TCA在地鐵結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測

1、2022/2/231目目 錄錄1.變形監(jiān)測系統(tǒng)的技術(shù)要求變形監(jiān)測系統(tǒng)的技術(shù)要求2.監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)方案的選擇監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)方案的選擇3.原理創(chuàng)新原理創(chuàng)新多重實時差分技術(shù)多重實時差分技術(shù)4.自動變形監(jiān)測系統(tǒng)的構(gòu)成自動變形監(jiān)測系統(tǒng)的構(gòu)成5.研究解決的主要問題研究解決的主要問題6.基坑開挖與地鐵結(jié)構(gòu)變形的相關(guān)性基坑開挖與地鐵結(jié)構(gòu)變形的相關(guān)性7.變形監(jiān)測系統(tǒng)測量精度評估變形監(jiān)測系統(tǒng)測量精度評估8.結(jié)語結(jié)語非地鐵施工時地鐵結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測 中間成果報告2022/2/2321.變形監(jiān)測系統(tǒng)的技術(shù)要求變形監(jiān)測系統(tǒng)的技術(shù)要求全自動、無人值守；在列車運(yùn)行時，系統(tǒng)可以自動進(jìn)行24小時連續(xù)監(jiān)測 ；實時提供變形點全方位變形信息

2、三維坐標(biāo)；變形點三維坐標(biāo)的監(jiān)測精度優(yōu)于1毫米；遠(yuǎn)程監(jiān)控管理、自動變形預(yù)報。非地鐵施工時地鐵結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測 中間成果報告2022/2/2332. 監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)方案的選擇監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)方案的選擇非地鐵施工時地鐵結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測 中間成果報告 測量機(jī)器人-TCA自動全站儀 主要性能主要性能 : : 自動照準(zhǔn)自動照準(zhǔn) ATRATR模式模式 鎖定跟蹤鎖定跟蹤 LockLock模式模式 用戶編程用戶編程 GeoComGeoCom GeoBasic GeoBasic 聯(lián)機(jī)控制聯(lián)機(jī)控制 O Onlinenline模式模式 RemoteRemote模式模式2022/2/2342. 監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)方案的選擇監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)方案

3、的選擇自動照準(zhǔn)ATR功能原理 （Automatic Target Recognition） 非地鐵施工時地鐵結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測 中間成果報告2022/2/2352. 監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)方案的選擇監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)方案的選擇主要機(jī)型徠卡TCA 2003 1800 測角精度測角精度： 0.5 1.0 測距精度測距精度: 1+1ppm 1+2ppm 自動照準(zhǔn)自動照準(zhǔn) (ATR)測程測程: 1000米(中等能見度) 非地鐵施工時地鐵結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測 中間成果報告2022/2/2363.原理創(chuàng)新原理創(chuàng)新多重實時差分技術(shù)多重實時差分技術(shù)極座標(biāo)法測量原理 非地鐵施工時地鐵結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測 中間成果報告數(shù)學(xué)模型數(shù)學(xué)模型2022/2/2

4、373.原理創(chuàng)新原理創(chuàng)新多重實時差分技術(shù)多重實時差分技術(shù)多重實時差分技術(shù)（MRDiff） Multiple Real-time Difference非地鐵施工時地鐵結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測 中間成果報告 提高測量精度的有效途徑 基準(zhǔn)點1、2、（基） 變形點1 、 2、(變) 觀測值：(基)、(變) 真值：(基)。、(變)。 觀測方程 ：(基)=(基)。+（綜合誤差）(1) (變)=(變)。+（綜合誤差）(2) (1)-(2)整理后可得： 歸算方程： (變變)。=(變變)- (基基)- (基基)。 2022/2/238 4.自動變形監(jiān)測系統(tǒng)的構(gòu)成自動變形監(jiān)測系統(tǒng)的構(gòu)成自動變形監(jiān)測系統(tǒng)的組成框圖非地鐵施工時地

5、鐵結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測 中間成果報告2022/2/239 4.自動變形監(jiān)測系統(tǒng)的構(gòu)成自動變形監(jiān)測系統(tǒng)的構(gòu)成全站儀觀測站 非地鐵施工時地鐵結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測 中間成果報告2022/2/23104.自動變形監(jiān)測系統(tǒng)的構(gòu)成自動變形監(jiān)測系統(tǒng)的構(gòu)成基準(zhǔn)點和變形點 非地鐵施工時地鐵結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測 中間成果報告2022/2/23114.自動變形監(jiān)測系統(tǒng)的構(gòu)成自動變形監(jiān)測系統(tǒng)的構(gòu)成變形點景觀非地鐵施工時地鐵結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測 中間成果報告變形點景觀2022/2/23124.自動變形監(jiān)測系統(tǒng)的構(gòu)成自動變形監(jiān)測系統(tǒng)的構(gòu)成監(jiān)測系統(tǒng)軟件ADMS簡介 非地鐵施工時地鐵結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測 中間成果報告2022/2/23135.研究解決的主要問題研究

6、解決的主要問題運(yùn)行配置方案的優(yōu)化 大氣環(huán)境影響的分析與處理測量技術(shù)難點的解決方案 迂障礙（如車遮擋） 重復(fù)測量時間延遲功能 小視場功能的應(yīng)用 消除隧道內(nèi)氣流變化的影響 列車在行駛中地基 振動影響的監(jiān)測與分析 非地鐵施工時地鐵結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測 中間成果報告2022/2/23145.研究解決的主要問題研究解決的主要問題遠(yuǎn)程監(jiān)控方案的優(yōu)化基于地鐵內(nèi)部OTN網(wǎng)的有線通訊 非地鐵施工時地鐵結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測 中間成果報告OTN網(wǎng)因特網(wǎng)遠(yuǎn)程監(jiān)控計算機(jī)計算機(jī)中繼站2022/2/23155.研究解決的主要問題研究解決的主要問題基于ADSL網(wǎng)絡(luò)快車的有線通訊非地鐵施工時地鐵結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測 中間成果報告ADSL調(diào)制器計算機(jī)中

7、繼站遠(yuǎn)程監(jiān)控計算機(jī)因特網(wǎng)站長室直撥電話2022/2/23165.研究解決的主要問題研究解決的主要問題基于GSM移動通訊的GPRS無線通訊 非地鐵施工時地鐵結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測 中間成果報告計算機(jī)中繼站2022/2/23176.基坑開挖與地鐵結(jié)構(gòu)變形的相關(guān)性基坑開挖與地鐵結(jié)構(gòu)變形的相關(guān)性基坑開挖進(jìn)程與地鐵結(jié)構(gòu) 變形的狀態(tài)對比非地鐵施工時地鐵結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測 中間成果報告2022/2/2318非地鐵施工時地鐵結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測 中間成果報告2022/2/23196.基坑開挖與地鐵結(jié)構(gòu)變形的相關(guān)性基坑開挖與地鐵結(jié)構(gòu)變形的相關(guān)性與美國SINCO自動數(shù)字測斜管 所測數(shù)據(jù)的比較非地鐵施工時地鐵結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測 中間成果報告 2

8、號測斜管觀測數(shù)據(jù)的位移圖 2022/2/2320非地鐵施工時地鐵結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測 中間成果報告2號測斜管在8.5m深度處觀測的位移圖 D34D442022/2/2321 起始方位角的差分改正 起始方位角的變化非地鐵施工時地鐵結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測 中間成果報告6.基坑開挖與地鐵結(jié)構(gòu)變形的相關(guān)性基坑開挖與地鐵結(jié)構(gòu)變形的相關(guān)性2022/2/23222022/2/2323起始方位角的差分改正簡況起始方位角的差分改正簡況未加差分改正的原始變形量趨勢圖已加差分改正的變形量趨勢圖已加差分改正的變形量折線圖2022/2/23247 .變形監(jiān)測系統(tǒng)變形監(jiān)測系統(tǒng)測量精度評估測量精度評估本底測量數(shù)據(jù)的精度 Mx0.48mm、

9、My0.10mm、Mz0.38mm。TCA全站儀測量精度 儀器的精度指標(biāo)非地鐵施工時地鐵結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測 中間成果報告 2003 標(biāo)稱精度 0.5 1mm1ppm 1800 1.0 1mm 2ppm 廠家提供的測試結(jié)果： 采用自動測量系統(tǒng)的測量精度在200米 以內(nèi) TCA2003 0.5mm以內(nèi) TCA1800 1.0mm以內(nèi) 在200米以外的精度取決于大氣狀態(tài)及采用 的測量方案。2022/2/23257 .變形監(jiān)測系統(tǒng)變形監(jiān)測系統(tǒng)測量精度評估測量精度評估 TCA全站儀的測量精度試驗 與雙頻激光干涉測量平臺的對比測試非地鐵施工時地鐵結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測 中間成果報告2022/2/23267 .變形監(jiān)測系統(tǒng)

10、變形監(jiān)測系統(tǒng)測量精度評估測量精度評估 TCA全站儀與測微平臺的對比測試 非地鐵施工時地鐵結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測 中間成果報告在室外約200m的距離上ATR分別在X、Y方向上的線性鋸齒型誤差為0.19mm和0.16mm。Y方向轉(zhuǎn)化為角度誤差為 0.24。坐標(biāo)測量精度可達(dá)到 0.2mm。2022/2/23277 .變形監(jiān)測系統(tǒng)變形監(jiān)測系統(tǒng)測量精度評估測量精度評估監(jiān)測系統(tǒng)理論精度分析按極坐標(biāo)公式求各變形點的三維坐標(biāo)：非地鐵施工時地鐵結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測 中間成果報告0PP0PZPP0PZPPZhZYHsinDYXHcosDX1PPP1PPP1PPPZZZYYYXXX各變形點相對于第一周期的變形量為：2022/2/23

11、287 .變形監(jiān)測系統(tǒng)變形監(jiān)測系統(tǒng)測量精度評估測量精度評估極坐標(biāo)差分三維坐標(biāo)測量的精度估算公式：非地鐵施工時地鐵結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測 中間成果報告2h2Z2HzP22P2DP22Y2HzP22P2DP22XPPPPPPPPmm)m(HzcosDmHzsinm)m(HzsinDmHzcosm選取TCA全站儀的ATR角度測量精度為0.24；距離測量精度為0.2mm，并輸入其它關(guān)相數(shù)據(jù)，可估算出精度如下表：2022/2/2329自動極坐標(biāo)多重實時差分測量理論精度估計 （單位：mm） 非地鐵施工時地鐵結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測 中間成果報告2022/2/23308.結(jié)結(jié) 語語實現(xiàn)在地鐵正常運(yùn)營情況下，全自動、無人值守、24

12、小時連續(xù)監(jiān)測；實時提供變形點三維坐標(biāo)，達(dá)到亞毫米級精度；實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控管理，為保障地鐵安全運(yùn)營提供有效監(jiān)測手段；系統(tǒng)的可靠性分析、實時變形預(yù)報 有待進(jìn)一步完善。非地鐵施工時地鐵結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測 中間成果報告填補(bǔ)國內(nèi)地鐵監(jiān)測領(lǐng)域的空白，填補(bǔ)國內(nèi)地鐵監(jiān)測領(lǐng)域的空白，達(dá)國際同類系統(tǒng)的先進(jìn)水平！達(dá)國際同類系統(tǒng)的先進(jìn)水平！2022/2/2331致致 謝謝非地鐵施工時地鐵結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測 中間成果報告2022/2/2332大氣環(huán)境影響全站儀在不同溫、濕度條件下的氣象改正值 非地鐵施工時地鐵結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測 中間成果報告05101520251520253035ppm60%70%80%2022/2/2333障礙影響非地鐵施

13、工時地鐵結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測 中間成果報告2022/2/2334氣流影響非地鐵施工時地鐵結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測 中間成果報告2022/2/2335振動影響非地鐵施工時地鐵結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測 中間成果報告 表4 8月14日至9月6日全站儀豎軸的最大傾斜量及其方向 表5 9月7日至10月30日全站儀豎軸的最大傾斜量及其方向 9月7日9月15日9月26日10月3日10月15日10月21日10月30日最大傾斜量()2. 94. 26. 36. 38. 410. 911. 0傾斜量方向(.)266.2356222.2250244.5152265.5229226.2509218.4231224.0708 8月14日8月17日8月23日8月27日8月30日9月3日9月6日最大傾斜量()1. 42. 12 . 30. 52. 52. 92. 7傾斜量方向(.)270.5415311.2908303.3741302.2419298.1325294.2735270.22332022/2/2336相關(guān)示意圖非地鐵施工時地鐵結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測 中間成果報告負(fù)一層售票廳負(fù)二層站 臺XZ變形點棱 鏡2號測斜管X方向變化曲線2022/2/2337小視場功能非地鐵施工時地鐵結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測 中間成果報告望遠(yuǎn)鏡正常視場角為133對于100米的距離視場直徑為2.7米視場角為133 變?yōu)?6 100米2