tm30变形监测系统

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1、TM30变形监测系统研究采用设站观测法，建立以TM30测量机器人为主体的变形监测系统，实现地表位移监测点的自动实时监测。测量机器人是在全站仪基础上，集成步进马达、CCD影像传感器构成的视频成像系统，并配置智能化的控制及应用软件发展而成的。测量机器人通过CCD影像传感器和其他传感器对测量目标进行识别，迅速做出分析、判断和推理，实现自我控制，并自动完成照准、读数等操作，以完全代替人的手工操作。因此，减少了人为因素造成的观测误差，大大提高观测精度。1.1.1测量机器人工作原理TM30边坡自动监测系统主要由TM30测量机器人、基点、参考点、目标点组成，是基于测量机器人的有

2、合作目标(照准棱镜)的变形监测系统，可实现全天候的无人值守监测。基点、参考点、目标点三者之间的关系如图1.1所示。图1.1TM30边坡白动监测系统组成(1)基站基站为极坐标系统的原点，用来架设测量机器人，要求有良好的通视条件和牢固稳定。(2)参考点参考点(三维坐标已知)应位于变形区域Z外的稳固不动处，参考点上采用强制对中装置放置棱镜，一般应有3〜4个，要求覆盖整个变形区域。参考系除提供方位外，还为数据处理提供距离及高差差分基准。(1)目标点目标点均匀地布设于变形体上能体现区域变形的部位。(2)控制屮心控制中心由计算机和监测软件构成，通过通信电缆控制测量机器人作全自

3、动变形监测，可直接放置在基站上，若要进行长期的无人守值监测，应建专用机房。1.1.2.硬件系统构成及工作原理探卡TM30白动全站仪(如图1.2)是监测系统硬件的主体，各监测点放置棱镜(如图1・3)反射全站仪发出的红外线，利用滑坡监测点与相对稳定点监测站相对位置变化，得到每一监测点的相对位移量。图1.2TM30图1.3棱镜全站仪配接了无线电传讯模块，传讯器与接收器之间可以进行无线数据通讯。两个监测点的传讯器可以将数据传至同一台接收器，再由接收器将数据转发给采集模块。除必要的TM30全站仪和照准棱镜外，系统硬件还主要包括电源、通讯及控制系统，其中通讯系统主要负责测量数

4、据的实时传送，控制系统的任务则是实时控制TM30全站仪进行测量工作。为实现计算机控制全站仪进行无人值守的观测，良好的数据通讯系统相当重要，木监测系统采用GPRS无线通讯与互联网有线通讯相结合的方式，现场控制采用GPRS无线方式，通过GPRS模块，将TM30全站仪测得的数据实时发送到移动工作的基站，再通过互联网，将数据发送到控制中心公网的固定1P地址上，这样，在控制中心有固定1P地址的GeoMoS计算机上就能实时控制2台TM30全站仪进行测量工作了。图1・4为系统的通讯、控制示意图。中心机房j图系统的通讯、控制图现场全站仪控制箱的技术规格如下：尺寸不小于60cm（高

5、）X40cm（宽）X20cm（厚）,要求有绝缘背板，供设备安装使用。技术要求：该设备控制箱安装有防盗锁，箱体内壁衬有保温隔热层，要求防雨水和灰尘浸入，如图1.5所示。图1.5现场全站仪控制箱1.1.3硬件设施本次设计的TM30地表变形监测系统的主要硬件设施见表1.1所列。表1.1主要设备、仪器编号型号/规格厂商数量1TM30主机Leica12MCF256卡Leica13GTS23Leica14GDF121Leica15GEV218Leica16LeicaGeoOfficeSoftwareLeica17UserManualTS3O/TM3O,ChineseLeica

6、18TPS1200+/TS30/TM30Appl.FieldManual,zhLeica19LeicaSmartWorXDVDLeica110LeicaGeoOfficeCD-ROMLeica111GEV187,Y型数据电源电缆Leica112GKL221Leica113GDI221Leica214GEB241Leica115GEV20&彳来卡全站仪220V电源变压器Leica216ACpowerCable3-poleEULeica217配合GEV208的插头Leica218GEV220Leica119GPR1Leica520GPH1国产10021彳来卡数字温度气

7、压仪Leica122GEV222连接器象传感器Leica11.2监测站设计(1)观测墩的建设如前所述，本项目的全站仪观测站一个，应选择在稳固基岩上，要求点位稳定可靠，周围视野开阔。观测墩按照图1.6所示的设计要求施工，采用钢筋混凝土结构，其设计要求如下：①观测墩应为钢筋混凝土结构；②观测墩应该高出地面一般不超过5m；③观测墩混凝土墩体应埋于解冻线以下，最好浇注在基岩上；①观测墩应与观测房的任何结构都不发生接触，避免观测房变形挤压影响观测墩的稳定;②观测墩应浇注安装强制对中装置，并严格整平，墩外壁应加装或预埋适合电缆进出的硬制管道（钢制或塑料），起保护线路作用。4O

8、»地表变形