仵 峰

(陜西省水利電力勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院測(cè)繪分院，陜西 西安 710002)

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徠卡TS30測(cè)量機(jī)器人技術(shù)在四川某灌區(qū)高程測(cè)量中的應(yīng)用分析

仵 峰

(陜西省水利電力勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院測(cè)繪分院，陜西 西安 710002)

徠卡TS30測(cè)量機(jī)器人屬于高精度智能型全站儀，融合角度測(cè)量、距離測(cè)量、自動(dòng)目標(biāo)識(shí)別和快速跟蹤功能，具有自動(dòng)化程度高、精度可靠和工作效率高等特點(diǎn)，被廣泛的應(yīng)用到精密工程測(cè)量和大中型變形監(jiān)測(cè)項(xiàng)目中。本文通過(guò)對(duì)徠卡TS30測(cè)量機(jī)器人技術(shù)在四川馬壩河龍?zhí)凉鄥^(qū)工程項(xiàng)目建設(shè)階段中應(yīng)用實(shí)踐分析。結(jié)果認(rèn)為，該軟件技術(shù)優(yōu)點(diǎn)具有操作簡(jiǎn)單、限差設(shè)置靈活，易學(xué)易懂等優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)具有不能將水平角、垂直角、邊長(zhǎng)分別設(shè)置等不足，綜合測(cè)量機(jī)器人技術(shù)的各項(xiàng)優(yōu)缺點(diǎn)及工作原理研究后，進(jìn)一步認(rèn)為徠卡TS30測(cè)量機(jī)器人適用于大中型項(xiàng)目的光電測(cè)距導(dǎo)線帶三角高程測(cè)量工作，并能大大提高工作效率，為同類工程提供技術(shù)支撐。

測(cè)量機(jī)器人；徠卡TS30；水庫(kù)灌區(qū)；高程測(cè)量

1 徠卡TS30測(cè)量機(jī)器人介紹

徠卡TS30測(cè)量機(jī)器人屬于高精度智能型全站儀，美融合了角度測(cè)量、距離測(cè)量、自動(dòng)目標(biāo)識(shí)別和快速跟蹤功能，因其自動(dòng)化程度高，精度可靠，并能大大提高工作效率，在精密工程測(cè)量和大中型變形監(jiān)測(cè)項(xiàng)目中廣泛應(yīng)用。其主要構(gòu)造為TS30全站儀配徠卡TCA機(jī)載自動(dòng)記錄軟件，使系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化測(cè)量，同時(shí)滿足內(nèi)、外業(yè)數(shù)據(jù)一體化、規(guī)范化。瑞士Leica公司生產(chǎn)的TS30全站儀標(biāo)稱精度，測(cè)角中誤差±0.5″，測(cè)距中誤差±0.6 mm+1 ppm。其重要部件ATR(自動(dòng)目標(biāo)識(shí)別)安裝在全站儀望遠(yuǎn)鏡上，與望遠(yuǎn)鏡同軸，性能穩(wěn)定可靠。當(dāng)啟動(dòng)ATR測(cè)量時(shí)，全站儀發(fā)送的紅外光被反射棱鏡返回并經(jīng)儀器內(nèi)置的CCD相機(jī)判別接受后，馬達(dá)就驅(qū)動(dòng)全站儀自動(dòng)轉(zhuǎn)向棱鏡，并自動(dòng)精確確定棱鏡中心位置，使全站儀具有自動(dòng)目標(biāo)識(shí)別、精確瞄準(zhǔn)目標(biāo)、自動(dòng)正倒鏡測(cè)量、自動(dòng)完成數(shù)據(jù)記錄等工作。該軟件的特點(diǎn)如下：

(1)操作簡(jiǎn)單。一般情況下，無(wú)論多少方向、多少測(cè)回，使用者僅需按數(shù)次鍵即可完成設(shè)置；觀測(cè)時(shí)只需按一個(gè)鍵就可完成一測(cè)站所有測(cè)回。

(2)限差設(shè)置靈活。使用者可根據(jù)具體需要設(shè)置各項(xiàng)限差，同時(shí)儀器自動(dòng)默認(rèn)上次的限差設(shè)置。

(3)全自動(dòng)觀測(cè)。完成各項(xiàng)設(shè)置后，儀器可依照第一次的粗瞄順序自動(dòng)照準(zhǔn)各目標(biāo)點(diǎn)，自動(dòng)測(cè)距、測(cè)角，并實(shí)時(shí)檢測(cè)各項(xiàng)限差，超限后自動(dòng)處理，避免了因外業(yè)觀測(cè)數(shù)據(jù)不合格造成的復(fù)測(cè)和人為造假。

2 灌區(qū)概況

2.1 灌區(qū)范圍

馬壩河龍?zhí)凉鄥^(qū)工程位于四川省涼山彝族自治州鹽源縣。西至棉椏鄉(xiāng)，東至衛(wèi)城鎮(zhèn)，北至白烏鎮(zhèn)，南至鹽井鎮(zhèn)。灌區(qū)范圍南北長(zhǎng)20 km，東西寬34 km，土地面積380 km2，灌區(qū)范圍涉及鹽源縣鹽井鎮(zhèn)、衛(wèi)城鎮(zhèn)、梅雨鎮(zhèn)、白烏鎮(zhèn)、雙河鄉(xiāng)、干海鄉(xiāng)、下海鄉(xiāng)、棉椏鄉(xiāng)、大河鄉(xiāng)9個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，2010年總?cè)丝?2.3萬(wàn)人，規(guī)劃灌溉面積36.2萬(wàn)畝。灌區(qū)位于東經(jīng)101°15′～101°41′，北緯27°19′～27°40′之間,地處淺山區(qū)丘陵地帶，線路大部分布設(shè)于丘陵半坡處、溝壑交錯(cuò)，個(gè)別處線路穿越松樹(shù)林；測(cè)區(qū)海拔高度為2500 m左右。

2.2 灌區(qū)渠系組成

灌區(qū)工程由渠道工程、抽水泵站工程、渠系建筑物等工程組成。根據(jù)渠系布置，渠道工程由干渠系統(tǒng)、分干渠系統(tǒng)、支渠系統(tǒng)及干斗組成，灌區(qū)工程共布置2條干渠及4條分干渠，依次為左干渠、右干渠、馬壩河分干渠、衛(wèi)城分干渠、干海河分干渠、棉椏分干渠,總干渠及分干渠長(zhǎng)122.78 km；支渠27條，總計(jì)渠長(zhǎng)166.19 km；退水14條，總計(jì)渠長(zhǎng)11.15 km；總計(jì)渠長(zhǎng)300.12 km。共布設(shè)水閘83座，隧洞16座，倒虹65座，各類橋梁560座，泵站5座(總裝機(jī)容量13 820 kW)，建筑物合計(jì)746座。

3 徠卡TS30測(cè)量機(jī)器人在灌區(qū)高程測(cè)量中應(yīng)用實(shí)踐分析

3.1 灌區(qū)測(cè)量工作內(nèi)容

本次測(cè)量是為四川省涼山州鹽源縣馬壩河龍?zhí)了畮?kù)灌區(qū)工程項(xiàng)建階段的設(shè)計(jì)和地質(zhì)勘察工作提供基礎(chǔ)測(cè)繪資料，需完成工作任務(wù)見(jiàn)表1。

表1 測(cè)量工作任務(wù)表

3.2 測(cè)區(qū)基本控制觀測(cè)方案

結(jié)合測(cè)區(qū)地理?xiàng)l件、人力資源及設(shè)備情況，將基本平面控制網(wǎng)布設(shè)為D級(jí)GPS網(wǎng)，基本高程控制采用四等三角高程測(cè)量。任務(wù)急、工作量大。對(duì)四等三角高程測(cè)量(帶五等導(dǎo)線)宜采用徠卡TS30進(jìn)行施測(cè)。

3.3 四等三角高程測(cè)量限差設(shè)置

根據(jù)《水利水電工程測(cè)量規(guī)范》(規(guī)劃設(shè)計(jì)階段)(SL197-2013)和《國(guó)家三、四等水準(zhǔn)規(guī)范》(GB/T 12898—2009)中對(duì)四等三角高程測(cè)量的觀測(cè)方法和精度指標(biāo)規(guī)定確定外業(yè)觀測(cè)的方法見(jiàn)表2和表3。觀測(cè)前按以上限差在TS30全站儀上進(jìn)行測(cè)站設(shè)置，同時(shí)輸入溫度、氣壓等氣象值及儀器高和前后視棱鏡高。設(shè)置完成后，在盤左狀態(tài)下按順時(shí)針?lè)较蛞来螠y(cè)量前、后視棱鏡一次，即完成學(xué)習(xí)測(cè)量。然后進(jìn)行正式觀測(cè)，測(cè)站全部觀測(cè)可自動(dòng)完成。

表2 光電測(cè)距三角高程測(cè)量的作業(yè)方法

表3 光電測(cè)距三角高程測(cè)量觀測(cè)限差

3.4 四等三角高程測(cè)量精度情況

本次四等三角高程測(cè)量以四個(gè)國(guó)家Ⅰ等水準(zhǔn)點(diǎn)為起閉點(diǎn)，共布設(shè)了4條符合水準(zhǔn)線路，共測(cè)定往返高差892個(gè)，其中往返高差超限共6組，見(jiàn)表4。由表4可明顯看出，往返高差超限組的邊長(zhǎng)均大于1 km，而《工程測(cè)量規(guī)范》(GB50026-2007)中表4.3.2要求：四等電磁波測(cè)距三角高程測(cè)量邊長(zhǎng)應(yīng)≤1 km。故在以上各組轉(zhuǎn)點(diǎn)間增加轉(zhuǎn)點(diǎn)，進(jìn)行了重測(cè)，重測(cè)后往返高差較差無(wú)超限現(xiàn)象。外業(yè)觀測(cè)數(shù)據(jù)驗(yàn)算合格后，采用清華山維《工程測(cè)量控制網(wǎng)微機(jī)平差系統(tǒng)軟件》進(jìn)行平差計(jì)算，平差結(jié)果滿足規(guī)范精度要求。進(jìn)度統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表5。

表4 四等三角高程測(cè)量高差精度

表5 四等三角高程測(cè)量平差計(jì)算進(jìn)度統(tǒng)計(jì)

4 結(jié)語(yǔ)

徠卡TS30測(cè)量機(jī)器人屬于高精度智能型全站儀，在精密工程測(cè)量和大中型變形監(jiān)測(cè)項(xiàng)目中應(yīng)用廣泛。通過(guò)對(duì)徠卡TS30在馬壩河龍?zhí)凉鄥^(qū)工程項(xiàng)目建階段測(cè)量項(xiàng)目中光電測(cè)距導(dǎo)線帶三角高程測(cè)量具體實(shí)踐分析總結(jié)，發(fā)現(xiàn)該軟件技術(shù)具有操作簡(jiǎn)單、限差設(shè)置靈活，易學(xué)易懂等優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)具有不能將水平角、垂直角、邊長(zhǎng)分別設(shè)置等缺點(diǎn)。在具體觀測(cè)過(guò)程中，棱鏡應(yīng)精確對(duì)準(zhǔn)儀器，棱鏡表面無(wú)水霧、灰塵，儀器、棱鏡量高采用專用量高游標(biāo)卡尺，采用精度較高干濕溫度計(jì)、氣壓計(jì)進(jìn)行溫度氣壓改正，天氣對(duì)觀測(cè)的影響較大，在日出、日落及中午前后，空氣抖動(dòng)比較大，不利于觀測(cè)，應(yīng)避開(kāi)該段時(shí)間進(jìn)行觀測(cè)。對(duì)徠卡TS30測(cè)量機(jī)器人技術(shù)的各項(xiàng)優(yōu)缺點(diǎn)及工作原理進(jìn)行研究后，進(jìn)一步認(rèn)為徠卡TS30測(cè)量機(jī)器人適用于大中型項(xiàng)目的光電測(cè)距導(dǎo)線帶三角高程測(cè)量工作，并能大大提高工作效率。

2017-02-14

仵峰(1980-)，男，陜西扶風(fēng)人，工程師，主要從事水利水電工程測(cè)量方面工作。

P216

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1004-1184(2017)03-0168-02