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1、2020/8/20,1,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,2020/8/20,2,1.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 中间成果报告,2020/8/20,3,2. 监测系统技术方案的选择,非地铁施工时
2、地铁结构变形监测 中间成果报告,测量机器人-TCA自动全站仪 主要性能 : 自动照准 ATR模式 锁定跟踪 Lock模式 用户编程 GeoCom GeoBasic 联机控制 Online模式 Remote模式,2020/8/20,5,2. 监测系统技术方案的选择,主要机型徕卡TCA 2003 1800 测角精度： 0.5 1.0 测距精度: 1+1ppm 1+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 中间成果报告,2020/8/20,6,3.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 中间成果报告,数学模型,20
3、20/8/20,7,3.原理创新多重实时差分技术,多重实时差分技术（MRDiff） Multiple Real-time Difference,非地铁施工时地铁结构变形监测 中间成果报告,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)。,2020/8/20,8,4.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 中间成果报告
4、,X,Y,2020/8/20,9,4.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 中间成果报告,2020/8/20,10,4.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 中间成果报告,2020/8/20,11,4.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 中间成果报告,变形点景观,2020/8/20,12,4.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 中间成果报告,自动化 智能化,开放性 通用性 互动性,2020/8/20,13,5.研究解决的主要问题,运行配置方案的优化 大气环境影
5、响的分析与处理 测量技术难点的解决方案 迂障碍（如车遮挡） 重复测量时间延迟功能 小视场功能的应用 消除隧道内气流变化的影响 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 中间成果报告,2020/8/20,14,5.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 中间成果报告,OTN网,因特网,远程监控 计算机,计算机 中继站,2020/8/20,15,5.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 中间成果报告,ADSL 调制器,计算机 中继站,远程监控 计算机,因特网,站长室
6、 直拨电话,2020/8/20,16,5.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 中间成果报告,计算机 中继站,2020/8/20,17,6.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 中间成果报告,2020/8/20,18,非地铁施工时地铁结构变形监测 中间成果报告,2020/8/20,19,6.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 中间成果报告,2号测斜管观测数据的位移图,2020/8/20,20,非地铁施工时地铁
7、结构变形监测 中间成果报告,2号测斜管在8.5m深度处观测的位移图,D34,D44,2020/8/20,21,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 中间成果报告,6.基坑开挖与地铁结构变形的相关性,2020/8/20,22,2020/8/20,23,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,2020/8/20,24,7 .变形监测系统测量精度评估,本底测量数据的精度 Mx0.48mm、 My0.10mm、Mz0.38mm。 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
8、中间成果报告, 2003 标称精度 0.5 1mm1ppm 1800 1.0 1mm 2ppm 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 TCA2003 0.5mm以内 TCA1800 1.0mm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。,2020/8/20,25,7 .变形监测系统测量精度评估,TCA全站仪的测量精度试验 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 中间成果报告,2020/8/20,26,7 .变形监测系统测量精度评估,TCA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 中间成果报告,在室外约200m的
9、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。,2020/8/20,27,7 .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 中间成果报告,各变形点相对于第一周期的变形量为：,2020/8/20,28,7 .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 中间成果报告,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
10、如下表：,2020/8/20,29,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 中间成果报告,2020/8/20,30,8.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 中间成果报告,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！,2020/8/20,31,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
11、监测 中间成果报告,2020/8/20,32,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 中间成果报告,2020/8/20,33,障碍影响,非地铁施工时地铁结构变形监测 中间成果报告,2020/8/20,34,气流影响,非地铁施工时地铁结构变形监测 中间成果报告,2020/8/20,35,振动影响,非地铁施工时地铁结构变形监测 中间成果报告,表4 8月14日至9月6日全站仪竖轴的最大倾斜量及其方向,表5 9月7日至10月30日全站仪竖轴的最大倾斜量及其方向,2020/8/20,36,相关示意图,非地铁施工时地铁结构变形监测 中间成果报告,负一层 售票厅,
12、负二层 站 台,X,Z,变形点 棱 镜,2号测斜管 X方向变化曲线,2020/8/20,37,小视场功能,非地铁施工时地铁结构变形监测 中间成果报告,望远镜正常视场角为133 对于100米的距离视场直径为2.7米,视场角为133 变为86,100米,2.5厘米 2.7米,望远镜小视场角为 86 对于100米的距离视场直径为2.5厘米,2020/8/20,38,非地铁施工时地铁结构变形监测 中间成果报告,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；,2020/8/20,39,组成框图,2020/8/20,40,方位角变化,基准点,变形点,
