垂直自動化照準精度匹配-3-2-10123-60 -45 -30 -15 0 15 30棱鏡水平方向轉(zhuǎn)動角度

[deg]4560測定誤差

[mm]水平上下距離索佳360°棱鏡徠卡360°棱鏡-3-2-10123-60-45-30 -15 0棱鏡水平方向轉(zhuǎn)動角度15 30[deg]4560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2、可以自動化照準的合作目標—-

120

-三、自動化監(jiān)測系統(tǒng)對全站儀要求索佳3

6

0

°棱鏡-3-2-1012-60

-45

-30

-15

0

15

30棱鏡水平方向轉(zhuǎn)動角度

[deg]4560測定誤差

[mm]Trimble

3

6

0

°棱鏡-3-2-1012-60

-45

-30

-15

0

15

30棱鏡水平方向轉(zhuǎn)動角度

[deg]4560測定誤差[mm]水平上下距離2、可以自動化照準的合作目標—360°棱鏡

水平與垂直自動化照準精度匹配3水平上下距離3三、自動化監(jiān)測系統(tǒng)對全站儀要求索佳360°棱鏡-3-2-

121

-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)1、大氣折射對全站儀測量結(jié)果的影響-

122

-四、自動化監(jiān)測誤差處理技術(shù)2、極坐標三維監(jiān)測多重差分改正原理

利用基準點信息求差分改正數(shù)四、自動化監(jiān)測誤差處理技術(shù)-

123

-四、自動化監(jiān)測誤差處理技術(shù)2、極坐標三維監(jiān)測多重差分改正原理

大氣折射對測距影響的差分改正

全站儀在基準點設(shè)站，對另一基準點上的棱鏡測距，利用測距值d’

與基J準值d0之間的較差，求定大氣折射對測距影響的改正系數(shù)。Jd

'd

0d

'JJJd

如果同一時刻測得某變形點的斜距為d’P

，那么經(jīng)氣象差分改正后的真實斜距為：d

d

'

d

d

'P P P四、自動化監(jiān)測誤差處理技術(shù)2、極坐標三維監(jiān)測多重差分改正原理-

124

-四、自動化監(jiān)測誤差處理技術(shù)2、極坐標三維監(jiān)測多重差分改正原理

球氣差對垂直角（三角高程）影響的差分改正

全站儀在基準點設(shè)站，對另一基準點上的棱鏡觀測求得三角高差hJ，與兩基準點間的已知高差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：2d

cos2

h

hJc

J0h

P

dP

sin

c

dP

cos

ih

a

h22四、自動化監(jiān)測誤差處理技術(shù)2、極坐標三維監(jiān)測多重差分改正原理-

125

-四、自動化監(jiān)測誤差處理技術(shù)2、極坐標三維監(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，把基準點第一次測量的方位角作為基準方位角