全站仪自动化变形监测

mS2


D


m2


S


m2
二、全站仪极坐标测量精度分析 3、极坐标测量精度理论估计
设： mS 1mm 1ppm m m 0.5" 450 100
边长 S
50m
100m
200m
mx
0.7mm
0.8mm
1.0mm
my
0.7mm
全站仪自动化变形监测系统 AutoMoS/SubMoS
林新烁
深圳市博飞仪器有限公司 2013.05 深圳
目录
一、变形监测精度要求（地铁、大坝） 二、全站仪极坐标测量精度分析 三、自动化 变形监测系统对全站仪的要求 四、自动化变 形监测误差处理技术 五、全站仪自动化变形 监测系统 六、总结 附录：SubMoS-地铁结构变形自动化监测系统



y S
z
2

2


S

2

y


2

x


0
2Leabharlann Baidu

xz
D


2

yz
D


2

D





m S2 m2 m2



点位精度计算
2
2
mP
TS30 0.5" 0.6mm+1ppm(精密模式) 1.0mm+1ppm（标准模式） 1.0mm+1ppm 2mm+2ppm
180°/s
1000m 800m 1.0mm@200m ——
1、全站仪的自三动、化自动化监测系统对全站仪要求 多棱镜目标自动化识别技术
一般的自动照准全站仪 （非就近照准法则）
三、自动化监测系统对全站仪要求
1、全站仪的自动化
型号
NET05AX
测角精度
0.5"
测距精 棱镜 度
0.8mm+1ppm
反射片 0.5mm+1ppm
无棱镜 轴系驱动马达
1.0mm+1ppm
驱动速度 60°/s
目标自动照准
测程
棱镜
1000m
360°棱镜 600m
精度 棱镜 反射片
1.0mm@200m 1.0mm@50m
地铁隧道围岩收敛一控、制变标形准监（测参精考度值要）求
（1）洞室收敛：30mm （2）拱顶下沉：20mm
一、地铁结构变形监测精度要求
变形监测精度要求
（1）洞室收敛： Δ = 30mm, 1/ t= 1/20, m = 1.5mm
（2）拱顶下沉： Δ = 20mm
m = 1.0mm
m
z
x S cos cos
P

y

S
cos

sin

z S sin
x
S
y β α
O 极坐标测量示意图
2、极坐标测量二精、度全计站算仪公极式坐标测量精度分析
三维坐标分量精度计算


x S

2


m
2 x
m
2 y
m
2 z





23.68810
22
-22000.11
24.66375
23
-23000.04
25.64000
24
-24000.14
26.61660
25
-25000.08
27.59260
26
-26000.07
28.56890
27
-27000.09
29.54520
28
-28000.1904
30.52150
全站仪m N
6.49465 6.71125 6.92780 7.14440 7.36105 7.57750 7.79430 8.01075 8.22725
北
JZ1 Y
主坝轴线 GD4
JZ2 坝肩轴线
变形点 JZ3
JZ0 X
4、自动化全站二仪、极全坐站标仪实极测坐精标度测统量计精（自度动分目析标照准） 室外200m距离测微平台比测部分结果
在X方向锯齿型误差为±0.19mm
在Y方向锯齿型误差为0.16mm，转化 为角度误差为±0.24″。
三、自动化监测系统对全站仪要求 1、全站仪的自动化
（视场内有2个棱镜，不能正常测量）
索佳自动化全站仪 （就近照准法则）
（视场内有2个棱镜，仍能正常测量）
2、可以自动化三照、准自的动合化作监目测标系—统3对6全0°站棱仪镜要求 水平与垂直自动化照准精度匹配
H=0° H=30°
H=60°
自动照准点
随着棱镜的水平方向转动，自动照准点上下会有偏差（可达 ±2.5mm）
H -0.23265 -0.23250 -0.23250 -0.23245 -0.23230 -0.23220 -0.23215 -0.23210 -0.23200
距离差mm
0.10 0.15 -0.44 0.06 0.24 -0.23 0.09 -0.02 -0.08
4、自动化全站二仪、极全坐站标仪实极测坐精标度测统量计精（自度动分目析标照准） 室外200m距离测微平台比测部分结果
全站仪轴系驱动自动化 全站仪目标照准自动化
自动照准精度：1mm@200m 自动照准距离：1000m 自动照准分辨能力：具备特殊能力
（就近照准法则、小视场、主 动目标） 自动照准目标类型：圆棱镜、360°棱镜、反射片
全站仪目标测量过程控制自动化
提供丰富的计算机控制指令，便于编程开发
0.8mm
1.0mm
mz 点位精度
0.2mm 1.0mm
0.3mm 1.2mm
0.5mm 1.5mm
4、自动化全站二仪、极全坐站标仪实极测坐精标度测统量计精（自度动分目析标照准） 室内30m双频激光干涉基线比测示意图
全站仪 全站仪
激光干涉仪
导轨
小车 全站仪极坐标测量
精度检测装置立面示意图
Di
i
2、可以自动化三照、准自的动合化作监目测标系—统3对6全0°站棱仪镜要求 水平与垂直自动化照准精度匹配
Di+1
i’
激光干涉仪
全站仪极坐标测量精度检测装置俯视示意图
4、自动化全站二仪、极全坐站标仪实极测坐精标度测统量计精（自度动分目析标照准）
室内30m双频激光干涉基线比测部分结果
mP
T P 0.15mm n
序号
激光mm
E
20
-20000.15
22.71155
21
-21000.28
t
1 2 1 1 p
Δ — 变形允许值
t — 为置信区间内允许误差与中误差之比值，t = 2
p — 为概率值，相对位移一般可取 p = 0.995
大坝变形监测精度一要、求变形监测精度要求
（1）混泥土坝：1mm （2）土石坝： 3~5mm
1、极坐标测量二原、理全站仪极坐标测量精度分析