福建省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院 黃美滿 葉開淵

徠卡測量系統(tǒng)貿(mào)易(北京)有限公司 張 維 董志祥

徠卡測量新技術(shù)應(yīng)用專欄

徠卡智能超站儀滑坡安全自動監(jiān)測系統(tǒng)

福建省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院 黃美滿 葉開淵

徠卡測量系統(tǒng)貿(mào)易(北京)有限公司 張 維 董志祥

一、項(xiàng)目背景

目前，我國東南沿海和西南地區(qū)大量的供水、調(diào)水、水利水電工程正面臨著繁重的水電基礎(chǔ)建設(shè)規(guī)劃與實(shí)施工作。在這些工程規(guī)劃建設(shè)中，徠卡智能超站儀滑坡安全自動監(jiān)測系統(tǒng)具有十分廣闊的推廣和應(yīng)用空間。

引進(jìn)徠卡智能超站儀滑坡安全自動監(jiān)測系統(tǒng)可主要解決以下問題:

1)滑坡安全自動監(jiān)測中實(shí)現(xiàn)測站位置及監(jiān)測目標(biāo)的雙重精確定位;

2)利用該系統(tǒng)雙重精確定位的優(yōu)點(diǎn)開展仙游抽水蓄能電站開關(guān)站高邊坡穩(wěn)定監(jiān)測研究;

3)在其他類似工程規(guī)劃建設(shè)中逐步推廣和普及徠卡智能超站儀滑坡安全自動監(jiān)測系統(tǒng)。

二、徠卡智能超站儀滑坡安全自動監(jiān)測系統(tǒng)的先進(jìn)性

1.系統(tǒng)功能組成

徠卡智能超站儀滑坡安全自動監(jiān)測系統(tǒng)軟件可以實(shí)現(xiàn)多臺超站儀的遠(yuǎn)程控制和自動化測量，并將測站定位數(shù)據(jù)、監(jiān)測目標(biāo)數(shù)據(jù)在軟件平臺上進(jìn)行統(tǒng)一計(jì)算、入庫管理、短信報(bào)警、數(shù)據(jù)報(bào)表、時(shí)間序列圖形分析。

該系統(tǒng)以超站儀作為工作基站的觀測儀器，克服了一般全站儀必須要安置在穩(wěn)定位置點(diǎn)上的約束，即使測站本身位置可能發(fā)生變化，也可以通過超站儀本身自帶的導(dǎo)航衛(wèi)星定位系統(tǒng)精密測定其當(dāng)時(shí)的位置，從而消除測站本身位置不穩(wěn)定對全站儀自動測量結(jié)果帶來的影響。

徠卡超站儀是將TPS(全站儀)與GPS有機(jī)整合在一起的新型測量設(shè)備。使用徠卡超站儀測量，無需控制點(diǎn)、長導(dǎo)線和后方交會操作，只需架設(shè)超站儀，并使用GPS確定位置，然后就可以使用全站儀進(jìn)行測量、放樣。在需要時(shí)可以單獨(dú)使用TPS或GPS。將GPS天線安裝在對中桿上，就可以進(jìn)行GPS流動站作業(yè)，也可將TPS作為傳統(tǒng)的全站儀使用。超站儀的模塊化設(shè)計(jì)給了用戶最大限度的自由，它可以勝任大量的測量工作，節(jié)省時(shí)間和資金，提高工作效率、增加收益。

2.系統(tǒng)精度指標(biāo)

徠卡智能超站儀滑坡安全自動監(jiān)測系統(tǒng)由徠卡TCRA1201超站儀和GS10接收機(jī)兩部分組成。

超站儀可以進(jìn)行監(jiān)測目標(biāo)的精密測角、測距。測角精度:1″，免棱鏡測程1000 m。棱鏡方式測距精度:±(1 mm+1.5×10－6D)，免棱鏡方式測距精度: ±(2 mm+2×10－6D)。

GS10接收機(jī)和天線平面位置測量精度優(yōu)于±(3 mm+0.5×10－6D)，適合用于高精度的監(jiān)測基準(zhǔn)站。平面位置精度優(yōu)于±(3 mm+0.5×10－6D);垂直位置精度優(yōu)于±(6 mm+0.5×10－6D)。GS10接收機(jī)可以實(shí)現(xiàn)測站位置的精確定位。

該系統(tǒng)以徠卡智能超站儀滑坡安全自動監(jiān)測系統(tǒng)軟件作為整個(gè)智能超站儀滑坡監(jiān)測系統(tǒng)的控制核心軟件，它可以采用多種無線或有線通信方式遠(yuǎn)程遙控一臺或者多臺超站儀，對多種監(jiān)測目標(biāo)進(jìn)行周期性的自動化監(jiān)測。數(shù)據(jù)解算的結(jié)果可以按照多種要求進(jìn)行2維和3維圖形化分析，提供了一目了然的可視化監(jiān)測成果。

該系統(tǒng)具有自動化水平高，數(shù)據(jù)鏈自動無縫連接，數(shù)據(jù)精度穩(wěn)定可靠以及能提供短信報(bào)警等特點(diǎn)，很好地滿足了滑坡安全自動監(jiān)測的需要。

三、現(xiàn)場監(jiān)測的精度

本工程的觀測點(diǎn)于2011年9月6日進(jìn)行首次觀測，到2012年4月10日為止，共觀測了5次，觀測成果見表1。

表1 5期觀測最大位移量匯總表

從表1中可看出:

1)橫向位移:正最大位移量為2012年3月14日的9號點(diǎn)，位移量為0.7 mm;負(fù)最大位移量為2011年12月20日的5號點(diǎn)，位移量為－1.8 mm;

2)縱向位移:正最大位移量為2012年4月11日的11號點(diǎn)，位移量為7.2 mm;負(fù)最大位移量為2012年3月14日的10號點(diǎn)，位移量為－4.1 mm;

3)垂直位移:正最大位移量為2012年4月11日的15號點(diǎn)，位移量為4.2 mm;負(fù)最大位移量為2012年3月14日的3號點(diǎn)，位移量為－8.5 mm。

四、結(jié)束語

從徠卡智能超站儀滑坡安全自動監(jiān)測系統(tǒng)在仙游抽水蓄能電站下庫壩址溢洪道高邊坡穩(wěn)定性監(jiān)測的應(yīng)用結(jié)果來看，該系統(tǒng)滿足滑坡安全自動監(jiān)測中實(shí)現(xiàn)測站位置及監(jiān)測目標(biāo)的雙重精確定位的要求，實(shí)現(xiàn)了測站位置及監(jiān)測目標(biāo)的雙重精確定位及測站儀器遠(yuǎn)程控制和自動化測量。通過專用軟件將測站定位數(shù)據(jù)、監(jiān)測目標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一計(jì)算、入庫管理，并提供數(shù)據(jù)報(bào)表、時(shí)間序列圖形分析功能，為輔助決策提供一定的數(shù)據(jù)依據(jù)。

(本專欄由徠卡測量系統(tǒng)和本刊編輯部共同主辦)