全站仪到底能不能进行振动监测
全站仪产品最初定位是单点位置采集工具,通过EDM测距并结合度盘测量的角度计算单点位置,但我们在日常的测量中,除进行单点的位置采集外还会遇到很多动态测量的情景,例如风电塔和桥梁的振动监测,而这些动态测量对全站仪测量频率有较高的要求。
全站仪在不断的发展过程中,先是加入了ATR功能,能够跟踪锁定目标,之后的影像功能能够导出影像位置的实时视频流,那么技术的革新能否帮助满足高频振动监测的需求呢?我们今天就此进行分析讨论。
延续全站仪测量的思路,全站仪完成EDM测距并结合度盘测量的角度就可以计算出单点的位置,如果此过程非常迅速,就可以达到振动监测的要求。

方法-01锁定目标,测角&测距,计算3D动态变化图片徕卡TS16/60全站仪均使用的是相位法测距技术,可以在连续测距下最快0.15s完成1次测距,那我们可以推断出徕卡TS60/16每秒最快可以得出7次测量结果,根据奈奎斯特定理,意味着仅能检测低于3.5Hz的自振频率,这个频率对于大多数的振动监测来说,显然不够。而徕卡MS60扫描全站仪采用了另外一种WFD波形数字化测距技术,测距速度就有了很大的提升,最快可以0.05s测距1次,每秒可以采集20次结果,这样就可将监测频率扩展至10Hz。
在这里,向大家介绍徕卡Survey Streaming软件,可以实现对单一目标跟踪,并对测量时间与采集终端时间进行精准同步,获得具备毫秒时间戳的测量数据,方式输出的过程并不依赖于全站仪本身的数据存储,支持GSI、TCP port 和UDP port输出。
方法-02锁定目标仅测角,计算角度分辨动态变化图片上一种方法要获得更高频的数据结果必须使用采用波形数字化测距技术的徕卡MS60实现,那么普通的测量机器人是否也可以能实现这一点呢?今天我们就讨论第二种方法,仅测角,计算角度分辨桥梁振动动态变化。

桥梁振动监测我们更关注是高程和水平方向的振幅,可以将两个方向振幅分配到全站仪测量的水平角和竖直角上,仅需在开始的时候完成一次精密距离测量,就可以利用初始的测距值作为原始测距基础,将角度测量变化值转化为位移量,监测桥梁振动情况。
徕卡全站仪Geocom指令集提供了只获取当前角度的指令,可以在徕卡ATRplus非常强大的高速动态目标跟踪的前提下,获取纯角度的高频测量数据。
试验表明,单纯角度的获取的频率可以从7Hz提升至20Hz,这样就可以根据获取的高频角度测量数据结合第一次的精密测距结果获得桥梁的振动频率。
方法-03基于高动态视频流图像处理识别振动信息图片徕卡测量还为全站仪加入了概略相机和望远镜相机,尤其在徕卡TS60产品上提供的望远镜相机可实现高频视频流输出,视频流可以以最高30Hz的频率被记录,我们完全可以基于高动态视频流图像处理识别振动信息。

徕卡全站仪的望远镜相机均进行了严格的出厂校准,我们可以从全站仪上输出相应的校准参数,比如校准后影像中心、焦距以及物理像素尺寸。徕卡TS60望远镜相机COMS阵列为2560px×1920px的分辨率,根据相机的校准参数可计算望远镜相机的角度测量分辨率为1.7",可根据实时输出的30Hz视频流进行影像计算,识别桥梁振动信息。
采用基于影像的动态测量的另一个优势为不需要在桥梁上固定目标棱镜。当然,光照条件是影响影像测量的重要因素,在黑暗的环境一般无法执行影像测量,而在晚上利用影像传感器进行振动测量的一个可行的方案为采用发光目标。
以上我们讨论了全站仪实现振动监测的可能性,徕卡测量还有两种非常有效的监测方式。
01我们可以使用徕卡GNSS设备,利用徕卡GM30接收机不间断获取20Hz的采样数据,通过徕卡Spider软件对高频动态采集数据进行解算,获取RTP的高频监测结果。GNSS的监测方式,可以将桥梁的振动监测结果与静态位移监测结果进行结合分析,更直观的体现桥梁健康情况。
02新的大地测量传感器如地基雷达的推出,使桥梁的静态及动态变形监测变得更简单和高精度,既可以进行位移监测,同时又可以进行振动监测,IBIS-FS雷达作为毫米波雷达的典型代表,以200Hz的高频和最高0.01mm的高精度采集桥梁的振动数据,在桥梁索力、桥梁动载试验、桥梁静荷载、运营桥梁动挠度的监测中有较多的应用。
声明:以上内容来源于网络文章转载,转自原创徕卡测量系统应用文章,出于传递信息及学习之目的,不代表本网站的观点、立场,本网站不对其真实性负责。
更多相关
其域灵视P1:开启数字化新纪元的3D空间相机
灵视P1是由其域创新研发的革命性3D空间相机,被誉为"真空间相机"。这款设备融合了SLAM(同步定位与地图构建)与3D高斯泼溅(3DGS)...
徕卡全站仪大坝自动化监测方案
一、项目概况 福建省某水力发电厂坝长约400米,坝高约70米,年发电量八亿多千瓦时,2021年该电厂投入建设大坝外观自动化监测系统,采用徕卡TM50全站仪+GeoMoS自动化监测方案,实现大坝监...
小工具,大应用,COGO解决全站仪施工坐标转换之“痛”
苏州轨道交通施工项目,设计方提供的施工图纸是苏州城市坐标,而业主要求施工使用另外1套苏州轨道坐标,业主提供了两套坐标系的同名点控制点成果。 施工的“难”: 采用苏州城市坐标进行放样没问题,但业...
什么是RTK?有了RTK差分,无人机精度就厘米级了?
不知从什么时候开始以支持RTK差分为卖点的飞控就如雨后春笋一样,甚至一些消费级无人机品牌亦推出了自己的差分飞控产品。宣传口号一般都是“厘米级精度”,但真的有了RTK差分,就到了厘米级精度了吗? ...
建筑施工测量选魔星MT20i
住宅小区的成功交付,离不开完善的附属配套工程,但是住宅小区配套工程的施工通常面临两项难题: 工期紧:主体工程建设周期长,可能占用配套工程工期,急...
中国地质调查局率先完成2000国家大地坐标系升级转换
12月28日,中国地质调查局在京举办2000国家大地坐标系转换工作座谈培训会。会议透露,地质调查领域2000国家大地坐标系升级转换工作已完成,2018年新开设的地质调查项目将全部采用2000国家大...
全站仪在建筑行业中的测绘应用
现代化的城市在呈现飞跃式的发展,其中的房地产事业是代表城市繁荣昌盛的建筑群体之一。城市要发展,房地产事业就得跟上,在如此快速迅猛发展的压力下,质量的把关和进度的控制成为建筑行业发展的最终目标。本文...
直击“三调”:测绘员脚量青藏高原,“缺氧不缺精神”
因条件有限,在路上解决午餐的测绘队员 今年年初,第三次国土调查测绘队伍来到西藏进行作业、调查,这是一项深入了解国情国力的重大调查。 在“世界屋脊”西藏,“三调”的目标是全面掌握自治区总面积12...











环球测绘微信