TCA在地铁结构变形监测

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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2023/1/1111.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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2023/1/1122.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2023/1/1132.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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2023/1/1142.监测系统技术方案的选择主要机型——徕卡TCA

20031800

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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2023/1/1153.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2023/1/1163.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)。]

2023/1/117

4.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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XY2023/1/118

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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2023/1/1194.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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2023/1/11104.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2023/1/11114.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2023/1/11125.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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2023/1/11135.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2023/1/11145.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2023/1/11155.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2023/1/11166.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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2023/1/1117非地铁施工时地铁结构变形监测

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2023/1/11186.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

2023/1/1119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

D34D442023/1/1120

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2023/1/11212023/1/1122—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2023/1/11237.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。2023/1/11247.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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2023/1/11257.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

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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。2023/1/11267.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：2023/1/11277.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：2023/1/1128——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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2023/1/11298.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！2023/1/1130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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2023/1/1131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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2023/1/1132障碍影响非地铁施工时地铁结构变形监测

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2023/1/1133气流影响非地铁施工时地铁结构变形监测

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2023/1/1134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(°.′″)270.5415311.2908303.3741302.2419298.1325294.2735270.22332023/1/1135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2023/1/1136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