全站儀起初定位為單點(diǎn)位置采集工具，通過(guò)EDM測(cè)距和結(jié)合度盤測(cè)量角度計(jì)算單點(diǎn)位置，但在日常測(cè)量中，除了單點(diǎn)位置采集外，還會(huì)遇到許多動(dòng)態(tài)測(cè)量場(chǎng)景，如風(fēng)電塔和橋梁振動(dòng)監(jiān)測(cè)，這些動(dòng)態(tài)測(cè)量對(duì)全站儀測(cè)量頻率要求較高。

在不斷發(fā)展的過(guò)程中，全站儀首先增加了ATR功能，可以跟蹤和鎖定目標(biāo)，影像功能可以導(dǎo)出影像位置的實(shí)時(shí)視頻流。技術(shù)創(chuàng)新能幫助滿足高頻振動(dòng)監(jiān)測(cè)的需要嗎？現(xiàn)在我們將討論這個(gè)問(wèn)題。

延續(xù)全站儀測(cè)量思路，完成EDM測(cè)距，結(jié)合度盤測(cè)量角度計(jì)算單點(diǎn)位置。如果這個(gè)過(guò)程非常快，就可以滿足振動(dòng)監(jiān)測(cè)的要求。

方法1：鎖定目標(biāo)，測(cè)角&測(cè)距，計(jì)算3D動(dòng)態(tài)變化圖片徠卡TS60和徠卡TS16全站儀均采用相位法測(cè)距技術(shù)，可在連續(xù)測(cè)距下較快0.15s完成一次測(cè)距后，我們可以推斷徠卡TS60/16每秒較快可得到7次測(cè)量結(jié)果，根據(jù)奈奎斯特定理，這意味著只能檢測(cè)低于3.5Hz的自振頻率，對(duì)于大多數(shù)振動(dòng)監(jiān)測(cè)來(lái)說(shuō)，自振頻率顯然是不夠的。而徠卡的自振頻率，這個(gè)頻率顯然是不夠的。徠卡MS60掃描全站儀采用了另一種WFD波形數(shù)字測(cè)距技術(shù)，測(cè)距速度大大提高，較快0.05s測(cè)距一次，每秒可收集20次結(jié)果，使監(jiān)測(cè)頻率擴(kuò)大到10Hz。

在這里，介紹一下徠卡Survey Streaming軟件，可以跟蹤單個(gè)目標(biāo)，準(zhǔn)確同步測(cè)量時(shí)間和采集終端時(shí)間，獲取毫秒時(shí)間戳的測(cè)量數(shù)據(jù)。輸出方式的過(guò)程不依賴于全站儀本身的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，支持GSI，TCP port與UDP port輸出。

方法2：鎖定目標(biāo)僅測(cè)角，計(jì)算角度區(qū)分動(dòng)態(tài)變化圖片。方法1為了獲得更高頻的數(shù)據(jù)結(jié)果，必須使用波形數(shù)字測(cè)距技術(shù)的徠卡MS60實(shí)現(xiàn)，那么普通的測(cè)量機(jī)器人也能實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)嗎？現(xiàn)在，我們將討論另一種方法，僅測(cè)角，計(jì)算角度來(lái)區(qū)分橋梁振動(dòng)的動(dòng)態(tài)變化。

橋梁振動(dòng)監(jiān)測(cè)更注重高程和水平方向的振幅，可將兩個(gè)方向的振幅分配到全站儀測(cè)量的水平角和垂直角。只需在開(kāi)始時(shí)完成精密距離測(cè)量，就可以利用初始距離測(cè)量值作為原始距離測(cè)量基礎(chǔ)，將角度測(cè)量變化值轉(zhuǎn)化為位移，監(jiān)測(cè)橋梁振動(dòng)。

徠卡全站儀Geocom指令集提供了只獲取當(dāng)前角度的指令，可以在徠卡ATRplus非常強(qiáng)大的高速動(dòng)態(tài)目標(biāo)跟蹤的前提下，獲取純角度的高頻測(cè)量數(shù)據(jù)。

實(shí)驗(yàn)表明，單純角度的獲取的頻率可以從7Hz提升至20Hz，這樣，橋梁的振動(dòng)頻率就可以根據(jù)獲得的高頻角度測(cè)量數(shù)據(jù)，結(jié)合之前確切測(cè)距結(jié)果來(lái)獲得。

方法3：在高動(dòng)態(tài)視頻流圖像處理識(shí)別振動(dòng)信息圖片徠卡測(cè)量的基礎(chǔ)上，為全站儀特別是徠卡增加了概略相機(jī)和望遠(yuǎn)鏡相機(jī)TS60產(chǎn)品上提供的望遠(yuǎn)鏡相機(jī)可實(shí)現(xiàn)高頻視頻流輸出，視頻流可達(dá)30Hz記錄頻率，我們可以根據(jù)高動(dòng)態(tài)視頻流圖像處理和識(shí)別振動(dòng)信息。

徠卡全站儀的望遠(yuǎn)鏡相機(jī)已經(jīng)進(jìn)行了嚴(yán)格的出廠校準(zhǔn)。我們可以從全站儀輸出相應(yīng)的校準(zhǔn)參數(shù)，如校準(zhǔn)后的圖像中點(diǎn)、焦距和物理像素尺寸。TS60望遠(yuǎn)鏡相機(jī)COMS陣列2560px×1920px根據(jù)相機(jī)的校準(zhǔn)參數(shù)，望遠(yuǎn)鏡相機(jī)的角度測(cè)量分辨率為1.7"，可根據(jù)實(shí)時(shí)輸出30Hz視頻流進(jìn)行圖像計(jì)算，識(shí)別橋梁振動(dòng)信息。

基于影像的動(dòng)態(tài)測(cè)量的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是不需要在橋上固定目標(biāo)棱鏡。當(dāng)然，光照條件是影響影像測(cè)量的重要因素，在黑暗環(huán)境中一般不能進(jìn)行圖像測(cè)量，而在夜間使用圖像傳感器進(jìn)行振動(dòng)測(cè)量的可行方案是使用發(fā)光目標(biāo)。

以上討論了全站儀實(shí)現(xiàn)振動(dòng)監(jiān)測(cè)的可能性，徠卡測(cè)量有兩種非常有效的監(jiān)測(cè)方法。

1.我們可以使用徠卡GNSS設(shè)備，使用徠卡GNSS設(shè)備GM30接收機(jī)不間斷獲得20Hz高頻動(dòng)態(tài)采集數(shù)據(jù)通過(guò)徠卡Spider軟件解算，獲得RTP的高頻監(jiān)控結(jié)果。GNSS監(jiān)測(cè)方法可以將橋梁振動(dòng)監(jiān)測(cè)結(jié)果與靜態(tài)位移監(jiān)測(cè)結(jié)果相結(jié)合，更直觀地反映橋梁的健康狀況。

2.地基雷達(dá)等新型地基測(cè)量傳感器的引入，使橋梁的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)變形監(jiān)測(cè)更加簡(jiǎn)單和高精度，不僅可以進(jìn)行位移監(jiān)測(cè)，還可以進(jìn)行振動(dòng)監(jiān)測(cè)，IBIS-FS雷達(dá)作為毫米波雷達(dá)的典型代表，以200Hz高頻和較高0.01mm高精度采集橋梁振動(dòng)數(shù)據(jù)，廣泛應(yīng)用于監(jiān)測(cè)橋梁索力、橋梁動(dòng)載試驗(yàn)、橋梁靜載荷和運(yùn)行橋梁動(dòng)撓度。

萊佳德科技提供測(cè)繪儀器以舊換新,測(cè)繪儀器維修,測(cè)繪儀器檢定,全站儀租賃銷售,工程測(cè)量業(yè)務(wù)承接。 需要購(gòu)買全站儀、GPS-RTK、水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀等測(cè)繪儀器，或有測(cè)繪儀器相關(guān)問(wèn)題可以聯(lián)系萊佳德科技。

版權(quán)說(shuō)明｜萊佳德科技南京有限公司尊重原創(chuàng)，圖片和文章的版權(quán)為原作者所有，若有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系本單位，我們會(huì)及時(shí)聲明或刪除。