淺議自動監(jiān)測系統(tǒng)在邊坡變形監(jiān)測中的應用

引言
隨著電子技術的發(fā)展和計算機技術的廣泛應用，各種精密測量儀器不斷出現(xiàn)，為測繪技術的發(fā)展提供了廣闊的前景。工程測量所使用的光學經緯儀和電磁波測距儀已逐漸被電子全站儀所取代。近期，由徠卡公司研制的TCA系列全站儀（又稱“測量機器人”），它以獨特的智能化、自動化性能應用于變形監(jiān)測中，使用戶輕松自如地獲取變形觀測數(shù)據，及時進行監(jiān)測預報。鑒于此，不少測量單位已開發(fā)研制了各自的自動監(jiān)測系統(tǒng)?，F(xiàn)簡單介紹一下比較通用的變形監(jiān)測系統(tǒng)。
2、系統(tǒng)總體設計思路
變形監(jiān)測系統(tǒng)由系統(tǒng)硬件和系統(tǒng)軟件兩部分構成。
2.1系統(tǒng)的硬件構成
變形監(jiān)測系統(tǒng)如下圖1所示，由五部分組成：監(jiān)測站、控制計算機房、基準點、變形點和自動化全站儀（如TCA2003）及附加數(shù)字溫度計、數(shù)字氣壓計和數(shù)字濕度計等。
監(jiān)測站：根據現(xiàn)場條件，選擇自動變形監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測站。該站需建觀測墩，安置自動化全站儀。為了儀器防護、保溫等需要，并保證有較好的通視條件，還需專門設計、建造觀測房。
控制計算機房：控制計算機房一般選設在辦公區(qū)附近，有較好的供電條件。機房內的計算機通過通訊電纜和監(jiān)測站全站儀相聯(lián)。在控制房能實時了解監(jiān)測站全站儀的運行情況。另外，通過埋設于機房與監(jiān)測站的專用電纜給全站儀供電。
基準點：在變形區(qū)外，需建多個穩(wěn)定的建在基巖上的基準點。
變形點：根據需要，在變形體上選擇若干變形監(jiān)測點，每個監(jiān)測點上安置有對準監(jiān)測站的單棱鏡。
自動化全站儀：帶伺服電機驅動的全站儀，如TCA2003智能全站儀等，在望遠鏡中安有同軸自動目標識別裝置，能自動瞄準普通棱鏡進行測量，可采用電子氣泡精確整平儀器，具有縱、橫軸自動補償。
器，提高了儀器的整平精度。儀器內置的Flash存貯器可裝載應用軟件，并獨立運行于儀器上，數(shù)據存貯在SARM存貯卡上，也可用通訊電纜與計算機連接有計算機控制全站儀。
2.2系統(tǒng)運行模式
目前，我們接觸到的系統(tǒng)軟件有兩套。一套為Apswin+MRDiff自動極坐標實時差分系統(tǒng)。另一套為直接用TCA2003機內的Monitoring監(jiān)測軟件加后處理軟件。
(1)Apswin+MRDiff監(jiān)測系統(tǒng)；Apswin是瑞士徠卡公司推出的自動極坐標系統(tǒng)；MRDiff是解放軍信息工程大學測繪學院研制開發(fā)的多重實時差分軟件，掛在Apswin之中，平滑改正整個系統(tǒng)存在的綜合誤差。
Apswin：徠卡自動及坐標測量軟件。該軟件控制TCA自動化全站儀，按極坐標的方式智能化的實時采集目標點的水平角、垂直角和斜距，并顯示儀器的狀態(tài)信息。
MRDiff：多重實時差分平滑改正軟件。該軟件掛到Apswin中，主要完成大氣等條件的變化對極坐標測量系統(tǒng)誤差的實時差分改正。
(2)Monitoring監(jiān)測程序+后處理軟件監(jiān)測系統(tǒng)；在徠卡新版TCA2003中，隨機包含了一個Monitoring監(jiān)測程序。測量員可直接用它采集數(shù)據，將數(shù)據儲存在PCMCI卡中，供事后處理，即在室內用變形觀測數(shù)據處理系統(tǒng)進行數(shù)據處理，并做精度評定。讀取平差成果中的點位坐標加入變形觀測數(shù)據庫，并對多期成果進行比較、相鄰兩次觀測結果比較，每期變形觀測結果與初始值比較和輸出變形量圖表。
大壩、隧道、大橋、地鐵工程和其他大型建筑物的變形監(jiān)測工作中，用徠卡TCA+APSWin系統(tǒng)一般都能滿足要求。但是在某些特殊的臨時性場合，比如不允許在室外使用計算機，也不具備遠程通信的條件下，選用Monitoring+后處理軟件不失為一種較理想的方法。Monitoring程序的功能比APSWin簡單得多，例如：當某一測點測量失敗，不能復測該點，只能由人工臨時修改PointSelect,再補測該點，直至測量成功。它也沒有容差限制，沒有實時的圖形顯示等等。這些都可以在以后的版本中仿照APSWin的功能加以改進。總的來說，Monitoring的功能已能滿足監(jiān)測的基本要求，尤其是在無法使用電腦的特殊情況下，Monitoring不失為一個相當方便實用的程序。
3、結語
在新技術高速發(fā)展的當今，大地測量變形監(jiān)測自動化系統(tǒng)具有廣泛的推廣應用前景，有巨大的社會效益和經濟效益。尤其是已具有當今國際先進水平的APSWin+MRDiff自動極坐標實時差分監(jiān)測系統(tǒng)，已在三屯河水庫大壩外部變形監(jiān)測、小浪底工程外部變形監(jiān)測等工程中得到廣泛應用，并在使用過程中顯示了很大的優(yōu)越性，取得了十分顯著的技術和社會效益。