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長途無線遙控丈量機械人變形監測體系在大壩內部變形和滑坡位移監測中的利用
修建物變形監測是反應大壩寧靜狀況的三大物理量之一，變形監測包羅程度、垂直位移等監測；滑坡突發性強，風險龐大，是我國散布最為普遍的地質災難范例。近幾年來，我國很是正視對滑坡的寧靜監測及預告，并從差別角度、接納差別體例努力于該項詳細研討使命。
修建物變形監測和工程滑坡監測常接納大地丈量法、工程丈量法和寧靜監測主動化等體例。初期的視準線法、測角交會法等大地丈量觀察因為遭到測角精度的影響，已沒法到達抱負的結果；寧靜監測主動化體系投入大、保護辦理使命請求高。跟著高精度全站儀的成長及利用，接納測邊、測角的交會觀察己完整沖破了傳統丈量看法上的妨礙，邊角交會法觀察不管從測點布設和觀察使命量來說都有其怪異的上風。全站儀接納邊角交會法及三角高程法停止三維坐標觀察，能同時觀察測點的三維坐標，從而取得程度、垂直位移量。只需接納合適的儀器及公道的觀察體例，可取代慣例程度位移（如準直線法、交會法等）及垂直位移（如多少水準法、靜力水準法等）的觀察，不失為一種矯捷便利、高效經濟的觀察手腕，對大壩等修建物的變形觀察能收到事半功倍之效，有其普遍的利用遠景。 變形和滑坡位移監測具備規模廣、環境前提差、方針點數多、觀察周期頻仍、精度請求高檔特色，若是接納大地丈量體例停止野生觀察，不只速率慢，并且對丈量職員的手藝程度請求高。為此，咱們設想開辟了基于徠卡TCA1000系列全站儀的長途無線遙控丈量機械人變形監測體系，拓展了全站儀的功效，大大進步了觀察品質和使命效力。
二、體系構架
長途無線遙控丈量機械人變形監測和闡發體系首要由三個單位構成：節制單位、無線通信單位和數據收羅單位。節制單位普通安頓在辦公室內，經由過程具備牢固IP的萬維網發送指令和領受數據；無線通信單位與數據收羅單位經由過程有線情勢毗連，將節制單位的指令轉發給數據收羅單位并將數據收羅單位的數據簡略處置后轉發給節制中間；數據收羅單地位于功課現場，按照節制單位的指令收羅響應數據。該體系的根基布局以下圖所示。
三、硬件構成
長途無線遙控丈量機械人變形監測和闡發體系硬件首要由以下幾項構成：
1、丈量機械人
為完成長途節制收羅數據，體系請求丈量機械人具備馬達驅動和方針主動辨認等功效。按照精度請求，用戶能夠或許選用響應級別的丈量機械人，如TCA2003或TCA1800，其靜態測角精度別離為±0.5＂和±1＂，測距精度別離為1mm+1ppm和1mm+2ppm。主動方針辨認的有用間隔可達1000m，千里鏡照準精度2mm/500m。
2、無線通信模塊
要完成經由過程節制中間節制丈量機械人收羅數據，必須在二者之間成立靠得住的通信鏈路，現實上，有以下幾種體例能夠或許挑選：
①、間接經由過程數據線將丈量機械人與節制中間毗連。長處是本錢低，在短間隔內數據傳輸絕對靠得住；錯誤謬誤是跟著數據線長度的增添，旌旗燈號衰減嚴峻，須要增添旌旗燈號縮小裝備，即使如斯，其感化間隔普通在100米之內。對滑坡監測來說，該數據鏈路明顯不合適。
②、經由過程數傳電臺成立通信鏈路。長處是幾近能夠或許在任何處所使命，不必斟酌是不是具備收集旌旗燈號和衛星旌旗燈號；錯誤謬誤是擴大性差，感化間隔最多只能到達二十多千米，并且須要取得無線電辦理委員會等相干辦理局部的審批。
③、基于挪動或聯通旌旗燈號收集的短信情勢。即丈量機械人和節制中間各毗連一個短信模塊，節制指令和收羅到的數據以短動靜的情勢發送。長處是只需有手機旌旗燈號便可，間隔不受限定；錯誤謬誤是短信會有提早、喪失景象，及時性差，通信效力低。
④、經由過程Internet成立通信鏈路。可分為有線體例和無線體例：有線體例是在丈量機械人端毗連一個調制解調器，而后經由過程網線或光纖接入互聯網，同時將節制中間接入互聯網，從而能夠或許成立一個公用的通信鏈路。該體例能夠或許不變、高效的完成長途節制和數據傳輸，并且不受間隔限定，可是，現實的監測現場前提普通都比擬卑劣，乃至是在深山峽谷當中，將網線或光纖接入到現場是不現實的。無線體例是在丈量機械人端毗連一個無線通信模塊（CDMA或GPRS），節制中間與具備牢固IP地點的萬維網毗連，無線模塊翻開后，主動上線并且主動拜候節制中間的牢固IP，進而成立通信鏈路。
在本計劃中，咱們接納基于Internet的無線通信數據傳輸體例。
3、體系節制中間
體系節制中間的辦事器或使命站上須要裝置能夠或許毗連公網的調制解調器或網卡，并且具有收集路由器分派的可經由過程公網拜候的牢固公網IP地點，用來領受經由過程公網傳輸的GPRS或CDMA無線傳輸數據，此使命由特地的長途中間節制軟件完成。
四、軟件構成
無線遙控丈量機械人變形監測和闡發體系軟件首要有三部份構成：即丈量機械人機載軟件、無線通信軟件模塊和節制中間軟件包。軟件框架能夠或許用以下圖來表現：
1、丈量機械人機載軟件
1) 這一局部首要是遵循國度三角丈量功課標準編寫的“丈量機械人多測回主動觀察機載軟件”，擔任主動照準方針、主動測角、主動測距及超限或方針喪失等很是環境的主動處置。徠卡為丈量機械人的用戶供給了能夠或許自立開辟的機載編程平臺，使得丈量機械人能夠或許做一些丈量之外的額定使命，從而使得丈量效力大大進步。
2、無線通信模塊法式
首要擔任成立通信鏈路，用來轉發指令或數據。通信模塊收到節制中間指令后，剖析出指令內容，而后轉發給丈量機械人；收到丈量機械人數據后，按照商定的數據格局，打包后發送到節制中間。
首要完成發送開關機、觀察、測溫等節制指令和領受觀察狀況、丈量數據。這一局部號令為開放指令，能夠或許按照現實須要矯捷定制名目的中間節制軟件界面。
另外，該節制中間軟件還包羅有SQL Server數據庫辦理和三維網數據后處置平差模塊。經由過程Internet領受到的無線數據包顛末SQL Server數據庫辦理模塊間接主動輸出到SQL Server大型數據庫中，經由過程節制中間軟件的圖形用戶界面，用戶還能夠或許及時領會前端丈量機械人主動丈量的及時完成狀況。
五、體系特色及利用范疇
1. 基于機能不變、功效出色的徠卡TCA1000系列丈量機械人；
2. 體系布局矯捷，長途GPRS/CDMA無線節制和“現場＋過后處置”兩種情勢都可合用；
3. 多臺丈量機械人可同時主動并行使命，體系通信和計較荷載分派均衡；
4. 真正意思上完成了主動化、智能化和表里業一體化功課；
5. 數據接口開放，能夠或許按照利用定制中間節制法式。
該體系很是合適利用于高速公路、鐵路、露采礦山、水利工程、工場等野生高陡邊坡、天然邊坡或滑坡的變形監測。今朝浙江桐柏抽水蓄能電站面板壩、華光潭電站大壩、烏溪江電站大壩、緊水灘電站大壩、上標一、二級電站大壩主動變形監測體系即按照工程現實前提須要接納了“現場＋過后處置”情勢，將現場主動丈量機械人經由過程“丈量機械人多測回主動觀察機載軟件”主動丈量取得的監測數據拿回到內業經由過程三維網平差軟件處置后取得歷次監測點的切確三維地位。
浙江大學防災中間還利用該體系停止了高速公路滑坡主動監測的利用，今朝已經由過程防災中間測試，作為大規模滑坡監測的首選計劃擬編入《浙江省高速公路養護標準》中推行。
用戶批評： 體系機能不變性很高，操控簡潔，精度根基知足用戶需要。配套軟件功效齊備，便于后續處置。
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