TCA在地铁结构变形监测课件

目录变形监测系统的技术要求监测系统技术方案的选择原理创新——多重实时差分技术自动变形监测系统的构成研究解决的主要问题基坑开挖与地铁结构变形的相关性变形监测系统测量精度评估结语非地铁施工时地铁结构变形监测

中间成果报告

2023/1/41目录变形监测系统的技术要求非地铁施工时地铁结构变形监测1.变形监测系统的技术要求全自动、无人值守；在列车运行时，系统可以自动进行24小时连续监测；实时提供变形点全方位变形信息——三维坐标；变形点三维坐标的监测精度优于1毫米；远程监控管理、自动变形预报。非地铁施工时地铁结构变形监测

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2023/1/421.变形监测系统的技术要求全自动、无人值守；非地铁施工时地铁2.监测系统技术方案的选择非地铁施工时地铁结构变形监测

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测量机器人--TCA自动全站仪主要性能:①自动照准ATR模式②锁定跟踪Lock模式③用户编程GeoCom

GeoBasic④联机控制Online模式

Remote模式2023/1/432.监测系统技术方案的选择非地铁施工时地铁结构变形监测

2.监测系统技术方案的选择自动照准ATR功能原理（AutomaticTargetRecognition）非地铁施工时地铁结构变形监测

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2023/1/442.监测系统技术方案的选择自动照准ATR功能原理非地铁施工2.监测系统技术方案的选择主要机型——徕卡TCA20031800

测角精度：0.5″1.0″测距精度:1+1ppm1+2ppm自动照准(ATR)测程:1000米(中等能见度)非地铁施工时地铁结构变形监测

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2023/1/452.监测系统技术方案的选择主要机型——徕卡TCA非地铁施3.原理创新—多重实时差分技术极座标法测量原理

非地铁施工时地铁结构变形监测

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数学模型2023/1/463.原理创新—多重实时差分技术极座标法测量原理非地铁施工时地3.原理创新—多重实时差分技术多重实时差分技术（MRDiff）MultipleReal-timeDifference非地铁施工时地铁结构变形监测

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——提高测量精度的有效途径基准点1、2、…（基）变形点1、2、…(变)观测值：(基)’、(变)’真值：(基)。、(变)。观测方程：(基)’=(基)。+（综合误差）……(1)(变)’=(变)。+（综合误差）……(2)(1)-(2)整理后可得：归算方程：(变)。=(变)’-[(基)’-(基)。]

2023/1/473.原理创新—多重实时差分技术多重实时差分技术（MRDiff4.自动变形监测系统的构成自动变形监测系统的组成框图非地铁施工时地铁结构变形监测

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XY2023/1/484.自动变形监测系统的构成自动变形监测系统的组成框图非地铁4.自动变形监测系统的构成全站仪观测站非地铁施工时地铁结构变形监测

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2023/1/494.自动变形监测系统的构成全站仪观测站非地铁施工时地铁结4.自动变形监测系统的构成基准点和变形点非地铁施工时地铁结构变形监测

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2023/1/4104.自动变形监测系统的构成基准点和变形点非地铁施工时地铁结4.自动变形监测系统的构成变形点景观非地铁施工时地铁结构变形监测

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变形点景观2023/1/4114.自动变形监测系统的构成变形点景观非地铁施工时地铁结构变形4.自动变形监测系统的构成监测系统软件ADMS简介非地铁施工时地铁结构变形监测

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自动化智能化开放性通用性互动性2023/1/4124.自动变形监测系统的构成监测系统软件ADMS简介非地铁施5.研究解决的主要问题运行配置方案的优化大气环境影响的分析与处理测量技术难点的解决方案①迂障碍（如车遮挡）重复测量时间延迟功能②小视场功能的应用③消除隧道内气流变化的影响④列车在行驶中地基振动影响的监测与分析非地铁施工时地铁结构变形监测

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2023/1/4135.研究解决的主要问题运行配置方案的优化非地铁施工时地铁结5.研究解决的主要问题远程监控方案的优化—基于地铁内部OTN网的有线通讯非地铁施工时地铁结构变形监测

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OTN网因特网远程监控计算机计算机中继站2023/1/4145.研究解决的主要问题远程监控方案的优化非地铁施工时地铁结构5.研究解决的主要问题—基于ADSL网络快车的有线通讯非地铁施工时地铁结构变形监测

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ADSL调制器计算机中继站远程监控计算机因特网站长室直拨电话2023/1/4155.研究解决的主要问题—基于ADSL网络快车的有线通讯非地铁5.研究解决的主要问题—基于GSM移动通讯的GPRS无线通讯非地铁施工时地铁结构变形监测

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计算机中继站2023/1/4165.研究解决的主要问题—基于GSM移动通讯的GPRS无线通讯6.基坑开挖与地铁结构变形的相关性基坑开挖进程与地铁结构

变形的状态对比非地铁施工时地铁结构变形监测

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2023/1/4176.基坑开挖与地铁结构变形的相关性基坑开挖进程与地铁结构

非地铁施工时地铁结构变形监测

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2023/1/418非地铁施工时地铁结构变形监测

6.基坑开挖与地铁结构变形的相关性与美国SINCO自动数字测斜管所测数据的比较非地铁施工时地铁结构变形监测

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2号测斜管观测数据的位移图2023/1/4196.基坑开挖与地铁结构变形的相关性与美国SINCO自动数字测非地铁施工时地铁结构变形监测

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2号测斜管在8.5m深度处观测的位移图D34D442023/1/420非地铁施工时地铁结构变形监测

起始方位角的差分改正—起始方位角的变化非地铁施工时地铁结构变形监测

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6.基坑开挖与地铁结构变形的相关性2023/1/421起始方位角的差分改正非地铁施工时地铁结构变形监测

2023/1/4222022/12/2722—起始方位角的差分改正简况未加差分改正的原始变形量趋势图已加差分改正的变形量趋势图已加差分改正的变形量折线图2023/1/423—起始方位角的差分改正简况未加差分改正的原始变形量趋势图已加7.变形监测系统测量精度评估本底测量数据的精度Mx＝0.48mm、My＝0.10mm、Mz＝0.38mm。TCA全站仪测量精度—仪器的精度指标非地铁施工时地铁结构变形监测

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①2003标称精度0.5″1mm＋1ppm18001.0″1mm＋2ppm②厂家提供的测试结果：采用自动测量系统的测量精度在200米以内TCA20030.5mm以内TCA18001.0mm以内在200米以外的精度取决于大气状态及采用的测量方案。2023/1/4247.变形监测系统测量精度评估本底测量数据的精度非地铁施工时7.变形监测系统测量精度评估—TCA全站仪的测量精度试验①与双频激光干涉测量平台的对比测试非地铁施工时地铁结构变形监测

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2023/1/4257.变形监测系统测量精度评估—TCA全站仪的测量精度试7.变形监测系统测量精度评估②TCA全站仪与测微平台的对比测试非地铁施工时地铁结构变形监测

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在室外约200m的距离上ATR分别在X、Y方向上的线性锯齿型误差为±0.19mm和±0.16mm。Y方向转化为角度误差为±0.24″。坐标测量精度可达到±0.2mm。2023/1/4267.变形监测系统测量精度评估②TCA全站仪与测微平台7.变形监测系统测量精度评估监测系统理论精度分析——按极坐标公式求各变形点的三维坐标：非地铁施工时地铁结构变形监测

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各变形点相对于第一周期的变形量为：2023/1/4277.变形监测系统测量精度评估监测系统理论精度分析非地铁施工7.变形监测系统测量精度评估——极坐标差分三维坐标测量的精度估算公式：非地铁施工时地铁结构变形监测

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选取TCA全站仪的ATR角度测量精度为±0.24″；距离测量精度为±0.2mm，并输入其它关相数据，可估算出精度如下表：2023/1/4287.变形监测系统测量精度评估——极坐标差分三维坐标测量的精——自动极坐标多重实时差分测量理论精度估计（单位：mm）非地铁施工时地铁结构变形监测

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2023/1/429——自动极坐标多重实时差分测量理论精度估计非地铁施工时地铁结8.结语实现在地铁正常运营情况下，全自动、无人值守、24小时连续监测；实时提供变形点三维坐标，达到亚毫米级精度；实现远程监控管理，为保障地铁安全运营提供有效监测手段；系统的可靠性分析、实时变形预报有待进一步完善。非地铁施工时地铁结构变形监测

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填补国内地铁监测领域的空白，达国际同类系统的先进水平！2023/1/4308.结语实现在地铁正常运营情况下，全自动、无人值守、24小致谢谢谢专家领导的光临指导！祝大家元旦快乐身体健康！非地铁施工时地铁结构变形监测

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2023/1/431致谢谢谢专家领导的光临指导！非地铁施工时地铁结构变形监测大气环境影响全站仪在不同温、湿度条件下的气象改正值非地铁施工时地铁结构变形监测

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2023/1/432大气环境影响全站仪在不同温、湿度条件下的气象改正值非地铁施障碍影响非地铁施工时地铁结构变形监测

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2023/1/433障碍影响非地铁施工时地铁结构变形监测

气流影响非地铁施工时地铁结构变形监测

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2023/1/434气流影响非地铁施工时地铁结构变形监测

振动影响非地铁施工时地铁结构变形监测

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表48月14日至9月6日全站仪竖轴的最大倾斜量及其方向

表59月7日至10月30日全站仪竖轴的最大倾斜量及其方向

9月7日9月15日9月26日10月3日10月15日10月21日10月30日最大倾斜量(″)2.94.26.36.38.410.911.0倾斜量方向(°.′″)266.2356222.2250244.5152265.5229226.2509218.4231224.0708

8月14日8月17日8月23日8月27日8月30日9月3日9月6日最大倾斜量(″)1.42.12.30.52.52.92.7倾斜量方向(°.′″)270.5415311.2908303.3741302.2419298.1325294.2735270.22332023/1/435振动影响非地铁施工时地铁结构变形监测

相关示意图非地铁施工时地铁结构变形监测

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负一层售票厅负二层站台XZ变形点棱镜2号测斜管X方向变化曲线2023/1/436相关示意图非地铁施工时地铁结构变形监测

小视场功能非地铁施工时地铁结构变形监测

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望远镜正常视场角为1°33′对于100米的距离视场直径为2.7米视场角为1°33′→变为8′6″100米2.5厘米←2.7米望远镜小视场角为8′6″对于100米的距离视场直径为2.5厘米2023/1/437小视场功能非地铁施工时地铁结构变形监测

非地铁施工时地铁结构变形监测

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优化运行配置运行配置方案是由定时器和点组的定义来完成，如何制定要根据基坑开挖的进程以及对监控的实际需要合理全面优化来选定。采集本底数据；监视开挖过程；监视稳定过程；其他特别需要。一个周期；一个测回（测量次数）；单面或双面；2023/1/438非地铁施工时地铁结构变形监测

组成框图2023/1/439组成框图2022/12/2739方位角变化基准点变形点2023/1/440方位角变化基准点变形点2022/12/2740目录变形监测系统的技术要求监测系统技术方案的选择原理创新——多重实时差分技术自动变形监测系统的构成研究解决的主要问题基坑开挖与地铁结构变形的相关性变形监测系统测量精度评估结语非地铁施工时地铁结构变形监测

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2023/1/441目录变形监测系统的技术要求非地铁施工时地铁结构变形监测1.变形监测系统的技术要求全自动、无人值守；在列车运行时，系统可以自动进行24小时连续监测；实时提供变形点全方位变形信息——三维坐标；变形点三维坐标的监测精度优于1毫米；远程监控管理、自动变形预报。非地铁施工时地铁结构变形监测

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2023/1/4421.变形监测系统的技术要求全自动、无人值守；非地铁施工时地铁2.监测系统技术方案的选择非地铁施工时地铁结构变形监测

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测量机器人--TCA自动全站仪主要性能:①自动照准ATR模式②锁定跟踪Lock模式③用户编程GeoCom

GeoBasic④联机控制Online模式

Remote模式2023/1/4432.监测系统技术方案的选择非地铁施工时地铁结构变形监测

2.监测系统技术方案的选择自动照准ATR功能原理（AutomaticTargetRecognition）非地铁施工时地铁结构变形监测

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2023/1/4442.监测系统技术方案的选择自动照准ATR功能原理非地铁施工2.监测系统技术方案的选择主要机型——徕卡TCA20031800

测角精度：0.5″1.0″测距精度:1+1ppm1+2ppm自动照准(ATR)测程:1000米(中等能见度)非地铁施工时地铁结构变形监测

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2023/1/4452.监测系统技术方案的选择主要机型——徕卡TCA非地铁施3.原理创新—多重实时差分技术极座标法测量原理

非地铁施工时地铁结构变形监测

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数学模型2023/1/4463.原理创新—多重实时差分技术极座标法测量原理非地铁施工时地3.原理创新—多重实时差分技术多重实时差分技术（MRDiff）MultipleReal-timeDifference非地铁施工时地铁结构变形监测

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——提高测量精度的有效途径基准点1、2、…（基）变形点1、2、…(变)观测值：(基)’、(变)’真值：(基)。、(变)。观测方程：(基)’=(基)。+（综合误差）……(1)(变)’=(变)。+（综合误差）……(2)(1)-(2)整理后可得：归算方程：(变)。=(变)’-[(基)’-(基)。]

2023/1/4473.原理创新—多重实时差分技术多重实时差分技术（MRDiff4.自动变形监测系统的构成自动变形监测系统的组成框图非地铁施工时地铁结构变形监测

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XY2023/1/4484.自动变形监测系统的构成自动变形监测系统的组成框图非地铁4.自动变形监测系统的构成全站仪观测站非地铁施工时地铁结构变形监测

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2023/1/4494.自动变形监测系统的构成全站仪观测站非地铁施工时地铁结4.自动变形监测系统的构成基准点和变形点非地铁施工时地铁结构变形监测

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2023/1/4504.自动变形监测系统的构成基准点和变形点非地铁施工时地铁结4.自动变形监测系统的构成变形点景观非地铁施工时地铁结构变形监测

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变形点景观2023/1/4514.自动变形监测系统的构成变形点景观非地铁施工时地铁结构变形4.自动变形监测系统的构成监测系统软件ADMS简介非地铁施工时地铁结构变形监测

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自动化智能化开放性通用性互动性2023/1/4524.自动变形监测系统的构成监测系统软件ADMS简介非地铁施5.研究解决的主要问题运行配置方案的优化大气环境影响的分析与处理测量技术难点的解决方案①迂障碍（如车遮挡）重复测量时间延迟功能②小视场功能的应用③消除隧道内气流变化的影响④列车在行驶中地基振动影响的监测与分析非地铁施工时地铁结构变形监测

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2023/1/4535.研究解决的主要问题运行配置方案的优化非地铁施工时地铁结5.研究解决的主要问题远程监控方案的优化—基于地铁内部OTN网的有线通讯非地铁施工时地铁结构变形监测

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OTN网因特网远程监控计算机计算机中继站2023/1/4545.研究解决的主要问题远程监控方案的优化非地铁施工时地铁结构5.研究解决的主要问题—基于ADSL网络快车的有线通讯非地铁施工时地铁结构变形监测

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ADSL调制器计算机中继站远程监控计算机因特网站长室直拨电话2023/1/4555.研究解决的主要问题—基于ADSL网络快车的有线通讯非地铁5.研究解决的主要问题—基于GSM移动通讯的GPRS无线通讯非地铁施工时地铁结构变形监测

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计算机中继站2023/1/4565.研究解决的主要问题—基于GSM移动通讯的GPRS无线通讯6.基坑开挖与地铁结构变形的相关性基坑开挖进程与地铁结构

变形的状态对比非地铁施工时地铁结构变形监测

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2023/1/4576.基坑开挖与地铁结构变形的相关性基坑开挖进程与地铁结构

非地铁施工时地铁结构变形监测

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2023/1/458非地铁施工时地铁结构变形监测

6.基坑开挖与地铁结构变形的相关性与美国SINCO自动数字测斜管所测数据的比较非地铁施工时地铁结构变形监测

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2号测斜管观测数据的位移图2023/1/4596.基坑开挖与地铁结构变形的相关性与美国SINCO自动数字测非地铁施工时地铁结构变形监测

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2号测斜管在8.5m深度处观测的位移图D34D442023/1/460非地铁施工时地铁结构变形监测

起始方位角的差分改正—起始方位角的变化非地铁施工时地铁结构变形监测

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6.基坑开挖与地铁结构变形的相关性2023/1/461起始方位角的差分改正非地铁施工时地铁结构变形监测

2023/1/4622022/12/2722—起始方位角的差分改正简况未加差分改正的原始变形量趋势图已加差分改正的变形量趋势图已加差分改正的变形量折线图2023/1/463—起始方位角的差分改正简况未加差分改正的原始变形量趋势图已加7.变形监测系统测量精度评估本底测量数据的精度Mx＝0.48mm、My＝0.10mm、Mz＝0.38mm。TCA全站仪测量精度—仪器的精度指标非地铁施工时地铁结构变形监测

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①2003标称精度0.5″1mm＋1ppm18001.0″1mm＋2ppm②厂家提供的测试结果：采用自动测量系统的测量精度在200米以内TCA20030.5mm以内TCA18001.0mm以内在200米以外的精度取决于大气状态及采用的测量方案。2023/1/4647.变形监测系统测量精度评估本底测量数据的精度非地铁施工时7.变形监测系统测量精度评估—TCA全站仪的测量精度试验①与双频激光干涉测量平台的对比测试非地铁施工时地铁结构变形监测

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2023/1/4657.变形监测系统测量精度评估—TCA全站仪的测量精度试7.变形监测系统测量精度评估②TCA全站仪与测微平台的对比测试非地铁施工时地铁结构变形监测

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在室外约200m的距离上ATR分别在X、Y方向上的线性锯齿型误差为±0.19mm和±0.16mm。Y方向转化为角度误差为±0.24″。坐标测量精度可达到±0.2mm。2023/1/4667.变形监测系统测量精度评估②TCA全站仪与测微平台7.变形监测系统测量精度评估监测系统理论精度分析——按极坐标公式求各变形点的三维坐标：非地铁施工时地铁结构变形监测

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各变形点相对于第一周期的变形量为：2023/1/4677.变形监测系统测量精度评估监测系统理论精度分析非地铁施工7.变形监测系统测量精度评估——极坐标差分三维坐标测量的精度估算公式：非地铁施工时地铁结构变形监测

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选取TCA全站仪的ATR角度测量精度为±0.24″；距离测量精度为±0.2mm，并输入其它关相数据，可估算出精度如下表：2023/1/4687.变形监测系统测量精度评估——极坐标差分三维坐标测量的精——自动极坐标多重实时差分测量理论精度估计（单位：mm）非地铁施工时地铁结构变形监测

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2023/1/469——自动极坐标多重实时差分测量理论精度估计非地铁施工时地铁结8.结语实现在地铁正常运营情况下，全自动、无人值守、24小时连续监测；实时提供变形点三维坐标，达到亚毫米级精度；实现远程监控管理，为保障地铁安全运营提供有效监测手段；系统的可靠性分析、实时变形预报有待进一步完善。非地铁施工时地铁结构变形监测

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填补国内地铁监测领域的空白，达国际同类系统的先进水平！2023/1/4708.结语实现在地铁正常运营情况下，全自动、无人值守、24小致谢谢谢专家领导的光临指导！祝大家元旦快乐身体健康！非地铁施工时地铁结构变形监测

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2023/1/471致谢谢谢专家领导的光临指导！非地铁施工时地铁结构变形监测大气环境影响全站仪在不同温、湿度条件下的气象改正值非地铁施工时地铁结构变形监测

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2023/1/472大气