智能型全站仪在结构动态监测中的应用外文翻译资料

英语原文共 10 页，剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料

智能型全站仪在结构动态监测中的应用

Daniel PALAZZO, Raul FRIEDMANN, Carlos NADAL, Mauro SANTOS FILHO, Luis VEIGA and Pedro FAGGION, Brazil

关键词:智能型全站仪、动态监测、大地测量技术

摘 要

最近的研究表明，在结构动态监测中使用智能型全站仪（ETR）具有一定的优势。其优点包括自动目标识别、自主数据采集，操作人员可手动锁定目标、监控移动物体并且能够在室内进行测量工作。然而，由于在不同时间进行角度和距离测量，因而在整个时间范围使用智能型全站仪来监测土木结构的变形会受到一定的限制，并且这个时间范围仍然是未知的。本文介绍了在巴拉那联邦大学-UFPR的LAIG（大地测量仪器实验室）进行的一系列实验。进行此类实验是为了了解Leica TCRA 1205全站仪在监视运动目标时的准确度。此次实验过程中还开发了一种装置，用来模拟低速低频率结构物体的垂直运动。此外，TCRA 1205的实验是在角度和距离测量值的获取速率固定为2 Hz的条件下，在一座陈旧的桥梁上进行的。

第一章 绪论

由于材料的老化和交通负荷的不断增强，巴西有越来越多的桥梁需要对其进行持续的安全性检测，并对其适用性做出合理评估，这同时也是世界上许多国家的主要问题。根据Long et al. (2001)，欧洲建筑业有50%的支出用于建筑的维修、保养和修复。但在巴西，这个比例仍然有待考量。例如最近发生的卡皮瓦里河大桥的倒塌事故(法埃，2005)，这表明，我们仍然需要获取更多更可靠的桥梁“健康”信息，以便更好地监管现有的基础建筑设施。

近年来，动态测试变得越来越普遍，被认为是最完整的桥梁监测技术(Soares，2000)，它能够能够提供桥梁的全球评估。

在过去的几十年里，大地测量技术被用于结构监测。特别是最近，全站仪已经能够跟踪、测量与运动目标之间得距离和角度，并自动存储数据。目前已经证明，智能型全站仪(RTS) 在某些情况下可以用于结构的动态变形监测，并获得良好的测量结果(Cosser等人，2003年)。

本文的主要报告了在巴拉那联邦大学大地测量仪器实验室进行的一系列实验，这些实验是为了测量徕卡TCRA 1205监控移动目标的精度而进行的。使用了两种不同的棱镜(标准和360)。设计了一种特殊的设备来模拟低频变形结构的“上下”运动。此外，智能型全站仪使用实时传输系统以2 Hz的数据速率测量角度和距离，对一座历史桥梁进行监控测量。

第二章 仪器测试

2.1 智能型全站仪

LAIG拥有一个徕卡TCRA 1205智能型全站仪和一个徕卡TC2002全站仪。这两种仪器被用于实验室实验和UFPR校园实验。仅使用TCRA 1205进行桥梁试验，以验证桥梁对动态交通荷载的响应。

表1显示了静态和动态模式的TCRA 1205和TC2002精度(徕卡，2004；Wild，1994)。

2.2 2D振荡器

2D振荡器是在LAIG - UFPR中开发的一种设备，用于智能型全站仪的动态和走走停停实验。它由三个基本单元组成:一个臂，它迫使棱镜在1.4米的最大范围内上下移动；马达，其能够使棱镜自动移动；一种电子设备，控制目标站在较高或较低位置的时间。该周期不取决于棱镜振荡的幅度，并且被限制在1秒到25秒的范围内。图1和2显示了振荡器2D。

第三章 基础测试

使用徕卡TCRA 1205智能型全站仪的实验在UFPR的两个不同地点进行。第一组实验在LAIG进行，另一组在大学校园进行。图3、4和5显示了测试中使用的设备。

3.1 实验室测试

实验室测试调查了实时传输系统对移动目标的连续监测能力，并更好地了解不同采样率下收集的数据。

徕卡标准棱镜安装在2D振荡器上，并在垂直平面内上下移动。这种运动的幅度固定在0.6米。即时战略定位在一个工业支柱的顶部。由于实验室空间的限制，从RTS到2D振荡器的水平距离被安排为3.45米。记录了2赫兹和0.5赫兹的两次240秒的观测。此外，TC 2002被用来在静态模式下提供对下点和上点坐标的独立观测。由于TC 2002是比TCRA 1205更精确的全站仪(见表1)，TC 2002全站仪提供的坐标被定义为所有实验的标准。

图6显示了这些测试中记录的斜率距离。可以看出，当使用更高的采样率时，可以获得更好的结果。两组测试结果之间存在差异的原因是，使用更高的采样速率时，收集的数据量更高，因为收集的观察是在更短的时间内进行的。智能型全站仪不能以0.5赫兹的数据速率记录所有测量角度和距离的数据。

从TC 2002到TCRA 1205验证的最大坐标偏差如表2所示。X、Y和Z坐标的最大偏差值小于即时战略的精确度。

表2 -实验室试验的最大坐标偏差

图6 -实验室测试结果

3.2 校内测试

在大学校园进行的测试旨在调查TCRA 1205在动态实验中的准确性，该实验使用不同的采样速率、不同的棱镜和不同的RTS支架来收集数据。同样在这种情况下，所有从TC 2002全站仪提供的数据都被定义为与TCRA 1205进行比较的标准。

棱镜与2D振荡器相连，在垂直平面上上下移动。即时战略定位在一个工业支柱的顶部。对棱镜(标准和360)、采样速率(1赫兹、2赫兹和10赫兹)以及棱镜和RTS之间的距离(40，574米、100，773米和146，435米)进行了18次设置。每个装置的观察记录在150分钟的会议中。表3显示了在大学校园进行的测试结果的差异。

倾斜距离的差异小于TCRA 1205的精度，标准棱镜的最大偏差为1毫米，360°棱镜的最大偏差为1.9毫米。对于360°棱镜，23.1mm的量(指棱镜常数)必须从表3中验证的差异中减少。X和Y坐标的最大偏差也小于即时战略的准确性。这些值对应于:在X方向上4.6毫米；并且在Y方向上为3.4毫米。

在2002年技术中心和TCRA 1205 (59毫米)之间验证的最大振幅偏差几乎是跟踪模式即时战略的10倍。此外，很明显，这些偏差是由于距离的影响而增加的。这些差异主要由初始偏差、地球曲率的影响、自动目标识别(ATR)和等待时间来解释。

表3 -大学校园测试结果的差异

您可能感兴趣的文章

• 基于具有短时间基线的图像子集序列的永久散射体GB-SAR干涉法微形变监测：隔河岩大坝实例研究外文翻译资料
• 动态环境下RTK与PPP技术的对比分析外文翻译资料
• 在山地环境下进行水位提取的雷达和激光雷达测高任务的性能评价：以瑞士湖泊为例外文翻译资料
• 通过太空携带的激光测高法测量内陆水位：验证和比较在五大湖和密西西北河下游的三个任务外文翻译资料
• 虚拟三维城市建模技术与应用外文翻译资料
• 遥感影像变化检测方法研究进展分析外文翻译资料
• 数字高程模型的精度评估外文翻译资料
• 基于POI数据的城市中心识别与优化策略研究——以青岛市四区为例外文翻译资料
• 煤矿GPS沉陷监测技术及其应用外文翻译资料
• URTK:无差异网络RTK定位外文翻译资料