王鶴

隨著科學(xué)技術(shù)水平不斷提升，工程測(cè)量獲得了極大的突破，尤其是變形監(jiān)測(cè)以及預(yù)測(cè)方面。從技術(shù)應(yīng)用實(shí)際來說，具體包括變形觀測(cè)數(shù)據(jù)變化以及水平運(yùn)動(dòng)觀察測(cè)量等基本內(nèi)容，即觀察、重復(fù)觀察以及統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)分析。隨著工程測(cè)量要求的提升，帶動(dòng)著智能控制廣泛應(yīng)用，獲得了不錯(cuò)的成效。

一、智能化工程測(cè)量的原理

從工程測(cè)量中智能控制的應(yīng)用實(shí)際來說，主要原理如下：1.極坐標(biāo)法。在測(cè)量作業(yè)中，常用的觀測(cè)方法為極坐標(biāo)法。具體應(yīng)用中，將使用的儀器，布置在已知坐標(biāo)點(diǎn)上，進(jìn)行未知點(diǎn)的參數(shù)觀測(cè)，比如垂直角以及斜距等，未知點(diǎn)坐標(biāo)，能夠通過測(cè)量以及已知點(diǎn)數(shù)據(jù)獲得。2.智能化分析流程?；谥悄芑刂频墓こ虦y(cè)量，主要涉及到數(shù)據(jù)處理和輸入以及輸出。在具體應(yīng)用中，采取人工輸入的方式，通過自動(dòng)測(cè)量界面，利用設(shè)計(jì)的程序，直接輸入到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)。當(dāng)數(shù)據(jù)輸入到系統(tǒng)后，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)自動(dòng)化處理。通過檢查數(shù)據(jù)格式，分析數(shù)據(jù)是否合法，再對(duì)數(shù)據(jù)處理進(jìn)行后續(xù)操作?；跀?shù)據(jù)輸入，進(jìn)行智能處理，利用構(gòu)建的處理模型，開展數(shù)據(jù)提取，經(jīng)過計(jì)算后獲得最終結(jié)果。測(cè)量獲得的數(shù)據(jù)，是通過數(shù)據(jù)輸出前臺(tái)數(shù)據(jù)庫以及后臺(tái)數(shù)據(jù)庫，自動(dòng)化輸入和輸出。

二、智能化工程測(cè)量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和關(guān)鍵技術(shù)

1.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

基于全站儀，構(gòu)建的自動(dòng)變形監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，目的是搜索工具，采用極坐標(biāo)測(cè)量法，進(jìn)行點(diǎn)的三維坐標(biāo)測(cè)量。利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析，輸出變形點(diǎn)變形以及需不需，通常來說，變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)的組成，具體分為測(cè)站點(diǎn)和參考點(diǎn)以及目標(biāo)點(diǎn)。系統(tǒng)的構(gòu)建，是通過在天文臺(tái)設(shè)置儀器，進(jìn)行變形趨勢(shì)的觀察，利用測(cè)量機(jī)以及計(jì)算機(jī)等，采集以及分析基準(zhǔn)面、變形點(diǎn)結(jié)果，進(jìn)行三維變形的變化點(diǎn)精準(zhǔn)計(jì)算，經(jīng)過安全以及穩(wěn)定分析，最后獲得數(shù)據(jù)。

2.功能模塊設(shè)計(jì)

從智能監(jiān)測(cè)信息化系統(tǒng)的組成來說，主要功能模塊包括點(diǎn)位邏輯觀測(cè)模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、傳輸模塊、處理模塊等。現(xiàn)就其中幾個(gè)關(guān)鍵模塊，進(jìn)行設(shè)計(jì)分析：（1）參數(shù)設(shè)置模塊。此功能模塊的設(shè)計(jì)，具體為基本參數(shù)的測(cè)量和設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)通信數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)等。為實(shí)現(xiàn)智能化測(cè)量控制，必須要設(shè)置相對(duì)完整的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)以及通信。（2）全站儀初始化模塊。此模塊設(shè)計(jì)具體為通信參數(shù)設(shè)計(jì)、全站儀設(shè)備參數(shù)的調(diào)整。為保證設(shè)計(jì)效果，設(shè)置的計(jì)算機(jī)參數(shù)，必須要保證實(shí)際參數(shù)采集設(shè)備調(diào)整到位，確保命令能夠有效傳輸。（3）數(shù)據(jù)處理模塊。設(shè)計(jì)的此功能模塊，依據(jù)基準(zhǔn)點(diǎn)數(shù)據(jù)以及觀測(cè)獲得的數(shù)據(jù)，分析觀測(cè)數(shù)據(jù)和矯正數(shù)據(jù)所存在的矯正關(guān)系，最終確定觀測(cè)點(diǎn)的三維坐標(biāo)。

3.關(guān)鍵技術(shù)

（1）ATR工作原理

在工程測(cè)量實(shí)踐中，智能控制的應(yīng)用，通過配置CCD陣列，實(shí)現(xiàn)圖像的有效處理，同時(shí)在工程測(cè)量作業(yè)實(shí)踐中，發(fā)射二極管，實(shí)現(xiàn)激光的調(diào)整，通過望遠(yuǎn)鏡軸，展現(xiàn)投影，實(shí)現(xiàn)反射過程的有效把控。具體實(shí)踐中，調(diào)整反射的TR光束，使用工程測(cè)量專用分光鏡，進(jìn)行可見光和測(cè)距光束的隔離處理，并且呈現(xiàn)在CCD陣列中心。如果望遠(yuǎn)鏡的光軸和CCD陣列中心調(diào)整，能夠達(dá)到預(yù)期設(shè)計(jì)，則可以基于CCD陣列位置，開展ATR圖像中心的精準(zhǔn)計(jì)算。

（2）ATR測(cè)量精度控制

ATR測(cè)量精度的組成，具體包括內(nèi)部精度和外部精度。其中，內(nèi)部精度的控制，主要是利用CCD陣列的分辨率大小調(diào)整實(shí)現(xiàn)，或者調(diào)整棱鏡的位置。為保證測(cè)量精度，在作業(yè)時(shí)，結(jié)合運(yùn)用高性能的儀器設(shè)備以及技術(shù)，強(qiáng)化對(duì)精度的把控。對(duì)于外部精度，具體為棱鏡定位精度的把控，還需要注重環(huán)境的控制。

（3）測(cè)站點(diǎn)穩(wěn)定性的控制

關(guān)于測(cè)站點(diǎn)的穩(wěn)定性把控，主要是數(shù)據(jù)處理環(huán)節(jié)，通過把控系統(tǒng)測(cè)量網(wǎng)站運(yùn)行的穩(wěn)定性實(shí)現(xiàn)，比如站點(diǎn)穩(wěn)定性等。關(guān)于現(xiàn)場(chǎng)工程測(cè)量和穩(wěn)定基準(zhǔn)關(guān)系的優(yōu)化處理，要借助穩(wěn)定的點(diǎn)，強(qiáng)化穩(wěn)定性控制。開展檢測(cè)時(shí)，使用的儀器設(shè)備，其自動(dòng)變形監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行的效果等，都會(huì)影響工程現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量結(jié)果的精度，因此需要做好把控，確保穩(wěn)定站點(diǎn)測(cè)量數(shù)據(jù)的質(zhì)量。

（4）基準(zhǔn)點(diǎn)穩(wěn)定性控制

關(guān)于此點(diǎn)的穩(wěn)定性把控，以工程測(cè)量觀測(cè)為主要環(huán)節(jié)，采取垂直位移觀測(cè)，結(jié)合水平位移觀測(cè)，最終達(dá)到穩(wěn)定性控制目的。為了能夠掌握基礎(chǔ)變形點(diǎn)，保證正確性，要合理選擇參考點(diǎn)?；鶞?zhǔn)點(diǎn)的把控，基準(zhǔn)點(diǎn)的選擇為重點(diǎn)，也是難點(diǎn)。通常情況下，合理選擇參考點(diǎn)，必須要保證距離測(cè)量?jī)x的參考點(diǎn)數(shù)量合理，不可以過多，避免影響工程測(cè)量的精度。除此之外，選擇的多個(gè)變形點(diǎn)，必須要做好間距的把控，以此確保測(cè)量精度。

三、工程測(cè)量中智能控制技術(shù)的應(yīng)用實(shí)例分析

現(xiàn)結(jié)合某試驗(yàn)項(xiàng)目，分析工程測(cè)量中智能控制技術(shù)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)，做如下論述：

1.設(shè)計(jì)要求

基于飛行試驗(yàn)工程測(cè)量相關(guān)需求和要求，設(shè)計(jì)一體化智能測(cè)量系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)空間三維點(diǎn)、線、面的一體化。構(gòu)建的智能測(cè)量系統(tǒng)，具有仿真計(jì)算功能、在線校準(zhǔn)功能、在線測(cè)量功能等。在設(shè)計(jì)中，通過對(duì)數(shù)字化測(cè)量設(shè)備的分析，包括全站儀和三維掃描儀等，構(gòu)建智能化測(cè)量系統(tǒng)，結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)以及自動(dòng)控制技術(shù)等，實(shí)現(xiàn)被測(cè)對(duì)象的一體化測(cè)量，以及自動(dòng)化計(jì)算分析。

2.系統(tǒng)架構(gòu)

開展測(cè)量平臺(tái)設(shè)計(jì)時(shí)，要保證系統(tǒng)的先進(jìn)性，除了具備數(shù)據(jù)處理功能外，還要具備操控功能，并且可優(yōu)化測(cè)量設(shè)備布局。在實(shí)際應(yīng)用中，基于離線偏程，來布局設(shè)備，規(guī)劃工程測(cè)量任務(wù)軌跡線路，保證工程測(cè)量精度，同時(shí)實(shí)現(xiàn)智能化測(cè)量。構(gòu)建的系統(tǒng)，主要分為飛機(jī)設(shè)備、部件以及測(cè)量設(shè)備。系統(tǒng)對(duì)空間測(cè)量設(shè)備內(nèi)外方位元素檢核，比如相機(jī)性能的監(jiān)測(cè)；對(duì)飛機(jī)安裝件等，進(jìn)行性能檢測(cè)；對(duì)空間測(cè)量設(shè)備的檢核。構(gòu)建的智能化高精度定位測(cè)量系統(tǒng)，組成如下：（1）精確點(diǎn)測(cè)量子系統(tǒng)；（2）影像測(cè)量子系統(tǒng)；（3）三維建模子系統(tǒng)；（4）測(cè)控中心子系統(tǒng)；（5）測(cè)量仿真子系統(tǒng)。

子系統(tǒng)組成和功能如下：（1）精確點(diǎn)測(cè)量系統(tǒng)的組成，包括全站儀和光筆等，負(fù)責(zé)測(cè)量被測(cè)量對(duì)象的特征點(diǎn)，進(jìn)行坐標(biāo)體系的定制以及轉(zhuǎn)換。（2）影像測(cè)量系統(tǒng)。系統(tǒng)的組成，包括攝像機(jī)和鏡頭等?；诮皵z影測(cè)量原理，測(cè)量飛機(jī)關(guān)鍵點(diǎn)，能夠解算出靜態(tài)測(cè)量或者動(dòng)態(tài)測(cè)量過程目標(biāo)點(diǎn)的結(jié)果，達(dá)到精準(zhǔn)測(cè)量以及解算的目的。（3）三維建模分系統(tǒng)。此系統(tǒng)的組成，具體包括三維掃描儀和手持掃描儀等，在實(shí)際應(yīng)用中，負(fù)責(zé)模型的測(cè)量以及姿態(tài)求取。（4）測(cè)控中心。在實(shí)際應(yīng)用中，負(fù)責(zé)對(duì)系統(tǒng)各類設(shè)備的后臺(tái)操作控制，同時(shí)進(jìn)行信息采集和處理等。測(cè)控中心系統(tǒng)除了具備圖像處理功能外，還具有數(shù)據(jù)處理功能和參數(shù)解析功能等。（5）測(cè)量仿真分系統(tǒng)。按照工程測(cè)量任務(wù)的相關(guān)要求，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境知識(shí)，構(gòu)建防滲模型，開展仿真計(jì)算?；诜抡娼Y(jié)果，進(jìn)行參與工程測(cè)量的設(shè)備組合以及布局等規(guī)劃，為系統(tǒng)優(yōu)化配置的核心。具體應(yīng)用中，通過測(cè)量前準(zhǔn)備工作，模擬工程測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)，開展測(cè)量設(shè)備布局和路徑模擬等，優(yōu)化測(cè)量方案。

3.測(cè)量過程自動(dòng)化

此測(cè)量系統(tǒng)，在實(shí)際應(yīng)用中，利用已知飛機(jī)模型，在飛機(jī)上，選擇兩個(gè)點(diǎn)位進(jìn)行測(cè)量，便能夠?qū)崿F(xiàn)各點(diǎn)轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換到相應(yīng)的坐標(biāo)體系，進(jìn)而通過坐標(biāo)值轉(zhuǎn)化以及設(shè)備自動(dòng)驅(qū)動(dòng)等方式，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)瞄準(zhǔn)測(cè)量。從實(shí)際應(yīng)用效果來說，不僅實(shí)現(xiàn)了在線自動(dòng)化測(cè)量，而且實(shí)現(xiàn)了智能控制，提高了工程測(cè)量作業(yè)的效率，保證了測(cè)量結(jié)果的可靠性，在實(shí)際應(yīng)用中，有著較高的價(jià)值。

四、結(jié)語

綜上所述，工程測(cè)量實(shí)踐中，智能控制的實(shí)現(xiàn)，是基于ATR工作原理；ATR測(cè)量精度控制；測(cè)站點(diǎn)穩(wěn)定性的控制；基準(zhǔn)點(diǎn)穩(wěn)定性控制。為滿足工程測(cè)量實(shí)際需求和要求，要結(jié)合測(cè)量技術(shù)特點(diǎn)，構(gòu)建相應(yīng)的智能控制系統(tǒng)，支持工程測(cè)量工作的開展，保證測(cè)量結(jié)果的真實(shí)性以及有效性。