全站仪自动化变形监测
变形监测方法和技术要求
变形监测方法和技术要求1、变形监测方法（1）常规大地测量方法常规的大地测量方法通常指的是利用常规的大地测量仪器测量方向、角度、边长、高差等技术来测定变形的方法。
包括布设成边角网、各种交会法、极坐标法以及几何水准测量法、三角高程测量法等。
常规的大地测量仪器有水准仪、全站仪等。
常规大地测量方法主要用于变形监测网的布设以及每个周期的观测。
（2）测量机器人随着自动化技术的运用和发展，测量机器人在变形监测中的应用也日益普遍。
以智能全自动化全站仪为代表的测量机器人，在变形监测中，能够通过多周期的观测，得到更准确的数据。
这对分析出相应监测点的变形，并判断建筑变形是否在安全范围内更具有可靠性。
测量机器人通过CCD影像传感器和其它传感器对现实测量世界中的“目标”进行识别，并完成照准、读数等操作，以完全代替人的手工操作。
测量机器人在工程建筑物的变形自动化监测方面，已渐渐成为首选的自动化测量技术设备，测量机器人具有高效、全自动、准确、实时性强、结构简单、操作简便等特点，特别适合于小区域的变形监测，可实现全自动无人值守的变形监测。
（3）RTK方法GNSS动态实时差分测量技术（RTK）应用于变形监测在测量的连续性、实时性、自动化及受外界干扰小等方面表现出了越来越多的优越性。
使用GNSS动态差分技术进行变形监测时，需要将一台接收机安放在变形体以外的稳固地点作为基准站，另外一台或多台GNSS接收机天线安放在变形点上作为流动站。
GNSS方法可以用于测定场地滑坡的三维变形、大坝和桥梁水平位移、地面沉降以及各种工程的动态变形（如风振、日照及其他动荷载作用下的变形）等。
（4）数字近景摄影测量方法数字近景摄影测量方法观测变形时，首先在变形体周围的稳定点上安置高精度数码相机，对变形体进行摄影，然后通过数字摄影测量处理获得变形信息。
与其他方法相比较，数字近景摄影测量方法具有以下显著特点：①信息量丰富，可以同时获得变形体上大批目标点的变形信息；②摄影影像完整记录了变形体各时期的状态，便于后续处理；③外业工作量小，效率高，劳动强度低；④可用于监测不同形式的变形，如缓慢、快速或动态的变形；⑤观测时不需要接触被监测物体。
变形监测有哪些内容
变形监测有哪些内容变形监测是指对物体的形状、尺寸、位置等进行实时监测和检测的技术手段。
在工程领域中，变形监测被广泛应用于建筑结构、桥梁、隧道、地铁、水利工程等领域，以及航空航天、汽车制造等行业。
变形监测的内容包括但不限于以下几个方面：1. 变形监测原理。
变形监测的原理是利用各种传感器或测量仪器对目标物体的形状、尺寸、位置等进行实时监测和检测。
常用的传感器包括全站仪、GPS、倾角传感器、位移传感器、应变片等。
这些传感器可以实时采集目标物体的各项参数，并将数据传输给监测系统进行分析和处理，从而实现对目标物体变形情况的监测。
2. 变形监测方法。
变形监测方法包括静态监测和动态监测两种。
静态监测是指在目标物体处于静止状态下进行监测，通常用于建筑结构、桥梁等工程领域；动态监测是指在目标物体处于运动状态下进行监测，通常用于航空航天、汽车制造等行业。
根据监测的具体要求和目标物体的特点，可以选择合适的监测方法进行变形监测。
3. 变形监测技术。
变形监测技术包括传感器技术、数据采集技术、数据处理技术等。
传感器技术是变形监测的核心技术，传感器的选择和布设对监测结果具有重要影响；数据采集技术是指对传感器采集的数据进行有效获取和传输；数据处理技术是指对采集的数据进行分析、处理和展示，从而实现对目标物体变形情况的准确监测。
4. 变形监测应用。
变形监测在工程领域中有着广泛的应用，可以用于建筑结构的变形监测、桥梁的变形监测、隧道的变形监测、地铁的变形监测等。
在航空航天、汽车制造等行业，也可以利用变形监测技术对飞行器、汽车等进行变形监测，确保其安全运行。
变形监测还可以应用于地质灾害监测、海洋工程监测等领域，为工程建设和生产运营提供可靠的监测数据和技术支持。
5. 变形监测发展趋势。
随着科学技术的不断发展和进步，变形监测技术也在不断创新和完善。
未来，变形监测技术将更加智能化、精准化和自动化，传感器技术、数据采集技术、数据处理技术等将得到进一步提升和应用，从而更好地满足工程建设和生产运营对变形监测的需求。
全站仪自动变形监测系统在招宝山大桥变形监测中的应用
为 了 尽 量 减 小 对 社 会 交 通 的 影 响 ． 桥 管 理 部 门 同 意 封 大 桥 时 间 为 ３ ｎ ０ｍｉ 。因 此 ， 桥 主 梁 和 主 塔 上 ３ 大 ２个 监 测 点 的 现 场 测 量 工 作 要 在 ３ ｎ 内 完 成 ， 移 沉 降 监 测 精 度 要 求 为 ０ ｍｉ 位
系统 的有效 监 测 结果 。 关 键 词 全 站 仪 ：大 桥 ；变 形 监 测
宁 波 招 宝 山 大 桥 位 于 宁 波 市 甬 江 人 海 口 ， 接 宁 波 镇 海 连
２２ ．
监 测 速 度 和 精 度
市 区 和 小 港 经 济 开 发 区 ． 主 桥 为 独 塔 斜 拉 桥 与 连 续 梁 结 合 其
± １ ＴＩＩ ＩＩ 。 Ｔ
ห้องสมุดไป่ตู้２３ ．
监 测 方 案
人 员 加 固 修 复 。 已 建 成 通 车 。为 了 保 证 大 桥 的 安 全 运 营 ， 现 受
大 桥 管 理 部 门 的 委 托 ， 求 通 过 对 大 桥 关 键 部 位 的 空 间 位 置 要 及 其 变 化 作 长 时 间 定 期 监 测 ， 析 长 期 积 累 的 数 据 ， 确 定 分 以 现 有 结 构 的 承 载 能 力 ， 用 耐 久 性 等 ， 保 桥 跨 结 构 处 于 良 使 确 好 的 工 作 状 态 。 为 此 开 展 了 对 大 桥 位 移 、 降 等 内 容 的 变 形 沉
监测 。
采用常规水准测量等方案 ． 能保证必要的监测精度． 虽
但 要 在 ３ ｎ内 完 成 大 桥 主 梁 和 桥 塔 上 ３ ０ｍｉ ２个 点 的 位 移 沉 降
监 测 困 难 较 大 。特 别 是 大 桥 主 塔 塔 顶 距 桥 面 高 约 １ ０ Ｉ ， ０ Ｉ 常 Ｔ
变形监测设计方案
变形监测设计方案变形监测设计方案一、设计思路：变形监测是指对土木工程结构中的变形进行实时监测和分析，以预测结构的变形趋势、预警结构的变形异常，并提供科学依据为结构的维护管理和安全性评估提供技术支持。
本设计方案将选用全站仪和振动传感器作为变形监测设备，通过将全站仪固定在监测点上，实时测量监测点的坐标变化，通过振动传感器测量结构的振动情况，进而实现对结构变形的监测。
二、设备选择：1.全站仪：全站仪是土木工程测量中常用的一种测量仪器，具有高精度、高稳定性和自动化程度高的特点。
全站仪可以实时测量监测点的三维坐标变化，并能生成三维图像，方便对结构的变形进行分析和评估。
2.振动传感器：振动传感器是测量结构振动情况的一种传感器，可以实时监测结构的振动频率、振动幅度等参数。
通过振动传感器可以判断结构的变形情况，以及结构是否存在异常振动情况。
三、监测点选取：监测点的选取应根据具体工程的结构形态和变形特点进行综合考虑，一般选择工程的关键部位和容易发生变形的区域为监测点。
监测点应包括主体结构和次要结构的监测点，以便全面监测结构的变形情况。
四、监测程序：1.安装全站仪和振动传感器。
2.对监测点进行初始坐标测量，并记录下来作为基准。
3.开启全站仪和振动传感器，开始实时监测结构的变形和振动情况。
4.对监测数据进行定期整理和分析，生成结构变形和振动的曲线和图像。
5.根据监测结果，判断结构变形和振动是否正常，如发现异常情况，及时进行修复和调整。
五、监测结果处理和评估：通过对监测数据的整理和分析，可以得出结构变形和振动的趋势，并与工程设计要求进行对比，评估结构的变形和振动是否满足设计要求。
根据评估结果，可以及时采取措施进行修复和调整，确保结构的安全和稳定。
六、安全措施：1.在安装和调试监测设备时，要注意操作规范，避免人为损坏设备。
2.设备选用符合国家标准的产品，并进行定期维护和检修，确保设备的正常工作。
3.定期对监测设备进行校准和检测，保证监测数据的准确性和可靠性。
使用全站仪进行建筑物结构变形监测
使用全站仪进行建筑物结构变形监测简介：建筑物结构的变形与稳定性是建筑工程中至关重要的问题。
为了及时发现潜在的结构问题，确保建筑物的安全与稳定，工程师和建筑师经常使用全站仪进行结构变形监测。
本文将介绍全站仪的原理和应用，并讨论其在建筑物监测中的重要性。
一、全站仪的原理全站仪是一种测量仪器，由测量仪和特殊的反射镜装置组成。
通过发送和接收红外射线，全站仪能够测量建筑物各个点的位置和变形。
全站仪的工作原理基于三角测量法，通过测量观测点与仪器的角度差以及观测点与仪器的距离，从而确定观测点的坐标。
二、全站仪在建筑物监测中的应用1. 结构变形监测全站仪在建筑物结构变形监测中发挥着重要的作用。
通过在建筑物的不同部位放置三角测量点，并定期进行测量，工程师能够及时检测到建筑物的变形情况。
这种变形监测能够帮助工程师判断建筑物是否存在潜在的结构问题，并采取相应的修复措施。
2. 地基沉降监测除了结构变形监测，全站仪还可以用于建筑物地基沉降的监测。
地基沉降是建筑物安全与稳定性的重要指标。
通过在建筑物的基础上放置多个测量点，并测量其高程变化，工程师能够及时发现并评估地基的沉降情况。
这种地基沉降监测能够帮助工程师判断地基的承载能力，为建筑物的设计和施工提供重要参考。
3. 拱顶位移监测对于一些大型建筑物，如体育场馆和大型文化建筑，拱顶位移是一个重要的考虑因素。
借助全站仪的高精度测量能力，工程师可以对拱顶位置进行实时监测，并记录其位移情况。
通过监测结果，工程师可以调整建筑物的结构设计，确保拱顶的稳定性。
三、使用全站仪进行建筑物监测的重要性1. 及时发现潜在问题通过使用全站仪进行建筑物监测，工程师能够及时发现潜在的结构问题。
建筑物的结构变形往往需要一段时间才能显现出来。
而通过定期的测量，工程师能够及早识别和解决这些问题，确保建筑物的安全和稳定性。
2. 提供科学依据全站仪能够提供高精度的测量结果，这为工程师提供了科学的数据依据。
以往，建筑物的监测主要依赖于工程师的经验和直觉。
使用全站仪进行建筑物变形监测的步骤
使用全站仪进行建筑物变形监测的步骤随着科技的不断发展，工程领域也迎来了许多新的工具和方法，其中之一就是全站仪。
全站仪是一种高精度的测量仪器，可以用于建筑物的变形监测。
本文将介绍使用全站仪进行建筑物变形监测的详细步骤。
第一步：确定监测目标和位置在进行建筑物变形监测之前，首先需要确定监测的目标和位置。
目标可以是整个建筑物，也可以是其中的某个部分。
位置则是指监测仪器的放置位置，通常是建筑物表面或周围的固定点。
第二步：准备测量仪器全站仪是进行建筑物变形监测的核心工具，因此在进行监测之前，需要准备好全站仪及其相关的设备。
这包括充电器、电池、三角架、标尺和其他测量辅助工具等。
第三步：安装全站仪安装全站仪是进行建筑物变形监测的重要一步。
首先，将三角架放置在监测位置，并确保其稳定性。
然后，将全站仪安装在三角架上，并进行水平调整，以保证测量的准确性。
第四步：进行基准测量在进行变形监测之前，需要进行一次基准测量，以确定建筑物的初始状态。
这个步骤需要在建筑物处于正常状态时进行，并记录下各个监测点的坐标和变形情况。
第五步：设置监测点根据监测目标的确定，确定监测点的数量和位置。
通常，监测点会分布在建筑物的不同部位，包括顶部、底部、墙面和地基等。
在设置监测点时，需要考虑建筑物的结构和变形情况，以确保监测结果的准确性。
第六步：进行变形监测一旦监测点设置好，就可以开始进行建筑物的变形监测了。
这个过程通常需要多次测量，并记录下各个监测点的坐标和变形情况。
全站仪会自动测量各个点的水平和垂直坐标，并计算出变形量和变形速率等参数。
第七步：数据处理和分析测量完成后，需要对所得数据进行处理和分析。
这包括数据的整理、筛选和计算等，以得出建筑物的变形情况和趋势。
常用的数据处理软件包括CAD、Excel和专业的监测软件等。
第八步：结果展示和报告最后，根据数据处理和分析的结果，可以进行结果展示和报告的编制。
这可以是一个图表或报告，用于展示建筑物的变形情况和趋势，并为后续的维护和修复提供参考。
基于智能型全站仪的地铁隧道变形自动化监测技术及应用
基于智能型全站仪的地铁隧道变形自动化监测技术及应用摘要：在地铁建设和运行的时候，要始终监测隧道结构的变形情况，以往使用的人工监测技术很难达到预期的目标。
为了使地铁既有线路正常运行和在建项目顺利施工，可利用智能型全站仪自动化监测技术，实现对地铁隧道变形情况的实时监测。
文章从全站仪变形监测的原理入手，具体包含三维坐标监测原理、围岩收敛变形监测的目的与原理等内容，并围绕其设计和实现展开探讨，结合实际案例探讨其应用，保证地铁既有工程的正常运行和在建工程施工的顺利实施。
关键词：智能型全站仪；自动化监测；地铁隧道引言由于新建地铁工程工作量大，施工、计量工作繁杂，各种工作过程错综复杂，对邻近运营的轨道交通监控造成了一定的影响，故对已经投入运营的地铁进行实时监控。
智能全站仪的自动监控技术能够实现地下隧道的实时数据采集，从而准确、及时地掌握和了解隧道的变形情况，因此，采用智能全站仪对地下隧道的变形进行自动监控有着十分重要的意义。
地铁隧道变形监测精度高、频次高、时效性强，但是隧道变形监测环境复杂，天窗时间段，存在着一定的安全风险，常规的手工操作方式很难适应地铁监控的需要。
采用全天候自动化的变形监测方法，是目前地铁隧道监控的最佳方法。
全站仪自动化变形监控系统能够全天候、高精度、高频率、安全稳定地进行变形监测，并能实时、准确、快速、安全、稳定地进行变形监测，并产生变形曲线、变形报告，对安全事故进行预测，消除隐患，确保地铁的安全施工和运行。
1.地铁隧道施工监测现状目前国内隧道工程监测主要采用手工监测，其优点是简单、技术成熟可靠，但其缺点是时间短、监测效率低、成本高、危险性大。
采用自动监控技术对地铁隧道施工进行实时监控，是目前地铁隧道工程监控发展的必然趋势，通过自动监控技术，可以实现对隧道工程的实时监控，并对其进行快速、高效的分析，对解决人工测量弊端具有很强的实际意义。
目前，我国隧道工程监测的重点是隧道纵向变形监测、隧道横向变形监测、隧道管径收敛变形监测。
测绘技术中的工程变形监测方法
测绘技术中的工程变形监测方法引言：在建设工程领域，工程变形监测是一项重要的任务。
为了确保工程施工的质量和安全，测绘技术在监测工程变形方面发挥着关键作用。
本文将介绍测绘技术中常用的工程变形监测方法。
一、全站仪监测法全站仪监测法是一种常见的工程变形监测方法。
全站仪能够通过测量目标点的水平角度、垂直角度和斜距来计算出目标点的空间坐标。
在工程变形监测中，全站仪可以用于测量目标点的位移和变形。
全站仪监测法的优点在于测量精度高、数据准确可靠。
通过将全站仪放置在适当位置，可以覆盖整个工程区域的监测范围。
同时，全站仪还具有较高的自动化程度，能够实现数据的实时传输和处理。
二、摄影测量监测法摄影测量监测法是一种基于影像信息的工程变形监测方法。
通过将航空遥感或无人机摄像机拍摄的影像进行处理，可以获取目标区域的变形信息。
利用图像匹配和数字几何模型，可以计算目标点的坐标和位移。
摄影测量监测法的优点在于监测范围广、数据处理简便。
通过摄影测量技术，可以覆盖大范围的工程区域，并进行高精度的变形监测。
另外，摄影测量技术还能够提供三维场景的可视化效果，方便用户对变形情况的直观理解。
三、遥感监测法遥感监测法是一种基于卫星和航空遥感影像的工程变形监测方法。
通过获取目标区域的遥感影像，可以分析地表的变形情况。
利用影像处理和遥感技术，可以提取地表点的坐标和形状信息。
遥感监测法的优点在于监测范围大、实时性强。
随着卫星和航空遥感技术的发展，遥感影像的分辨率和覆盖范围越来越大。
因此，遥感监测法可以应用于全球范围的工程变形监测，并实现实时数据的获取和分析。
四、激光测量监测法激光测量监测法是一种基于激光测距仪的工程变形监测方法。
通过激光测距仪测量目标点的距离，可以计算出目标点的坐标和位移。
激光测量监测法适用于监测小范围、高精度的变形情况。
激光测量监测法的优点在于测量速度快、精度高。
通过激光测距仪，可以实现对目标点的非接触式测量，避免了传统测量方法中的接触干扰。
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z
x S cos cos
P
y
S
cos
sin
z S sin
x
S
y β α
O 极坐标测量示意图
2、极坐标测量二精、度全计站算仪公极式坐标测量精度分析
三维坐标分量精度计算
x S
2
m
2 x
m
2 y
m
2 z
mS2
D
m2
S
m2
二、全站仪极坐标测量精度分析 3、极坐标测量精度理论估计
设： mS 1mm 1ppm m m 0.5" 450 100
边长 S
50m
100m
200m
mx
0.7mm
0.8mm
1.0mm
my
0.7mm
2、可以自动化三照、准自的动合化作监目测标系—统3对6全0°站棱仪镜要求 水平与垂直自动化照准精度匹配
TS30 0.5" 0.6mm+1ppm(精密模式) 1.0mm+1ppm（标准模式） 1.0mm+1ppm 2mm+2ppm
180°/s
1000m 800m 1.0mm@200m ——
1、全站仪的自三动、化自动化监测系统对全站仪要求 多棱镜目标自动化识别技术
一般的自动照准全站仪 （非就近照准法则）
t
1 2 1 1 p
Δ — 变形允许值
t — 为置信区间内允许误差与中误差之比值，t = 2
p — 为概率值，相对位移一般可取 p = 0.995
大坝变形监测精度一要、求变形监测精度要求
（1）混泥土坝：1mm （2）土石坝： 3~5mm
1、极坐标测量二原、理全站仪极坐标测量精度分析
北
JZ1 Y
主坝轴线 GD4
JZ2 坝肩轴线
变形点 JZ3
JZ0 X
4、自动化全站二仪、极全坐站标仪实极测坐精标度测统量计精（自度动分目析标照准） 室外200m距离测微平台比测部分结果
在X方向锯齿型误差为±0.19mm
在Y方向锯齿型误差为0.16mm，转化 为角度误差为±0.24″。
三、自动化监测系统对全站仪要求 1、全站仪的自动化
Di+1
i’
激光干涉仪
全站仪极坐标测量精度检测装置俯视示意图
4、自动化全站二仪、极全坐站标仪实极测坐精标度测统量计精（自度动分目析标照准）
室内30m双频激光干涉基线比测部分结果
mP
T P 0.15mm n
序号
激光mm
E
20
-20000.15
22.71155
21
-21000.28
地铁隧道围岩收敛一控、制变标形准监（测参精考度值要）求
（1）洞室收敛：30mm （2）拱顶下沉：20mm
一、地铁结构变形监测精度要求
变形监测精度要求
（1）洞室收敛： Δ = 30mm, 1/ t= 1/20, m = 1.5mm
（2）拱顶下沉： Δ = 20mm
m = 1.0mm
m
y S
z
2
2
S
2
y
2
x
0
2
xz
D
2
yz
D
2
D
m S2 m2 m2
点位精度计算
2
2
mP
0.8mm
1.0mm
mz 点位精度
0.2mm 1.0mm
0.3mm 1.2mm
0.5mm 1.5mm
4、自动化全站二仪、极全坐站标仪实极测坐精标度测统量计精（自度动分目析标照准） 室内30m双频激光干涉基线比测示意图
全站仪 全站仪
激光干涉仪
导轨
小车 全站仪极坐标测量
精度检测装置立面示意图
Di
i
全站仪自动化变形监测系统 AutoMoS/SubMoS
林新烁
深圳市博飞仪器有限公司 2013.05 深圳
目录
一、变形监测精度要求（地铁、大坝） 二、全站仪极坐标测量精度分析 三、自动化 变形监测系统对全站仪的要求 四、自动化变 形监测误差处理技术 五、全站仪自动化变形 监测系统 六、总结 附录：SubMoS-地铁结构变形自动化监测系统
三、自动化监测系统对全站仪要求
1、全站仪的自动化
型号
NET05AX
测角精度
0.5"
测距精 棱镜 度
0.8mm+1ppm
反射片 0.5mm+1ppm
无棱镜 轴系驱动马达
1.0mm+1ppm
驱动速度 60°/s
目标自动照准
测程
棱镜
1000m
360°棱镜 600m
精度 棱镜 反射片
1.0mm@200m 1.0mm@50m
全站仪轴系驱动自动化 全站仪目标照准自动化
自动照准精度：1mm@200m 自动照准距离：1000m 自动照准分辨能力：具备特殊能力
（就近照准法则、小视场、主 动目标） 自动照准目标类型：圆棱镜、360°棱镜、反射片
全站仪目标测量过程控制自动化
提供丰富的计算机控制指令，便于编程开发
H -0.23265 -0.23250 -0.23250 -0.23245 -0.23230 -0.23220 -0.23215 -0.23210 -0.23200
距离差mm
0.10 0.15 -0.44 0.06 0.24 -0.23 0.09 -0.02 -0.08
4、自动化全站二仪、极全坐站标仪实极测坐精标度测统量计精（自度动分目析标照准） 室外200m距离测微平台比测部分结果
23.68810
22
-22000.11
24.66375
23
-23000.04
25.64000ຫໍສະໝຸດ 24-24000.14
26.61660
25
-25000.08
27.59260
26
-26000.07
28.56890
27
-27000.09
29.54520
28
-28000.1904
30.52150
全站仪m N
6.49465 6.71125 6.92780 7.14440 7.36105 7.57750 7.79430 8.01075 8.22725
（视场内有2个棱镜，不能正常测量）
索佳自动化全站仪 （就近照准法则）
（视场内有2个棱镜，仍能正常测量）
2、可以自动化三照、准自的动合化作监目测标系—统3对6全0°站棱仪镜要求 水平与垂直自动化照准精度匹配
H=0° H=30°
H=60°
自动照准点
随着棱镜的水平方向转动，自动照准点上下会有偏差（可达 ±2.5mm）