徕卡TCA机载大坝变形监测软件的应用(测绘通报2007.8)
大坝变形监测技术研究及应用
大坝变形监测技术研究及应用大坝作为水利和能源工程的重要组成部分，其安全性和稳定性对于防洪、发电和供水具有重要意义。
然而，由于多种因素的影响，大坝可能存在变形和位移的问题，从而威胁到大坝的安全。
为了有效地监测和预测大坝的变形情况，大坝变形监测技术应运而生。
大坝变形监测技术是通过采集大坝表面或内部的变形数据，并进行分析和解读，以评估大坝的稳定性和安全性。
下面将介绍几种常见的大坝变形监测技术及其应用。
1. 高精度测量技术高精度测量技术主要包括全站仪、GNSS（全球导航卫星系统）测量等。
全站仪可以实现对大坝各个位置的坐标、高程和位移数据的实时测量，并能够监测到大坝的形变情况。
GNSS测量则通过接收卫星信号，并对其进行测量处理，可以提供大坝的绝对位置和位移信息。
2. 接触式和非接触式应变测量技术接触式应变测量技术一般使用应变计等传感器贴附在大坝结构上，通过测量传感器的应变变化来评估大坝的变形情况。
而非接触式应变测量技术则采用光纤传感器、激光散射测量等方式，可以在不接触大坝表面的情况下实时监测大坝的应变变化。
3. 遥感技术遥感技术主要利用卫星和航空遥感数据，通过对大坝周边地形、植被和土壤等进行监测和分析，得出大坝周围环境条件的变化情况，并通过数学模型进行预测和分析大坝的变形趋势。
4. 流体测量技术流体测量技术主要通过测量水流和水压力等参数来评估大坝的变形情况。
如针对水电站大坝，可以通过安装流速计和水位计等设备，实时监测水流的速度和水位的高度，从而预测大坝的水力压力和变形情况。
上述大坝变形监测技术在实际应用中有着广泛的需求和应用前景。
大坝变形监测技术可以有效地提高大坝的安全性和稳定性，为大坝工程的运行和维护提供科学依据和预警措施。
例如，在地震等自然灾害前，通过大坝变形监测技术可以实时获取大坝的变形数据，及时采取预警和安全措施，以最大程度地减少灾害的发生和损失。
此外，大坝变形监测技术还可以在大坝的建设和设计过程中发挥重要作用。
大坝变形监测技术在工程实践中的应用与验证
大坝变形监测技术在工程实践中的应用与验证大坝是重要的水利工程设施，增加了水资源的利用率，但也存在一定的安全隐患，尤其是大坝的变形问题。
为了及时发现和解决可能存在的变形问题，大坝变形监测技术在工程实践中得到了广泛的应用与验证。
一、大坝变形监测技术的分类大坝变形监测技术可以分为静态监测和动态监测两大类。
1. 静态监测静态监测主要通过测量大坝在不同时间点的位移，然后进行数据分析和处理，以判断大坝是否存在变形并评估变形的程度。
静态监测技术主要包括全站仪监测、GPS监测、InSAR监测等。
全站仪监测是一种常用的静态监测技术，通过安装全站仪在大坝周围的控制点上进行测量，可以准确获取大坝的变形信息。
GPS监测是利用GPS卫星系统进行变形监测的技术，可以提供更广泛的覆盖范围和更高的定位精度。
InSAR监测是利用合成孔径雷达干涉技术进行监测，可以实现大范围的地表形变监测。
2. 动态监测动态监测主要通过实时连续采集大坝的变形数据，以了解大坝的动态变化趋势。
动态监测技术主要包括振动传感器监测、声波监测、光纤传感器监测等。
振动传感器监测是常用的动态监测技术之一，通过安装振动传感器在大坝的关键部位上，实时采集振动信号，可以了解大坝的振动状态并预测潜在的变形。
声波监测可以通过监测大坝结构产生的声波信号，判断大坝的变形情况。
光纤传感器监测是一种利用光纤传感器进行变形监测的技术，具有高精度、长测距等优势。
二、大坝变形监测技术在工程实践中的应用1. 实时监测变形情况大坝变形监测技术可以实时连续地监测大坝的变形情况，及时发现潜在的安全隐患。
例如，在大坝上安装全站仪，可以实时获取大坝位移数据，通过对数据的分析和处理，可以及时发现大坝的变形趋势，保障大坝的稳定性和安全性。
2. 预测潜在的变形大坝变形监测技术可以通过分析大量的监测数据，预测潜在的变形情况。
例如，利用InSAR监测技术可以实现大范围的地表形变监测，通过对数据的分析，可以预测大坝的可能变形情况，为后续的维护工作提供依据。
TCA测量机器人在大坝变形监测中的应用
（ 福建 ［ 程学院 建筑与规划系 ， 福建 福州 ３０ ０ ） ５ ０７
摘
要 ： 年 来 我 国在 西 南地 区 ， 划建 设 了许 多大 型 的 水 利 枢 纽 工 程 ， 如 何 确 保 这 些 水 利 设 施 的 安 全运 营 ， 近 规 但
成 了目前研究的热门课题。大坝 变形监测是 大坝安全监测 系统的一个主要项 目。本 文以紫坪铺 大坝 变形监 测
第３ ３卷 第 ３期
２ １ 年 ６ 月 ００
测绘 与 空 间地 理信 息
ＧＥＯＭＡＴ Ｃ ＆ ＳＰ Ｉ ＮＦＯｌＭ Ａ ＯＮ ＩＳ ＡＴ ＡＬ ｌ ｔ Ｔｌ ＴＥＣＨＮＯＬ ｏＧＹ
Ｖｏ ． ３， ． １ ３ Ｎｏ ３
Ｊ ｎ ，２ １ ｕ ． ００
Ｔ Ａ 测 量 机 器 人 在 大 坝 变 形 监 测 中 的应 用 Ｃ
０ 引
言
１ 工程 概 述
紫 坪铺 水利 枢纽工 程是 我 国实施 西 部大 开发 的 十大
现 阶段 变形监 测网 的施 测方 法 主要有 ： 统 方法 、 传 测
量 机器人 方法和 Ｇ Ｓ方法。传统 方法 选用 测距 仪和 经 纬 Ｐ 仪 进行施 测 ， 多都是 人工 观测 和记 录 ， 大 对操作 人 员的技 能 和经验要 求相 当 高 ， 容易产 生人 为粗 差 ， 已跟 不上 现在 快节奏 、 低成 本的发展 趋 势 ； Ｐ Ｇ Ｓ具有 全 能性 、 全球 性 、 全 天候 、 连续 性 和实 时性 的特点 ， 传统测 绘技 术 的革命 性 是
Ｔｈ ｐ ｉａ ｉ ｎ ｏ ｅ Ａｐ ｌ ｔｏ ｆ ＴＣＡ ｕ ｖ ｙ Ｒｏ ｏ ｎ Ｄａ ｆ ｒ ａ ｉ ｎ Ｍ ｏ ｉｏ ｉ ｇ ｃ Ｓ ｒ ｅ ｂ ｔｉ ｍ Ｄｅ ｏ ｍ ｔ ｏ ｎ ｔ ｒｎ
各种徕卡监测解决方案功能、特点和对比v1
徕卡监测解决方案功能、特点和对比1.瑞士全站仪机载软件－Monitor1.1 产品特点：1.免费（仅对TCA2003）2.学习方便3.操作简单4.使用简单5.数据直接存储在PC卡上6.测量的数据没有经过检核7.数据格式是徕卡GSI格式，需要手动转换格式才能进行数据处理8.原始数据不能成表格展现9.没有直接配套的数据后处理软件1.2 适用范围：1.流动式监测2.简单的要求不高的监测2.上海软件中心软件－机载多测回测量＋后处理（ DAM）2.1 产品特点：1.操作简单2.易学易懂3.能设置测量数据限差4.数据超限时能提示重测5.限差设置灵活6.只需要学习一次7.自动测量8.测量得到的数据都是符合国家规范的合格的数据9.数据直接存储在PC卡上10.自动生成可打印表格11.适合流动方式测量12.测量数据后处理精度最高13.传统边角测量方法的全程自动化解决方案14.易于专业测量人员认同和使用，易于接受这个方法15.数据不能实时处理，不能实时出图表2.2 适用范围：1、流动式监测2、对实时监测要求不高或者不要求实时监测3、可以进行用于变形控制网的半自动观测、可以和传统的人工观测方式的数据记录格式完全兼容，可以实现多台TCA交会等高精度测量和监测应用3.徕卡GeoMoS系统3.1 TCA+GeoMoS单站版套装3.1.1 产品特点：1.多语言兼容多传感器的大地测量监测软件系统，具有中文界面；2.支持多用户进入的大型数据库SQL Server 2005 ；3.可以连接、控制和处理一台TCA自动全站仪，并可以按照用户要求扩展一个数字气象传感器对TCA测量进行自动实时气象改正。
4.强大的事件管理能力（超限、电力故障、盗窃）；5.测量区域的气象网络建模（气象模型）；6.精确管理复杂的测量流程；7.可使用电缆、无线数据链、调制解调器、GSM、LAN和WAN自动完成数据通讯的同步和分配；8.可以支持用户自定义变形限差控制并实时监控和报警；9.可以提供实时图表和过程曲线实时在线分析监测的数据；10.提供与其他用户系统的接口(ASCII、DGN、WMF、标准Excel格式)11.提供数据备份和存档功能；12.可以升级到提供和徕卡GPS Spider软件协同作业以平衡监测系统的负载和实现更加复杂强大的GPS后处理解算功能，实现分布式系统的整体构架。
大坝变形监测数据分析与应用研究
大坝变形监测数据分析与应用研究大坝作为重要的水利工程设施，其变形监测是保障大坝安全运行的重要手段。
本文将对大坝变形监测数据进行分析，并探讨其应用研究。
一、大坝变形监测数据分析1. 数据收集与处理大坝变形监测数据的收集可通过传感器、GNSS等设备实时获取。
收集到的数据需要经过预处理、去噪处理等，确保数据的准确性和可靠性。
同时，还需对数据进行分割，按照时间序列进行存储和管理，便于后续分析。
2. 变形监测数据分析指标大坝变形监测数据分析的关键是确定合适的指标，以反映大坝的变形情况。
常用的指标包括：- 位移变形指标：通过计算不同时间点的位移变化，反映大坝在水平、垂直、径向等方向上的位移情况。
- 倾斜变形指标：通过倾斜仪等设备测量大坝的倾斜情况，确定大坝的倾斜变形程度。
- 应力变形指标：通过测量大坝材料的应力变化，反映大坝在承受水压等作用下的变形情况。
3. 变形监测数据分析方法在大坝变形监测数据分析中，常用的方法包括：- 统计分析：通过对变形监测数据进行统计分析，得出变形的概率分布、均值、方差等指标。
- 趋势分析：采用回归分析等方法，分析数据的变化趋势，判断大坝是否存在长期变形。
- 关联分析：将大坝变形监测数据与其他因素进行关联分析，如研究水位、地震活动等与大坝变形的相关性。
二、大坝变形监测数据的应用研究1. 大坝安全预警与风险评估通过对大坝变形监测数据的分析，可以对大坝的安全状况进行预警和评估。
当监测数据显示大坝变形超过安全阈值时，可以及时采取措施，防范大坝安全风险。
同时，结合地质、工程等因素，评估大坝的整体风险，为大坝的维护与管理提供决策依据。
2. 大坝结构优化设计通过大坝变形监测数据的分析，可以了解大坝的变形模式和特点，为大坝的结构优化设计提供依据。
通过合理的结构调整，减少大坝的变形，提高工程的可靠性和稳定性。
3. 预测大坝的寿命与维护计划通过对大坝变形监测数据的长期分析，可以预测大坝的剩余寿命，并制定相应的维护计划。
徕卡TCA自动监测多测回测角技术在高程测量中的应用研究
目前在高程测量中首选水准测量，根据工程需要来确定水准测量等级。
近年随着科学技术发展和测量设备仪器的更新换代，在使用三角高程测量方法进行高程测量时，全站仪尤其是高精度全站仪的测量结果精度也逐渐可满足工程测量的需要。
与传统水准测量方法相比，全站仪三角高程测量优势明显，其测量效率高、应用灵活，且根据已有实践结果表明，其三角高程测量的精度可达到三四等水准测量水平，在某些情况下甚至可达到二等精密水准测量的精度。
在进行高精度全站仪三角高程测量的同时，彳来卡TCA自动监测多测回测角技术自带的自动监测功能可更快速高效地完成高程数据的采集，使用配套的处理软件对采集的数据进行处理，减少了传统水准测量的手工记录步骤，一次性完成整体数据的处理工作，生成的数据文件包括Exce1文件，可直观明了地得到所有点位的高程数据并可自动生成曲线图，还能对各期同样点位的高程数据进行对比分析，实现内外作业高程数据采集的数字化、自动化。
1、三角高程测量的原理三角高程测量采用全站仪（附加棱镜）测量高程，是根据两点间的竖直角和距离，应用三角公式计算两点的高差（图1）。
2、裸卡TCA自动监测多测回测角技术彳来卡TCA机载自动监测软件是多测回测角软件。
该软件是建立高等级三角网、导线(网)及大型建筑物和构筑物变形监测网时的主要观测手段。
该软件精度高、测回数多、观测目标多，其特点如下。
(1)观测过程规范，操作简单。
各项限差的设置完全依据现行测量规范；软件操作流程符合操作习惯。
(2)既可选择现行规范中的限差，也可根据需要自定义设置各项限差。
(3)初始测量完成后可自动照准，自动测距、测角，实时检查并显示各项误差，若超限可自动报警或处理。
(4)观测数据可通过该机载软件导出为内部数据交换格式，相配套的后处理软件可自动生成与国家标准方向观测记录手簿一致；数据平差分析程序可进行变形数据平差分析处理、生成变化趋势图并进行变形预报分析。
国家会议中心二期工程中使用的全站仪测距精度为0.6+1ppm,测角精度为0.5"取测量距离0=200m代入,则∕n d=0.8mm,m a=0.5w,角度根据现场实际情况为115。
大坝变形监测数据处理方法研究及应用
大坝变形监测数据处理方法研究及应用1. 引言大坝是重要的水利工程设施，其安全性至关重要。
为了确保大坝的稳定性和安全性，监测大坝的变形情况是必不可少的。
大坝变形监测数据的准确处理和分析可以提供对大坝结构变形和安全状况的准确评估，为大坝维护和管理决策提供依据。
2. 大坝变形监测数据处理方法2.1 大坝变形监测数据采集大坝变形监测数据采集通常通过传感器、变形仪和测量仪器进行，如应变计、位移计、水净仪等。
这些设备可以采集大坝各个部位的变形数据，包括张力、压力、位移等。
2.2 数据预处理在对大坝变形监测数据进行处理之前，需要进行数据的预处理。
这一步通常包括数据清洗、数据校正和数据降噪等。
数据清洗可以去除异常值和无效数据，数据校正可校准传感器的误差，数据降噪可以去除噪声干扰。
2.3 数据分析与建模数据分析是大坝变形监测数据处理的核心环节，包括数据的统计分析、趋势分析和变形分析等。
统计分析可以得出变形数据的平均值、方差和相关性等参数。
趋势分析可以研究变形数据的长期趋势和周期性变化，以及可能存在的异常情况。
变形分析可以利用数学模型建立与大坝结构变形相关的模型，并通过数据拟合和数据验证来评估模型的准确性。
3. 大坝变形监测数据处理方法的应用3.1 大坝安全评估大坝变形监测数据处理方法可以为大坝的安全评估提供依据。
通过对变形数据的分析和建模，可以得出大坝结构的变形情况以及可能存在的安全隐患。
这样的评估结果可以帮助决策者制定相应的维护和管理策略，及时采取措施确保大坝的稳定和安全。
3.2 大坝维护与管理利用大坝变形监测数据处理方法，可以实现对大坝的健康监测和维护管理。
通过定期监测大坝的变形情况，可以及时发现异常情况并采取相应的维修和保养措施。
这样可以延长大坝的使用寿命，提高水利工程设施的效益。
3.3 大坝设计与建造大坝变形监测数据处理方法也可以应用于大坝设计和建造过程中。
通过对变形数据的模拟和仿真分析，可以得到关于大坝结构变形的预测结果。
徕卡新一代GeoMoS自动监测系统在水库大坝外部变形监测系统中的应用
徕卡新技术应用专栏徕卡新一代G eoMoS 自动监测系统在水库大坝外部变形监测系统中的应用徕卡测量系统贸易(北京)有限公司结构监测业务经理 尤相骏 近年来,随着我国经济建设的飞速发展和基础设施的不断完善,诸多大型结构建筑物的施工和运营监测也被越来越多地提到工程质量保障和运营安全的重要性上来。
徕卡测量系统以其多年在大型结构建筑物变形监测方面领先的测量技术和丰富工程经验积累的基础上,综合运用了新一代测量技术、GPS 参考站技术、多传感器技术、数据库技术、自动化控制和通讯技术,突破其前身APS Win 以往的技术局限,推出了新一代的全自动结构监测系统平台———G eoMoS 自动监测系统。
G eoMoS 监测系统已经在原有APS Win 客户系统上升级,并在一些新兴的国家大型重点工程,如黄河小浪底水利枢纽工程大坝、浙江青山水库大坝、新疆三屯河水库大坝等外部变形自动监测系统中发挥了重要作用,受到了用户们的广泛好评。
一、徕卡新一代G eoMoS 自动监测系统解决方案 徕卡新一代全自动监测系统G eoMoS ,通过十几年来对极坐标自动测量系统(APS Win )在监测工程中经验的积累和在GPS 最新R T K 技术、GPS 参考站技术、现代大型数据库技术、通讯技术和多种传感器技术等方面的扩展和升级,现已发展成为一个集GPS 、TPS 、倾斜传感器、各种气象和地质传感器等多种传感器于一体,可以实现计算机远程控制和配置,具备自动报警和消息发送功能,可以按照既定程序进行自动应急处理,和实时可视化、数字化分析结果的24小时不间断运行的现代化综合监测系统。
其独到的测量区域气象网络模型和复杂测量流程的精确管理,更是徕卡测量多年来在各重大变形监测项目中经验积累的集中体现。
徕卡G eoMoS 最新的V1.6版本更是将目前最前沿的中心化R T K 概念基础上的GPS 参考站技术有机地运用到整个监测系统中,实现了GPS 、TPS 监测站和GPS 参考站协同作业和管理的新一代监测模式,并在我国一些大型的水利水电工程的应用中取得了显著的成效。
大坝变形监测技术与数据分析
大坝变形监测技术与数据分析大坝是水力工程中重要的建筑物，用于蓄水、防洪和发电等目的。
然而，由于长期受到水压和土体的作用，大坝可能会发生变形，导致其结构稳定性和安全性受到威胁。
因此，大坝变形监测技术和数据分析在保障大坝的安全运行方面起到了至关重要的作用。
一、大坝变形监测技术1. GPS技术：GPS（全球定位系统）是一种通过卫星定位测量的技术，可用于测量大坝的位移变形。
通过安装在大坝上的GPS接收器，可以精确测量大坝的坐标变化，并实时监测其变形情况。
通过GPS技术，可以及时发现大坝的变形趋势，为进一步的分析和预测提供数据支持。
2. 建筑物振动监测技术：震动传感器和振动检测设备可用于监测大坝的振动情况。
通过安装在大坝上的传感器，可以实时测量大坝的振动频率、振幅和振动模态等参数，从而判断大坝的结构变形情况。
这些数据可以帮助工程师监测大坝的状况，并进行相应的结构分析和评估。
3. 应变监测技术：应变测量传感器可用于测量大坝结构的应变情况。
通过在大坝表面安装应变测量设备，可以获取到大坝不同部位的变形情况。
这些数据对于分析大坝的结构稳定性和安全性非常重要，可以帮助工程师判断大坝是否存在变形问题，并采取相应的措施进行修复。
二、大坝变形数据分析1. 数据处理与分析：收集到的大坝变形数据需要进行处理和分析。
首先，需要对原始数据进行筛选和去噪，排除异常值和干扰因素。
然后，将数据进行整理和归类，建立适当的数据库。
接下来，可以利用统计学和数据分析方法来分析大坝的变形趋势、变形速率等参数，以及变形与其他因素的关系，如降雨量、温度等。
2. 变形预警与预测：通过对大坝变形数据的分析，可以建立变形的预警模型。
根据大坝的历史数据和相关参数，可以进行变形预测，及时发现潜在的变形趋势，并采取必要的措施进行修复和加固。
预测模型的准确性将直接影响到大坝的安全性和可靠性。
3. 结构健康评估：通过大坝变形数据的分析，可以对大坝进行结构健康评估。
大坝变形监测技术与算法优化分析
大坝变形监测技术与算法优化分析大坝作为重要的水利工程设施，其正常运行对于水资源的有效利用和安全性至关重要。
因此，对于大坝的变形监测及其算法优化分析具有重要的意义。
本文将从大坝变形监测技术和算法优化两个方面进行详细分析。
一、大坝变形监测技术1. 传统监测技术传统的大坝变形监测技术主要包括测量仪器、物理传感器和光学测量等。
这些技术具有一定的局限性，如费用高、数据采集周期长、监测范围有限等。
2. 激光测距技术激光测距技术采用激光束通过测量大坝上的反射点与仪器之间的距离，从而实现对大坝变形的监测。
该技术具有快速、高精度和长测距等特点，但受到可视范围和大气参数等因素的影响。
3. 微波干涉技术微波干涉技术是利用微波信号与被测介质间的干涉现象，通过测量波长变化来实现对大坝变形的监测。
该技术具有非接触、高精度和全天候等特点，但对环境的干扰敏感较强。
4. 卫星遥感技术卫星遥感技术利用卫星搭载的遥感设备对大坝进行监测，可以获取大面积、高空间分辨率的信息。
这种技术具有全球范围监测、周期性更新和实时性较强等特点，适用于长时间、远距离的大坝变形监测。
二、算法优化分析1. 数据处理算法对于采集到的大坝变形数据，需要进行数据处理以提取有用的变形信息。
常用的算法包括小波变换、滑动平均和突变点检测等。
通过对数据进行滤波、降噪和分析，能够准确地反映大坝的变形情况。
2. 基于传感器数据的模型优化根据传感器采集到的数据，可以建立数学模型来描述大坝的变形情况。
基于传感器数据的模型优化算法可以通过对模型参数进行优化，使模型更准确地反映大坝的实际变形情况。
3. 机器学习算法机器学习算法可以通过对大量变形监测数据进行训练和学习，自动识别和分析大坝的变形特征。
常用的机器学习算法包括支持向量机、决策树和神经网络等。
通过对监测数据进行分类、预测和异常检测，可以实现对大坝变形的精确监测和预警。
4. 算法集成与优化目前的监测技术和算法仍然存在一些局限性和缺陷，如数据处理时噪声干扰、模型建立过程中参数选择困难等。
水库变形监测的测绘技术应用
水库变形监测的测绘技术应用近年来，随着全球气候变化的加剧，水资源管理变得越来越重要。
尤其是对于水库的监测和管理，更是需要精确的数据支持。
而测绘技术作为一种应用广泛且成熟的技术，可以为水库变形监测提供有效的解决方案。
本文将探讨水库变形监测的测绘技术应用。
一、激光雷达技术在水库变形监测中的应用激光雷达技术是一种利用激光束进行快速、高精度测量的技术。
在水库变形监测中，激光雷达可以通过对水库周边地面的纵向和横向位移进行测量，实现对水库变形的监测。
同时，激光雷达还可以通过建立高精度数字地形模型，提供水库地形的详细信息，为水库变形的分析提供更多的数据支持。
二、卫星遥感技术在水库变形监测中的应用卫星遥感技术是一种利用卫星进行地面观测的技术。
在水库变形监测中，卫星遥感技术可以通过对水库周边地表的监测，获取大范围内的变形数据。
通过分析卫星图像中的地表位移信息，可以了解水库的整体变形情况。
同时，卫星遥感技术还可以通过获取水库周边地表的高程数据，提供水库变形监测中所需的地形信息。
三、全站仪技术在水库变形监测中的应用全站仪技术是一种利用电子测距仪和自动水平仪进行三维测量的技术。
在水库变形监测中，全站仪可以通过对水库周边地点的测量，获得水平和垂直方向上的位移数据。
通过多次测量，并将测量结果进行比对和分析，可以监测水库的变形情况。
同时，全站仪还可以通过测量水库周边的地面控制点，提供地表位移数据，为水库变形的分析提供更多的依据。
四、无人机航测技术在水库变形监测中的应用无人机航测技术是一种利用无人机进行航空摄影测量的技术。
在水库变形监测中，无人机可以通过航拍水库周边的地表，获取高分辨率的图像数据。
通过对图像进行处理和分析，可以提取水库周边地表的位移信息，从而实现水库变形的监测。
同时，无人机航测技术还可以提供水库周边地表的三维模型，为水库变形分析提供更全面的数据支持。
五、综合应用测绘技术实现水库变形监测水库变形监测的测绘技术不仅可以单独应用，更可以进行综合应用。
徕卡TCA操作说明培训
▪ 按键说明：
RETRY（F1） 重新进行测定；
NO（F3）
不更改原来的测定值；
YES（F5）
பைடு நூலகம்
用新值代替原值并保存；
如果测定的指标差大于54′，需进行重新测定。首先检查仪器是否正确的整平，或 是否稳定，如果仍然超限，请与当地徕卡服务处联系。
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徕卡TCA操作说明培训
3、全站仪检校
水平视准差（c）
▪ 水平视准差（c）是视线与水平轴不正交产生的误差，在仪 器出厂前，水平视准差已被调整为零。
Compensator ON/OFF, Hz-corrections ON/OFF, Instr.setup ：Stability check Compensator： ON Hz-corr. ： ON
OFF
Instr.setup 选择No check 补偿器在 工作范围内不作任何检查，选择 stability check作稳定性检查，检查 补偿器是否工作，并且达到仪器规 定的精度才允许记录测量值。 Compensator on/off 补偿器开关 ON为开 Hz-corr 水平角改正开关ON为开
MAIN MENU：PROGRAMS 1.自由设站 2.定向&高程传递 3.后方交会 4.放样 5.联测距离 6.监测
EXTRA CAL CONF DATA SETUP MEAS 工具 检校 配置 数据 设站 测量
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徕卡TCA操作说明培训
1、中英文菜单对比
.aF 功能键 快速调整常用功能 …
aF…\ ADDIT. FUNCTIONS 1 User template & files 2 EDM measuring program 3 Compensator/Hz-corrections 4 EDM Test<signal/Frequency> 5 Beep / Hz-sector 6 V-Angle display 7 Power off, Sleep 8 Accessories
基于徕卡TM系列全站仪在变形监测中的应用与探讨
第47卷2019年第1期广州建筑 GUANGZHOU ARCHITECTURE Vol.47 No.l, 2019基于彳来卡TM 系列全站仪在变形监测 中的应用与探讨★周恩海(广州建设工程质量安全检测中心有限公司，广州510440)摘要：传统变形监测中，水平竖向位移观测费时费力，精度难于保证。
通过秣卡TM 系列测量机器人“后方交会设站+多测回测角”程序，完成水平竖向位移观测，大大提高观测效率，观测效果更佳。
本文以某深基坑工程为例，采用探卡TM 系列测量机器人观测基坑水平竖向位移。
“后方交会设站”在每次观测前重新交会解算设站坐标，消除设站点变形影响；“多测回测角”在完成设站后，即可调用进行自动观测，大大减少观测人员观测工作，减少观测时间，提高观测效率。
关键词：水平竖向位移；后方交会设站；多测回测角；ATR 自动照准；最小二乘Application and Discussion of Leica TM Series Total Station in Deformation MonitoringZHOU En-hai(Guangzhou Testing Centre of Construction Quality and Safety Co.,Ltd., Guangzhou 510440)Abstract ： In traditional deformation monitoring, horizontal vertical displacement observation is time -consumingand laborious, besides the accuracy can' t be guaranteed. Through theprogramembed inLeicaTM series measuringrobot which called " Resection station setup + Multi-observation Set and Angle" , the horizontal vertical displace -ment observation is completed, which greatly improves the observation efficiency and improves the observation ef fect.In the paper, taking a deep foundation pit project as an example, the LeicaTM series measuring robot is used tomeasure the horizontal vertical displacement of the foundation pit. The " Resection stationsetup" will calculate thestation coordinates before each observation in this way to eliminating the influence of site deformation.After thecompletion of the station setup, the " Multi-observation Set and Angle** can be called to perform automatic obser vation, which greatly reduces the observation work of the observers, reduces the observation time and improves the observation efficiency.Key words : horizontal vertical displacement ； resection automatic sighting ； least squares0引言随着城市化建设的快速发展，为更好地利用土地资源，优化城市环境，城市建设越来越注重 地下空间的发展。
高精度自动变形监测系统技术
高精度自动变形监测系统技术在大坝外观上的应用徕卡测量系统有限公司徕卡成都服务中心二零零二年七月前言测量机器人——大坝外观的新手段早期变形监测大多采用T3经纬仪来建立一个变形监测网。
用这种方法，大量的工作是测角。
对于不是从事专业测量的人员来讲，不能不说是一个费事费力，而又经常出现种种问题，让人头疼的一件事。
随着测绘科技的发展，出现了既能测角，同时又能测距的全站仪。
因而现在不少监测网是边角网，即既测角又同时测边的监测网。
而对变观点的观测，则相应地从单纯的角度前方交会，发展到边角前方交会。
这是一种长足的进步。
它增加了观测值的数量，形成了更多的多余观测值，提高了成果的精度。
表现在各观测点的坐标值离散性变小，趋势更为一致。
但是，就是用全新的全站仪来进行边角网的观测，对于非测量专业人员来讲仍然是相当费事费力的工作。
稍不留意，则会出现限差超差的问题。
只有让部分观测数据作废，或者从头做起。
当费尽心力，取得了合格的观测数据后，又面临着十分繁复的外业数据的测站平差，投影改正，各种闭合差的计算与配赋；随之而来的则是更为复杂的间接平差与坐标计算，精度评估，变形分析，趋势预测等等。
当取得最终成果时，往往是在现场观测结束后的数天或数十天后了，这些工作对于测绘专业人员也是十分复杂而细致的工作，对于其他专业人员更是难上加难。
难道传统的外观就无法获得新生吗？难道现代科技就束手无策了吗？测量机器人——能学习、会判断、自动识别目标、自动照准目标、自动跟踪目标的新一代全站仪一登上舞台，就对传统的观测模式发出了严峻的挑战。
它不论白天黑夜，不论荒山野岭，只要供给它充足的能量和智慧的工作模式，就可以数年如一日般按人们的意志完成枯燥乏味的测量工作；把每时每刻的观测数据传送到我们需要对它进行处理的地方。
这些观测数据再按我们事先编制的流程和数学模型准确地以各种图、表，再现我们关心的各形变点的各种变化数量和趋势。
这种美好的前景已不是天方夜谈，而是实实在在可以办到的现实了。
浅谈水库大坝监测中徕卡机器人的应用
浅谈水库大坝监测中徕卡机器人的应用近年來，我国科学技术不断发展，机器人也逐渐走入到工程建设中，随着人们生活水平的提高，我国越来越重视基础设施的施工建设，基础工程的设施也越来越先进、越来越完善。
在许多工程项目中其施工建设与工作运行监测也越来越受到重视，在我国水库大坝的工程项目中其建设施工与运行监测严重影响着水库大坝的质量与工作运行安全，徕卡机器人凭借先进的科学技术和丰富的测量经验被广泛地应用在水库大坝的监测工作中，徕卡机器人摒弃了传统监测技术的限制，在大坝监测工作中使用了大量的先进测量技术，为我国水电行业的发展做出了自己的贡献。
1 徕卡机器人监测技术简述20世纪初，在测量界诞生了引起轰动的光学经纬仪T3。
在以后相当长的时间内，徕卡机器人监测系统有着高品质与高精度高的特征，并且研制出来了更加精准的测量仪。
目前，徕卡TM30精密监测机器人全面替代已经“光荣退休”的TCA1800、TCA2003综合性能并超越其50%，适用于现在及未来的各行各业的监测项目。
徕卡TM30测量仪器的精度非常高，速度也非常快，有着自动化的设计，可以保证该测量仪连续不断的工作运行下去，就算是被监测的事物有着非常细小的变化也能够发现。
徕卡TM30测量仪具备多种先进的科学技术，例如小视场、数字影像采集等，有了这些先进的技术徕卡TM30监测仪所能监测到的范围就大大增加了，可以适用于各种类型的水库大坝监测。
徕卡TM30监测仪自身所具备的一些优点可以连续不断的一年，每天24小时的不间断自动化监测，且确保所采集数据的高质量和高可靠性，即使在无人值守的恶劣环境，也无所畏惧。
2 水库大坝监测的重要性水是生命之源，离开水是无法生存下去的，在污染如此严重的现在，如何充分利用水资源，改造水环境是非常重要的。
利用水资源其中重要的一项就是修建水库，水库可以蓄水，不仅仅可以调节水量，也可以进行水利发电，还可以对周围的农田进行灌溉，防水防涝，也可以养鱼等，使得水资源得以充分的利用。
大坝变形监测系统的设计与应用
大坝变形监测系统的设计与应用一、引言随着大坝建设的不断推进，大坝的安全性和稳定性越来越受到人们的关注。
大坝变形是一个重要的监测指标，因为它能够反映大坝的稳定性和安全情况。
本文将介绍大坝变形监测系统的设计与应用。
二、系统设计1. 系统结构大坝变形监测系统主要包括传感器、数据采集设备、数据传输设备和数据处理与显示设备。
2. 传感器选择在大坝变形监测系统中，常用的传感器有测斜仪、应变计和水准仪。
测斜仪用于测量大坝的倾角变化，应变计用于测量大坝的应力变化，水准仪用于测量大坝的高程变化。
3. 数据采集设备数据采集设备的主要作用是将传感器采集到的数据进行处理和存储。
根据实际需求，可以选择单片机、嵌入式系统或者计算机作为数据采集设备。
4. 数据传输设备数据传输设备用于将数据从数据采集设备传输到数据处理与显示设备。
常用的数据传输方式有有线传输和无线传输两种。
有线传输通常使用以太网、RS485等协议，无线传输可以选择蓝牙、Wi-Fi、GPRS等协议。
5. 数据处理与显示设备数据处理与显示设备主要用于存储、处理和展示监测数据。
可以使用计算机、云服务器或者移动终端等设备进行数据处理与显示。
三、系统应用大坝变形监测系统在实际应用中具有重要意义，主要体现在以下几个方面：1. 大坝安全性评估通过对大坝变形的监测，可以了解大坝在不同时间段的变形情况，进而对其安全性进行评估。
一旦发现大坝变形超过安全范围，及时采取措施进行修复，以确保大坝的安全稳定运行。
2. 施工监控在大坝建设过程中，变形监测系统可以实时监测施工过程中的变形情况，及时发现并处理施工中的问题，减少施工风险，保证施工的顺利进行。
3. 运行监测大坝建成后，随着时间的推移，可能会出现一些隐患，如渗漏、沉降等问题。
通过大坝变形监测系统，可以对大坝的运行情况进行实时监测，及时发现问题并进行预防性维修，延长大坝的使用寿命。
4. 灾害预警大坝作为重要的防洪设施，其灾害风险十分重大。
徕卡测 量系统软体与方案通讯
徠卡TCA大壩自動化監測系統系統的基本組成目前，水電系統對大壩安全監測的要求越來越高。
經過多年的實踐，徠卡高精度TCA系列全站儀用于大壩外觀形變監測已逐漸被國內廣大用戶所認識。
徠卡TCA大壩自動監測系統就是採用徠卡TCA2003，TCA1201或TCA1800全站儀和配套的硬軟體實現對大壩形變的自動監測，它不僅便捷、準確，而且減少了道統意義上形變觀測中的人為觀測誤差及資料整編分析中的可能造成的數據差錯。
下圖即為該系統的基本組成︰為實現監測的自動化，工作原點站通常設計為永久型透視站房，同時設置兩個以上校核點以校核工作原點。
安裝于原點站的TCA1201/ TCA1800/ 2003全站儀與監測系統機房建立通訊聯繫，由機房控制全站儀對校核點和大壩變形點按一定的順序進行逐點掃描、記錄、計算及自校，並將測量結果發送至機房入庫存儲或並進行整編分析。
工作原點的選擇與測量根據現場條件，選擇自動監測系統的工作原點站。
該站需有建在基岩基礎上儀器墩，用于安置徠卡TCA全站儀。
考慮到儀器防護、保溫、避雷等需要，並保證有較好的通視條件，需將全站儀放置在專門設計、建造的觀測房內。
為了準確地確定該原點的坐標，並考慮到變形監測的特殊性，通常利用兩個以上校核點進行實時校準。
浙江靑山水庫觀測房安徽港口灣觀測房校核點的建立與意義實際上，設立校核點的目的是與工作原點構成大壩監測的控制網，作為整個監測的基礎。
在有些情況下，為了便于變形觀測，工作原點站常常設在變形區。
這樣，設立校核點就顯得尤為重要。
通常，兩個以上的校核點也建在基岩基礎上，每個校核點配有一套對準工作原點站的反射單棱鏡。
為了減弱壩區大氣改正誤差對變形監測精度的影響，在實際工作中採用距離差分改正的方法。
設立校核點的另一個重要作用就是用于計算距離差分改正數。
變形點根據實際情況，在大壩壩體上（通常包括上游壩面、下游壩面和溢洪道等）選定若干變形監測點，每個變形監測點上安置設有對準監測原點站的反射單棱鏡，並進行適當的保護。
徕卡 TCA测量系统 说明书
徕卡测量系统TCA机载自动监测软件——大坝变形监测&滑坡变形监测概述与一般测量工作相比，变形监测具有观测目标多、测回数多、精度要求高等显著特点，所以，性能卓越、质量稳定的徕卡TCA系列全站仪成为变形监测的首选仪器，配以专用的机载软件，就可以进一步发挥和利用TCA全站仪的功能。
功能模块限差设置：可实现各项限差的设置（包括读数差、归零差、2C 互差、测回互差等（、实时检查与超限自动处理，能完全特点操作简单：正常情况下，无论有多少个方向、多少个测回，用户只需按一次键即可完成所有项目的观测；限差设置灵活：可以根据具体需要自定义各项限差，自动默认上次设置的限差值，通常无需修改；只需学习一次：对于同一个测站，只需在第一次观测时进行学习测量，以后观测时直接调用该测站的学习结果；全自动观测：完成各项设置后，仪器可自动照准各目标点，自动测距、测角，并实时检查各项误差，超限后自动处理。
能完全避免因外业观测数据不合格造成的复测和人为造假；后处理完善、规范：与之相配套的后处理软件可以自动生成与国家标准方向观测记录手薄完全一致的报表等功能。
各期原始观测数据采用SQL Server数据库进行管理，安全可靠，用户可以方便的查询、比较各期观测数据，并进一步进行被监测点的变形趋势预报。
适用仪器TCA1800/2003全站仪。
安装方式通过Leica Survey Office 安装到仪器。
滑坡变形监测：滑坡监测为掌握边坡岩石移动状况，发现边坡破坏预兆，对边坡位移的速度、方向等进行的监测，边坡监测的目的是对可能发生滑坡的危险边坡进行观测，查明滑动性质、滑体规模和准确预报滑坡等以确保生产安全，避免灾难性事故的发生。
大坝变形监测：变形监测是大坝安全监测中的主要项目，通过对坝体埋设的大量传感器进行准确测量，便可掌握大坝的状态，保证大坝的安全运行。
避免因外业观测数据不合格造成的复测和人为造假。
自动测量：同一测站，经过第一次学习测量后，仪器可自动照准各目标点，自动测距、测角，并实时检查各项误差，超限后自动处理。
徕卡TCA全站仪及应用
随时增加、减少、改变监测点位，而且监 测点数不受限制
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徕卡TCA 机载大坝变形监测软件的应用
濮久武
（浙江乌溪江水力发电厂，浙江 衢州 324000）
1 概述
变形监测是反映大坝安全状态的三大物理量之一。
由于变形监测能较直观地反映大坝性态的运行情况，常常被视为大坝安全监测的重点观测项目。
变形监测工作在及早发现问题，防止大坝失事，减轻灾害损失方面已经取得了十分显著的成效。
变形监测包括水平、垂直位移以及由其组成的坝体挠度、倾斜等监测。
大坝的水平位移观测常采用视准线法、交会法等，早期的测角交会法观测由于受到测角精度的影响，已无法达到理想的效果。
随着高精度全站仪的发展及应用，采用测边、测角的交会观测己完全突破了传统测量观念上的障碍，边角交会法观测无论从测点布设以及观测工作量来说都有其独特的优势。
全站仪采用边角交会法及三角高程法进行三维坐标观测，能同时观测测点的三维坐标，从而得到水平、垂直位移量。
只要采用合适的仪器及合理的观测方法，可取代常规水平位移（如准直线法、交会法等）及垂直位移（如几何水准法、静力水准法等）的观测，不失为一种灵活方便、高效经济的观测手段，对大坝等建筑物的变形观测能收到事半功倍之效，有其广泛的应用前景。
但采用全站仪人工现场观测，由于观测目标多、测回数多、精度要求高等特点，观测工作费时费力，作业效率难以提高，由此影响了全站仪在工程变形监测领域的应用前景。
针对此问题，徕卡测量上海软件中心从市场需求角度出发，设计开发了基于徕卡TCA1000系列全站仪的大坝变形监测自动监测软件，从而拓展了全站仪的功能，大大提高了观测质量和工作效率。
2 TCA 机载大坝变形监测软件的现场操作
该软件由四个模块组成：配置；学习测量；查看目标点；自动测量等。
如图1 所示：
图1 软件操作流程
1）配置模块
用来设置测站名、各项限差及总的测回数，每次观测前必须进行正确的设置，其中各项的默认值为最近使用的配置，通常情况下，用户只需修改测站名或直接确认就可以了。
2）学习测量模块
用来设置待观测的目标点信息及观测周期号。
对于同一个测站，只需在第一次观测时进行学习测量，学习结果自动保存在PC卡，自动观测时程序自动调用该结果。
3）查看目标点模块
查看学习测量模块中设置的各目标点信息。
4）自动观测模块
该模块为全自动大坝变形监测软件的核心模块，用来实现水平角、垂直角、距离的自动观测，各项误差的自动判断和处理。
概略瞄准第一个目标点，按START按钮开始自动观测，超限后自动处理，无须人工干预。
3 TCA机载大坝变形监测软件的内业处理
该软件适用于进行不同精度等级的全自动现场水平角、垂直角、距离的观测，可实现各项限差的设置(包括二次照准差、归零差、2C互差、同一方向值测回间较差等)、自动照准、自动测角、测距、实时检查各项限差（如超限则自动重测），能完全避免因外业观测数据不合格造成的复测和人为造假。
观测数据自动存为二进制文件，杜绝了操作人员编辑数据的可能，确保了观测数据的真实性。
内业处理工作中，只需将全站仪与计算机连接进行通讯，启动报表输出软件输入有关的信息（如气象条件、操作人员信息、作业项目名称等）即可。
报表输出软件可以自动生成与国家标准完全一致(包括格式、线条、颜色等)的水平方向观测记录、垂直角观测记录、电磁波测距记录等各种类型（包括Excel）报表。
软件还具有数据备份、数据还原等功能。
4 应用实例
浙江华光潭砼双曲拱坝位于浙江省临安市，最大坝高约103.85米，坝顶弧长约232米，坝顶共设12个水平位移测点，大坝两岸山体基岩分别设置一个水平位移工作基点A、B，采用边角前方交会法监测坝顶各位移测点的水平位移，自2007年1月开始正式使用徕卡TCA机载大坝变形监测软件进行监测。
如图2所示：
图2 平面变形监测网
在两个工作基点A、B上分别安置徕卡TCA1800全站仪，每个测站上分两组采用全圆方向观测法进行观测（包括水平方向、垂直角及平距），每组6个测回、8个方向（含归零方向）。
同一组观测目标中：最大天顶距126°32′，最小天顶距96°14′，垂直角相差为30°18′；最大边长182 m，最小边长22 m，边长比达1：8.11。
表1为本工程边角交会现场观测限差，这些限值均优于国家相应规范的要求。
其中2C互差的设置考虑到各方向垂直角较差较大的原因。
表1 现场观测限差
5 使用效果及质量评定
本工程通过2007年1月~7月的16期共64个测站（在一个工作基点上分二组进行）的水平方向、垂直角及斜距同时观测。
结果表明采用该变形监测软件，在观测速度上略高于一般观测人员的速度，在本工程中，每组6个测回、8个方向（含归零方向）顺利的情况下约25~30分钟完成。
表2为本工程2006年1月~7月的人工观测（采用A TR照准目标）与2007年1月~7月该变形监测软件观测的各16期64个测站的水平方向测站平差数据，其中人工观测（采用A TR照准）6测回水平方向观测值偶然中误差为0.2795″、监测软件观测为0.2790″。
表2数据表明在观测精度上相当与技术娴熟的人工观测。
图2为本工程8#（拱冠）坝段坝顶径向（半径方向）水平位移过程线，图中分别绘制了该坝段坝顶垂线观测法及边角交会观测法的过程线。
因垂线法观测的基准值为2005年8月底观测，而边角交会法观测的基准值为2005年6月中旬观测，故两者位移量绝对值不同；再者该坝段坝顶垂线测点位于交会测点上游约13m处，两测点由于坝体砼热胀冷缩引起的变位约有4mm，即垂线测点径向位移年变幅大于交会测点约4mm。
考虑上述两点因素，可以看出垂线法与交会法观测的年变幅（2006年）分别为36mm、31+4mm，两者变化趋势一致、资料极其吻合，证明两者观测精度（包括水平方向、垂直角、距离等）均较为理想，远高于国家规范规定的要求。
注：上表中偶然中误差及离散度系由64个测站平差数据按中误差计算公式计算得到。
图3 坝顶8#坝段水平位移(径向)过程线
6 结论及建议
实践应用表明，使用徕卡TCA机载大坝监测软件具有以下特点：
1）操作简单，自动化程度高，观测速度高于技术娴熟的人工观测。
对现场观测人员的技术要求、劳动强度大为降低；
2）观测精度仅与外界环境和仪器状态有关，消除了人为因素带来的观测误差。
监测资料分析结果表明，水平方向、垂直角、距离等观测精度相当与技术娴熟的人工观测（采用ATR照准）；
3）无需人工记录，实现了外业数据采集与内业数据处理的一体化。
消除了人为因素导致的误差、错误等，杜绝了资料的虚假现象，降低了工作强度、解放了劳动生产力；
4）现场观测前应仔细进行仪器的检校工作，避免因仪器轴系误差（如横轴误差、ATR准直差等）过大而导致不必要的重测及系统误差问题；
5）在开始自动观测步骤中，概略瞄准第一个目标点时应按规定的旋转方向（一般为顺时针方向）旋转仪器照准部，以消除在仪器运转过程中仪器基座位移及弹性扭曲导致水平度盘位移的误差；
6）考虑到目前全站仪的内存问题，目前现场观测数据的重测、取舍、保留等记录与国家规范要求还不完全一致，随着设备的不断升级完善应进一步规范现场记录规则。
濮久武(1964－)，男，浙江人，工程测量专业本科，高级工程师，长期从事大坝安全监测及管理工作。