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全站儀到底能不能進(jìn)行振動(dòng)監(jiān)測(cè)

2022-12-09 熱度:1551 ℃

  全站儀產(chǎn)品最初定位是單點(diǎn)位置采集工具,通過(guò)EDM測(cè)距并結(jié)合度盤(pán)測(cè)量的角度計(jì)算單點(diǎn)位置,但我們?cè)谌粘5臏y(cè)量中,除進(jìn)行單點(diǎn)的位置采集外還會(huì)遇到很多動(dòng)態(tài)測(cè)量的情景,例如風(fēng)電塔和橋梁的振動(dòng)監(jiān)測(cè),而這些動(dòng)態(tài)測(cè)量對(duì)全站儀測(cè)量頻率有較高的要求。

  全站儀在不斷的發(fā)展過(guò)程中,先是加入了ATR功能,能夠跟蹤鎖定目標(biāo),之后的影像功能能夠?qū)С鲇跋裎恢玫膶?shí)時(shí)視頻流,那么技術(shù)的革新能否幫助滿足高頻振動(dòng)監(jiān)測(cè)的需求呢?我們今天就此進(jìn)行分析討論。

  延續(xù)全站儀測(cè)量的思路,全站儀完成EDM測(cè)距并結(jié)合度盤(pán)測(cè)量的角度就可以計(jì)算出單點(diǎn)的位置,如果此過(guò)程非常迅速,就可以達(dá)到振動(dòng)監(jiān)測(cè)的要求。

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方法-01鎖定目標(biāo),測(cè)角&測(cè)距,計(jì)算3D動(dòng)態(tài)變化圖片徠卡TS16/60全站儀均使用的是相位法測(cè)距技術(shù),可以在連續(xù)測(cè)距下最快0.15s完成1次測(cè)距,那我們可以推斷出徠卡TS60/16每秒最快可以得出7次測(cè)量結(jié)果,根據(jù)奈奎斯特定理,意味著僅能檢測(cè)低于3.5Hz的自振頻率,這個(gè)頻率對(duì)于大多數(shù)的振動(dòng)監(jiān)測(cè)來(lái)說(shuō),顯然不夠。而徠卡MS60掃描全站儀采用了另外一種WFD波形數(shù)字化測(cè)距技術(shù),測(cè)距速度就有了很大的提升,最快可以0.05s測(cè)距1次,每秒可以采集20次結(jié)果,這樣就可將監(jiān)測(cè)頻率擴(kuò)展至10Hz。

  在這里,向大家介紹徠卡Survey Streaming軟件,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)單一目標(biāo)跟蹤,并對(duì)測(cè)量時(shí)間與采集終端時(shí)間進(jìn)行精準(zhǔn)同步,獲得具備毫秒時(shí)間戳的測(cè)量數(shù)據(jù),方式輸出的過(guò)程并不依賴(lài)于全站儀本身的數(shù)據(jù)存儲(chǔ),支持GSI、TCP port 和UDP port輸出?!?/p>

方法-02鎖定目標(biāo)僅測(cè)角,計(jì)算角度分辨動(dòng)態(tài)變化圖片上一種方法要獲得更高頻的數(shù)據(jù)結(jié)果必須使用采用波形數(shù)字化測(cè)距技術(shù)的徠卡MS60實(shí)現(xiàn),那么普通的測(cè)量機(jī)器人是否也可以能實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)呢?今天我們就討論第二種方法,僅測(cè)角,計(jì)算角度分辨橋梁振動(dòng)動(dòng)態(tài)變化。

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  橋梁振動(dòng)監(jiān)測(cè)我們更關(guān)注是高程和水平方向的振幅,可以將兩個(gè)方向振幅分配到全站儀測(cè)量的水平角和豎直角上,僅需在開(kāi)始的時(shí)候完成一次精密距離測(cè)量,就可以利用初始的測(cè)距值作為原始測(cè)距基礎(chǔ),將角度測(cè)量變化值轉(zhuǎn)化為位移量,監(jiān)測(cè)橋梁振動(dòng)情況。

  徠卡全站儀Geocom指令集提供了只獲取當(dāng)前角度的指令,可以在徠卡ATRplus非常強(qiáng)大的高速動(dòng)態(tài)目標(biāo)跟蹤的前提下,獲取純角度的高頻測(cè)量數(shù)據(jù)。

  試驗(yàn)表明,單純角度的獲取的頻率可以從7Hz提升至20Hz,這樣就可以根據(jù)獲取的高頻角度測(cè)量數(shù)據(jù)結(jié)合第一次的精密測(cè)距結(jié)果獲得橋梁的振動(dòng)頻率。

  方法-03基于高動(dòng)態(tài)視頻流圖像處理識(shí)別振動(dòng)信息圖片徠卡測(cè)量還為全站儀加入了概略相機(jī)和望遠(yuǎn)鏡相機(jī),尤其在徠卡TS60產(chǎn)品上提供的望遠(yuǎn)鏡相機(jī)可實(shí)現(xiàn)高頻視頻流輸出,視頻流可以以最高30Hz的頻率被記錄,我們完全可以基于高動(dòng)態(tài)視頻流圖像處理識(shí)別振動(dòng)信息。

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  徠卡全站儀的望遠(yuǎn)鏡相機(jī)均進(jìn)行了嚴(yán)格的出廠校準(zhǔn),我們可以從全站儀上輸出相應(yīng)的校準(zhǔn)參數(shù),比如校準(zhǔn)后影像中心、焦距以及物理像素尺寸。徠卡TS60望遠(yuǎn)鏡相機(jī)COMS陣列為2560px×1920px的分辨率,根據(jù)相機(jī)的校準(zhǔn)參數(shù)可計(jì)算望遠(yuǎn)鏡相機(jī)的角度測(cè)量分辨率為1.7",可根據(jù)實(shí)時(shí)輸出的30Hz視頻流進(jìn)行影像計(jì)算,識(shí)別橋梁振動(dòng)信息。

  采用基于影像的動(dòng)態(tài)測(cè)量的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)為不需要在橋梁上固定目標(biāo)棱鏡。當(dāng)然,光照條件是影響影像測(cè)量的重要因素,在黑暗的環(huán)境一般無(wú)法執(zhí)行影像測(cè)量,而在晚上利用影像傳感器進(jìn)行振動(dòng)測(cè)量的一個(gè)可行的方案為采用發(fā)光目標(biāo)。

  以上我們討論了全站儀實(shí)現(xiàn)振動(dòng)監(jiān)測(cè)的可能性,徠卡測(cè)量還有兩種非常有效的監(jiān)測(cè)方式。

  01我們可以使用徠卡GNSS設(shè)備,利用徠卡GM30接收機(jī)不間斷獲取20Hz的采樣數(shù)據(jù),通過(guò)徠卡Spider軟件對(duì)高頻動(dòng)態(tài)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行解算,獲取RTP的高頻監(jiān)測(cè)結(jié)果。GNSS的監(jiān)測(cè)方式,可以將橋梁的振動(dòng)監(jiān)測(cè)結(jié)果與靜態(tài)位移監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行結(jié)合分析,更直觀的體現(xiàn)橋梁健康情況。

  02新的大地測(cè)量傳感器如地基雷達(dá)的推出,使橋梁的靜態(tài)及動(dòng)態(tài)變形監(jiān)測(cè)變得更簡(jiǎn)單和高精度,既可以進(jìn)行位移監(jiān)測(cè),同時(shí)又可以進(jìn)行振動(dòng)監(jiān)測(cè),IBIS-FS雷達(dá)作為毫米波雷達(dá)的典型代表,以200Hz的高頻和最高0.01mm的高精度采集橋梁的振動(dòng)數(shù)據(jù),在橋梁索力、橋梁動(dòng)載試驗(yàn)、橋梁靜荷載、運(yùn)營(yíng)橋梁動(dòng)撓度的監(jiān)測(cè)中有較多的應(yīng)用。

聲明:以上內(nèi)容來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)文章轉(zhuǎn)載,轉(zhuǎn)自原創(chuàng)徠卡測(cè)量系統(tǒng)應(yīng)用文章,出于傳遞信息及學(xué)習(xí)之目的,不代表本網(wǎng)站的觀點(diǎn)、立場(chǎng),本網(wǎng)站不對(duì)其真實(shí)性負(fù)責(zé)。

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