1、简述测量机器人在地铁运营隧道监测中的应用摘要： 测量机器人具有高精度，易操作，适应性强的特点，现已广泛使用在各种高精度变形监测中。测量机器人与能够制定测量计划、控制测量过程、进行测量数据处理与分析的软件系统相结合，从而实现了测量机器人的自动化数据采集及数据处理分析。在变形监测中，测量机器人已逐渐得到运用，它很好地解决无人值守，实时监控，监测精度要求高等问题。 关键词：测量机器人；自动化；隧道监测 中图分类号：U45 文献标识码：A 文章编号： 1.测量机器人简介 测量机器人，是对现在用广泛应用的全自动全站仪的一种俗称，在全站仪中安装智能芯片，在全站仪接收到指令后进行规律性的测量，不仅满足了一般
2、测量的要求，还满足了现在各种高强度，高精度等肉眼无法完成的连续监测要求。 第一代高精度应用较广测量机器人应属 Leica 的 TCA1800，之后Leica 的 TCA2003 的出现，则令测量机器人的测量精度有了很大的提高，随着科技进步，Leica 的 TS30、TM30 系列的高效率高精度测量机器人已逐步在现有变形监测中广泛应用。 2.测量机器人在变形监测中的应用简述 2.1 自动化测量系统的组成 自动化测量系统是基于一台测量机器人的有合作目标(照准棱镜)的变形监测系统，可实现全天候的无人值守监测，其实质为自动极坐标测量系统。 (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
3、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)应位于变形区域之外的稳固不动处，点上采用强制对中装置放置棱镜，一般应有 34 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。 (3)目标点 均匀地布设于变形体上能体现区域变形的部位。 (4)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做全自动变形监测，可直接放置在基站上，若要进行长期的无人值守监测，应建专用机房。 2.2 隧道监测 测量机器人在变形监测一般应用在运营隧道无人值守测量中，其监测思路分以下几步： (1)在隧道变形影响范围外设置观测基准点（棱镜） ，每次测量基准棱镜并消
4、除因仪器自身位移对隧道产生的影响； (2)采用全自动实时差分原理，有效消除气象等，外界误差的影响，提高测角、测距精度； (3)每个断面上设 4-7 个监测点，互相比较，防止因外界条件影响造成测量误差误判； (4)每日实时监测结束后，系统会自动计算并生各测点变形数据，通过一系列的数据处理，客观地反映地铁隧道的变形情况。 (5)充分发挥测量机器人自动搜索、自动瞄准、自动测量功能，并对车辆遮挡、进行重新测量。 (6)通过互联网，实现系统远程控制，无人值守。 其具体流程如图 1 所示 图 1 自动化监测系统架构 3.以下为某运营地铁隧道监测简述 广州市某商业广场基坑支护工程位于广州市天河区，基坑面积1
5、3000m2，基坑开挖深度约 13.0m，基坑东临地铁某站南下行区间，水平净距离约 46.0m，影响管线长约 100m。 根据相关的规范要求，在基坑影响区域隧道内布设 20 个监测断面，每个断面布设 7 个监测点（见图 2、图 3） ，共计 140 点。监测频率为开挖期间每天 3 次，支护结构施工及基坑回填后每天监测 1 次。根据地铁隧道结构条件的限制监测精度的要求，拟采用技术先进的自动化测量方法，以获取高精度的监测数据及更高的工作效率。 图 2 监测点及测量机器人布置示意图 图 3 监测点及测量机器人布置示意图 （1）自动化监测系统架构主要包括以下几个模块： 1）动态基准实时测量系统 该监测
6、系统用 1 台全站仪设站进行隧道监测区整体实时监测；建立坐标系统；为隧道监测区域各变形变位监测点提供监测即时的基准数据。2）自动变形监测系统 在隧道中，根据监测区域监测点的特征给自动全站仪配置相应的ADMS。利用 DBRMS 系统提供的监测即时的自动全站仪位置数据为基准，监测各自隧道区域内的变形监测点的即时变形变位情况；将监测信息通过电缆或信号通讯（无线）系统传输给功控机。 3）监测处理中心 自动测量后监测数据传输给功控机输入计算机进行数据采集、处理。（2）监测仪器及其他设备配置 1）监测点和基准点采用徕卡大棱镜、徕卡小棱镜； 2）Leica TS30 自动全站仪 3）功控机、台式计算机和信息
7、解调系统； 4）电源箱、电力电缆、信号设备、信号电缆若干； 5）满足本项目现场要求的自动监测软件。 （3）数据处理及监测结果 1）通过仪器测出的监测结果； 2）经过软件快速分析平差处理后输出实际所得变形量； 3）将变形量导入到固定格式的监测报告中； 4）分析变形量较大的测点，如有需要则进行复测以确定监测结果； 5）确定监测结果无误后，将监测数据报表（见图 4）传输到委托方指定的邮箱，并简要通知委托方监测结果。 图 4 监测数据报表 4.对测量机器人在变形监测应用的总结 4.1 测量机器人能代替常规测量并有效降低测量误差； 4.2 测量机器人在地铁测量中，应合考虑因地铁运营列车移动时所产生的测量误差，对于变形突然变大的测点应及时复测，仔细对比同截面及邻近截面测点变形情况； 4.3 测量机器人能在其他高精度变形监测广泛应用。
