測量機器人在變形監測中的應用

彭劍飛

摘 要：在這個階段，中國的科技發展速度在不斷提高，這與中國社會經濟的整體進步直接相關。自動化技術已成為中國社會發展過程中不可或缺的重要技術。中國在這一技術領域的研究正在深化。該技術已在中國的許多行業中得到廣泛應用。特別是在變形監測過程中，監測機器人的應用受到了業內人士的好評，其整體應用規模也在不斷擴大。在此基礎上，本文探討和分析了測量機器人在變形監測中的應用。

關鍵詞：測量機器人；變形監測；應用情況

對于我國的大型項目工程來說，在實際展開施工的過程中都需要變形監測工作進行輔助，在過去很長一段時間當中，我國的建筑項目變形監測工作中在展開的時候主要是依靠人力來完成監測，其整體監測效率低下，并且監測結果也不夠準確。為了可以全面提升監測工作展開的效率，同時也是為了符合現階段行業發展的整體需求，對先進的科學技術進行應用以及成為了必然的發展趨勢，測量機器人的應用就是非常典型的例子[1]。

1 測量機器人的概念

對于測量機器人這一概念來說，其在我國誕生時間相對較晚，是融合了現代科技智能型的全站跟蹤儀，其作用像它的名稱一樣，可以自動對目標進行跟蹤，并且完成相關信息的采集工作，可以獲得目標對象精準的位置坐標，并且可以完成信息的分析工作。測量機器人在實際工作展開的過程中，應用最為頻繁的就是視頻成像技術，其中主要包括影響傳感以及步進馬達，這兩項配置對于測量機器人的整體工作質量起著決定性的作用。現階段，測量機器人在我國已經有了非常廣泛的應用，并且獲得了行業內相關工作人員的一致好評。對于影響傳感技術來說，其主要作用是幫助相關工作人員對測量的目標進行識別，并且保證測量目標的針對性，利用傳感技術還可以進行自我控制，隨時判斷目標的信息以及為位置，并且可以代替人工進行關鍵數據的讀取[2]。除此之外，測量機器人還可以自行制定相應的策略計劃，在測量工作展開的過程中實現自我控制，從而保證對數據的分析更加準確。

2 測量機器人變形監測系統的研究

2.1系統軟件的構成

對于測量機器人來說，其系統較為復雜，主要是由內置軟件以及后期處理軟件組成的。機載軟件的主要作用是幫助相關技術人員來自動完成蘇教版的采集工作，其中主要包括自動化觀測技術以及變形點觀測技術等等。而對于后期處理軟件來說，其主要是用于數據的自動處理工作，主要工作模塊有6個，內置軟件以及后期處理軟件當中各有3個，互相對應。

2.2內置軟件的開發

目前，對于我國測量機器人的內部軟件來說，其整體構成主要包括3各模塊，即控制網、變形點以及持續性，這三個自動化檢測模塊對測量機器人的整體運行質量以及運行效率會有很大的影響。對于控制網模塊來說，在監測共工作展開的過程中，其主要是負責對測量理論方面進行控制，通常會選用全圓觀測的方法，此種方法有較為理想的效果，與傳統的觀測方法存在一定區別，但同時在一些基本原理方面又與傳統的觀測方式保持了高度的一致性，這些方法在實際應用的過程中可以實現讓機器人進行自動搜索，同時可以使馬達驅動等特性得到充分的體現，在人工干預的基礎之上，在對其進行進一步的一體化測量[3]。對于變形點監測模塊來說，在應用的過程中通常會采用固定側站的方法，此種方法的應用可以有效實現對變形點的觀測，并且可以對其目標坐標進行精準的分析，對坐標方向進行確定。持續監測是以及可以保持長時間穩定運行的關鍵，根據預先所設定的周期進行測量，可以使儀器自動對變形點展開監測工作，這樣一來，便可以得到不同周期下的點位[4]。

2.3后期處理軟件

當控制網的觀測數據被統一導入到一個工程當中的時候，通常情況下，每個控制網都會對應一個工程，并且軟件中可以精準找到各站的具體數據進行分析處理，還可以精準的將一些數據按照規范進行輸出，使得整個工程觀測完成之后，可以在軟件當中計算出網平差。此外，該軟件還可以實現將變形點中的觀測數據進行統一處理。

3 測量機器人在變形監測中的應用分析

隔河巖水電站，位于湖北省長陽縣城附近的清江干流上，是清江干流梯級開發的骨干工程，距葛洲壩電站約50千米，距武漢約 350千米。水電站于1994年建成，裝機容量120萬千瓦，年發電量30.4億千瓦小時，主要供電華中電網，并配合葛洲壩電站運行。

隔河巖水電站為一等工程，樞紐由泄洪建筑物、引水式地面廠房、開敞式開關站及斜坡式升船機等組成。大壩最大壩高151m，壩頂弧長665.45m；溢流壩段布置在河床中部，壩頂表孔7孔，表孔堰頂高程181.8m，孔口尺寸為12m×18.2m；深孔孔底高程134 m，孔口尺寸為4.5 m X6.5m；底孔孔底高程95 m，孔口尺寸為 4.5mX6.5m。兩級垂直升船機布置在左岸，按5級航道，最大船舶噸位300t及年運輸能力270萬t進行設計。

3.1布設監測網點

一般情況下，要在監測的范圍之內進行獨立坐標的選擇，例如，一共選擇了6個基準點，那么就要通過這6個基準點來進行設站，這樣會產生較為具體的監測數據，方便對監測結果進行分析。對于變形監測工作來說，在展開的過程中，所涉及到的第一個環節步驟就是對監測網點進行布設，由于建筑物在建設的過程中經常會受到外界的干擾，并且很可能會造成一定的安全隱患，因此，對建筑物展開變形監測工作是非常有必要的。現階段，我國科技發展速度正在不斷提升，人們的整體生活狀況也有了很大的改善，在這樣的時代背景之下，我國城市大型建筑物的數量正在不斷增加，變形監測工作是一項必要的監測項目，可以有效保證大型建筑物的整體質量。布設監測點是非常重要的一項工作，在展開的過程中，首先要進行基準點的選擇，需要在監測的范圍之內設置幾個重要的目標點，并且設置好監測狀，然后將相關的監測儀器設備安裝在監測樁上[5]。

3.2監測方案的實行

在進行監測方案設定的時候，應該嚴格按照本次項目的施工監測標準來進行，這是非常重要的，要對監測的數據進行精準分析，并且確定其精準度滿足項目要求。在進行測量儀器選擇的時候，應該保證儀器的智能化水平，并且，相關工作人員自身應該對儀器有較強的鑒別能力，這樣才能夠滿足整個測量過程的實際需求。與傳統的人工測量方式進行比較，其整體測量效率以及測量質量都有了很大程度的提升。其整個監測過程都體現出了自動化以及智能化的特點，測量機器人將自動采集的數據信息進行收集，然后將其記錄在計算機的儲存設備上。

3.3監測數據的處理

測站點（Q001）和參考點1（Q002點）是強制觀測墩上的點；參考點2是固定在三腳架覘牌上的棱鏡，測量過程中對三腳架的上基座對中氣泡檢查，仍在中心位置附近，對中點也并未發生明顯偏移。9月13日10：00設置好儀器之后，由儀器自動進行監測，沒有任何的人工干預。9月16日19：00收儀器時，人工對儀器進行了重新整平和定向，由儀器自動觀測了4組數據，以期進行對比，分析誤差來源。

從圖中可以看到，在重新整平定向后，X、Y、H各方向位移測值均大幅減小。

當獲得測量數據之后，控制端會通過相應的程序對數據進行處理，在變形監測的過程中專門對數據進行分析，采用因素分析法分析，可得到斜距、垂直角、方位角三個變量測值跳動對位移測值的影響，所采用的是數據處理的專用軟件。在計算機上展開數據處理操作的時候，要點擊桌面上相應的軟件，在打開軟件界面的時候，首先要導入相關的監測數據，并且對數據進行統一處理，處理之后的數據要帶入相關參數，這才是完整的數據處理過程。

顯然，斜距測值跳動值很小，對位移測值影響也最小；垂直角測值跳動較小，但對高程測值有較大影響；而方位角測值跳動最大，對水平方向位移和總位移測值影響都是最大的，對高程測值影響卻相對很小。在數據處理的過程中，一定要保證數據分析的準確性，在系統設置上要謹慎，如果系統設置的環節出現錯誤，會直接影響到最終的數據分析結果。

4 結束語

總而言之，最近幾年我國測量機器人技術的應用越來越廣泛，并且整體技術水平也在不斷提升，尤其是在建筑領域中的應用，在很大程度上促進了我國建筑工程建設自動化以及智能化水平的提升。現階段，我國大型建筑的數量正在不斷提升，這與我國綜合國力的提升有直接關系，這樣一來。需要進行變形監測的項目也就越來越多，測量機器人的整體運作水平會在一定程度上決定著建筑工程行業的發展，隨著時代的前進，此種測量方式對于建筑行業的整體發展重要性越來越得到突顯。在對此項技術進行應用的時候，要嚴格按照相關標準規定來展開，這樣才能夠保證數據測量的準確性，從而使測量的整體技術水準得到穩定提升，從而使建筑行業的發展邁入一個新的階段。

參考文獻

[1]王東.探討測量機器人在變形監測中的應用[J].建筑工程技術與設計，2018，20（17）：5373.

[2]陳富成.測量機器人在變形監測中的應用[J].建筑工程技術與設計，2018，13（2）：2029.

[3]盧彬.測量機器人在變形監測中的應用[J].環球人文地理，2017，4（10）：330.

[4]孟凡強.測量機器人在高層建筑物變形監測中的應用[J].城市地理，2016，11（8）：102-102.

[5]馬龍，齊臻.測量機器人在基坑變形監測中的應用研究[J].江西建材，2016，14（1）：235，239.