基于全站仪定位的辐射场测量方法研究

在核设施检修或退役中,往往需要对现场的辐射剂量场进行测量。传统的剂量率仪不支持空间坐标测量,需要额外的坐标测量工具,且剂量测量和坐标测量不同步,使得测量效率受到限制。针对该问题,提出了一种基于全站仪定位的测量方法,可同时测量剂量率和对应的空间坐标,定位精度为mm级,研制了测量系统样机。使用样机对某个水泥固化放射性废物桶进行了测试实验,与蒙特卡罗计算结果进行对比,测量值与模拟值的相对偏差遵循正态分布,平均偏差为12.8%,标准偏差为9.37%,数量大约占96%的测量点位的相对偏差在[-30%,5%]的范围内,体现了较高的测量精度。对某核设施厂房的另外两个较为复杂的场景进行辐射场测量,使用对数变换普通克里金方法对离散的测量点进行辐射场插值计算,三维辐射场重构结果的平均相对偏差可控制在50%左右。结果表明通过基于全站仪的辐射场测量系统可对现场的三维辐射场进行重构,精度可以满足三维辐射场的应用需求。

单目标旋转摄影方法标定图像全站仪相机

为了实现图像全站仪望远镜相机和广角相机的高精度标定,采用单目标旋转摄影法推导了旋转摄影模式下图像全站仪的相机标定模型,并对模型参数展开相关性分析,针对其中存在的参数耦合问题,提出了双盘观测法进行参数解耦;对单目标旋转摄影方法的可行性进行了实验验证,取得了图像全站仪望远镜相机和广角相机的高精度标定结果。结果表明,标定得到的相机参数可用于不同摄影距离的图像测量,望远镜相机标定点重投影误差平均为1.0 pixel,对应图像角分辨率达2.0″;望远镜相机定焦摄影时标定点重投影误差平均为0.15 pixel,对应图像角分辨率达0.3″;广角相机标定点重投影误差平均为0.6 pixel,对应图像角分辨率达13.3″。该研究对提高图像全站仪的图像测量精度及拓展其相关应用有一定参考意义。

全站仪气象改正公式优化研究

为了提高全站仪长距离测距精度,提出一种全站仪气象改正公式的优化方法。对气象改正公式进行了分析,发现存在一定误差和优化的空间。为了降低改正公式引起的残余误差,以最小化残余误差之和为优化目标,将气象公式系数调整转化为最优化问题。借助野外长基线上部署的密集环境参数传感器阵列,实时记录全站仪长时间连续测距时的环境参数;利用测距数据构造优化函数,对改正公式系数的不同组合进行优化调整和验证,实验数据分析结果表明:优化后,测距误差均值可减小99.8%,误差的标准偏差减小81.2%。为验证所提出方法的有效性,将优化系数后的改正公式应用于其他测量时间段的测距补偿,结果显示,残余误差也同样得到有效降低,优化幅度达到37%以上。表明气象改正公式系数优化是显著降低野外测距误差的有效方法。

基于神经网络的测量机器人大坝监测观测值折光修正

测量机器人在水库大坝自动化监测中应用广泛,为确保监测结果的可靠性,需对原始观测值进行折光修正。结合测量机器人自动化监测可提高监测频率、提供大量观测数据的特点,在分析观测值折光影响因素的基础上,构建了神经网络折光修正模型来对原始观测值:垂直角、斜距、水平角进行修正。并利用某水电大坝自动化监测系统展开了试验与验证,选取评价指标对模型修正后观测值精度进行分析。结果表明,对于以垂直角为基础的垂直位移修正,基于神经网络的方法相对于传统的K值修正公式效果明显,最高可提升垂直位移的精度约2 mm。对于斜距修正,基于神经网络的方法有一定的效果,显示出距离越远效果越明显的趋势。对于水平角修正,数据结果表明水平角观测值受折光影响较小,使用神经网络进行修正并不能进一步提高观测值的精度。

高速磁浮轨道(梁)安装测控平面控制网测量技术实验研究

首先提出高速磁浮轨道(梁)安装测控平面控制网的精度要求,然后建立了小范围的CFⅢ平面控制测量实验网,在实验网中分别进行了基于高精度智能型全站仪和激光跟踪仪的观测实验,并对观测数据进行了处理与分析,以验证用这2种仪器及其对应的测量方法建立高速磁浮轨道安装测控平面控制网的精度及其可行性。实验结果表明,利用激光跟踪仪进行高速磁浮轨道(梁)安装测控平面控制网测量是可行的,且能够满足平差后方向改正数≤±1.5″、距离改正数≤±1 mm、相邻点的相对点位中误差≤±0.5 mm的精度要求。

ATR全站仪的棱镜光斑重心识别与照准纠偏研究

智能化全站仪内置的CCD相机是测量活动中识别目标棱镜的载体,其接收反射红外线形成的光斑图像是目标识别及照准度判定的重要依据。实验以目标区域棱镜的RGB、灰度图像、光斑图像(点云化)作为研究依据,基于提出的圆形度、光斑映射系数、散射性三个特征条件使用随机森林算法建立光斑精识别模型,再利用光斑离散度质心算法找寻光斑重心。最后以四象限法则分割光斑重心落点进而形成实验场误差线,分象限进行照准误差纠偏。实验表明此方法可以很好地识别棱镜光斑重心和进行精确照准,具有一定的可行性。

图像全站仪同轴相机主距检校方法研究

变形测量是图像全站仪目前应用最为广泛的领域。同轴相机主距是图像全站仪应用于变形测量所需检校的主要参数,其检校方法及精度直接关乎变形测量的精度与效率。针对现有检校方法涉及参数过多、求解过程复杂等问题,本文提出一种高效直观的检校方法,检校参数仅包括主距和畸变,可有效检测出不同测量距离上的主距变化,并建立相应的物距—主距函数模型,在实际测量中可由该模型直接获得不同物距对应的精确主距,有效提高将图像测量转换为实地形变测量的精度。针对研究建立的检校模型,设计了完整的检校实验流程,对物距(S)变化范围为2.46m至11.56m的徕卡TS60图像全站仪同轴相机的主距(f)进行精密检校实验,得到的物距与主距的函数模型为f=-3.8382*S^-3.9592+23.1997±0.0023cm。结果表明,本文方法的主距检校相对精度为10-4,所建立的函数模型可将主距误差引起的测角误差降低到0.2″以内。

广东省小水电绿色全要素智能管理存在的问题及对策

广东省农村小水电资源丰富,省内有近万座小水电,数量占居全国之首。小水电在解决农村用电、促进农村经济发展方面发挥了重要的作用,但是,随着技术进步和国家产业政策的调整、生态文明建设的推进,广东省小水电面临绿色转型、强化管理等需求,因此有必要分析小水电在绿色全要素智能管理方面存在的问题及对策。研究表明,广东省小水电存在安全生产有隐患、生态流量保障不足、运行管理自动化程度低、监管难等问题,可以通过建立安全生产标准机制、落实生态流量、促进小水电绿色转型、开展全要素智能管理等措施加以解决。

一种新的无线倾角计在应急监测中的应用

建筑物倾斜情况是判断建筑结构是否安全的重要参数。针对传统的建筑倾斜人工测量费时费力,无法实时监测建筑倾斜等问题,文中设计了一种可用于房屋倾斜应急监测的无线倾角计。装置由上盖、硅胶密封圈、印制线路板、防水Type-C充电接口和下壳组成,其中印制线路板中含有倾角传感器、震动传感器和定位芯片。装置可以用于建筑实时监测,及时预警,满足建筑物紧急情况的要求。将装置用于广东某公寓应急监测,结果表明,装置能够实时监测房屋倾斜状态,测得的数据与传统的全站仪投点法测得数据的平均相对误差不超过8%,最大相对误差不超过10%,能够满足工程监测精度要求,可以大大提高监测效率和频率。

基于全站仪法塔尺刻线示值误差的研究与试验

为避免塔尺刻线示值误差在检测时中间格挡的影响,本文结合高度卡尺和全站仪,对其检测方法进行探讨,并分别建立数学模型进行试验。试验表明:塔尺两端刻线示值误差未超过-0.20mm,且全量程刻线示值误差均小于0,整体刻线值较小,在3750mm刻线处的示值误差最大为-1.40mm,满足JJG 8-1991《水准标尺检定规程》中全长(5m)误差小于±3.0mm要求。

三维激光投影技术在核电厂施工放样中的应用

施工放样作为核电厂建造的关键基础工作,是其他施工活动的依据,其对工程质量及进度有着直接影响。目前核电建安领域主要采用全站仪进行逐点式放样的施工放样方法,该方法具有放样精度差、施工效率低和人工成本投入大等弊端。本文主要提出了应用三维激光投影技术实现核电厂快速施工放样,该方法具有批量放样和投影精度高的特点,通过核电厂施工放样可行性分析和某核电项目现场应用,并使用全站仪进行对比分析,验证了三维激光投影技术在核电厂施工放样中具有一定的应用前景。

现浇箱梁支架预压监测方法研究及数据分析

深中通道西人工岛非通航孔桥为现浇预应力连续箱梁,模板通过搭设的支架支撑,箱梁施工前需进行支架堆载预压。为了精确测量支架的各种变形量,为设置预拱度提供依据,结合箱梁支架搭设方式及堆载预压方法研究预压监测方法,提出了使用全站仪在支架底部进行竖向位移监测。该方法避免了人工读数偏差、视线遮挡等因素影响,可以快速、精确地获取预压过程中的变形数据,便于数据处理,保证了后续工序的及时开展,全站仪替代水准仪进行短距离竖向位移监测的方法也为竖向位移监测提供了新的思路。

绿汁江大桥大倾角隧道锚主缆预应力锚固系统定位技术

绿汁江大桥为主跨780 m的单塔单跨钢箱梁悬索桥,玉溪岸隧道锚总长86 m,锚塞体底板与水平面夹角54°,主缆预应力锚固系统定位精度要求高达3 mm。针对锚固系统定位测量的重难点,分别采用精密导线法、双导线法布设洞外、洞内加密控制网;建立锚固系统数学模型,将隧道锚坐标系转换为整体坐标系,计算索股预应力管道坐标,并与软件建立的锚固系统三维几何模型中的坐标对比,经复核坐标转换结果准确。主缆预应力锚固系统随锚碇基础及填芯混凝土施工逐层安装定位,采用全站仪三维坐标法及精确修正球气差常数的全站仪三角高程差分法对测量高程进行修正。定位时,首先进行后锚面模板精调;接着基于锚垫板与索股预应力管道同轴调整原理,调整锚垫板与对应索股预应力管道轴线相垂直以及锚垫板的平整度,进行后锚垫板定位;然后安装定位支架,进行索股预应力管道定位;最后进行前锚垫板定位,实测锚固系统定位精度小于3 mm。

基于三维激光扫描系统的芒硝矿采空区边坡变形监测单点误差模型建立及精度分析

该文主要探究三维激光扫描系统在某采空区边坡变形监测中的应用,并对边坡模型的点位精度进行计算和分析。使用Maptek I-Site三维激光扫描仪完成边坡点云数据的采集,并使用配套的Maptek I-Site Studio软件对点云数据进行拼接、滤波、精简等一系列处理,使用精简后的点云数据构建边坡曲面模型。以全站仪获取的标靶坐标数据为标准值,以三维激光扫描仪获取的标靶坐标数据为测量值,求出两者之间的真误差,进而求出观测值的点位中误差。结果表明,三维激光扫描系统测量的点位精度为IV级,仅能满足土质边坡对于水平位移监测的精度要求。

全站仪在桥梁挠度变形应用中的数据处理

测绘技术的发展与IT技术息息相关,随着IT技术的飞速发展,测绘技术也在迅猛发展,朝着更加方便、精确、智能的方向不断进步,实现数据处理的自动化也成为测绘工程发展的必然需求。为了保证桥梁的安全性和足够的刚度,需要在桥梁竣工后的进行加载测试,因为其测试结果直接反映了桥梁的施工质量和结构受力性能。本文主要研究全站仪在桥梁挠度变形中的数据处理,利用VB语言编程使数据处理变得简单、方便、准确,实现数据的自动化处理。

智能全站仪在建筑工程变形监测中的应用

智能全站仪的出现改变了传统全站仪测量模式,其独特的ATR自动识别照准测量功能大大提高了监测作业效率。通过对建筑工程施工监测中常用的极坐标法误差影响因素进行分析研究,统计在不同斜距和不同竖直角条件下的智能全站仪ATR测量模式下极坐标法监测精度,通过在实际工程项目中的应用,验证智能全站仪ATR自动照准测量监测方法的可行性及数据可靠性,并与人工手动照准测量结果进行综合对比分析,进一步验证了在远距离检测的条件下,智能全站仪ATR自动照准测量相比人工手动照准测量的优势,为建筑工程变形监测数据的高效准确获取提供了较为可靠的解决方案。

全站仪在盾构下穿施工运营隧道变形监测中的应用

针对新建盾构隧道下穿施工而导致运营隧道结构变形的问题,利用全站仪构建自动化监测系统,对施工期间运营隧道关键节点典型断面的监测数据进行分析和精度评定。本次盾构下穿期间,运营隧道道床沉降整体呈现抬升趋势,管片收敛呈现扩张趋势,道床位移呈现向盾构推进方向运动的趋势。通过人工复核对自动监测系统进行精度评估,结果表明自动化监测与人工复核整体偏差在1 mm内,全站仪自动化监测系统为地铁运营安全风险评估提供测量技术支撑,通过某地铁盾构隧道施工监测的数据分析,验证了全站仪自动化监测系统的可行性和有效性。

基于CPⅣ网轨道三维检测系统的改进设计

轨道几何形位对于列车运行安全极为重要。基于CPⅢ轨道几何形位静态检测时需对全站仪设站跟踪传统轨检小车上的棱镜,作业烦琐且会产生一定的测量误差。通过利用改进的轨检小车上安装全站仪捕捉CPⅣ基准网点棱镜进行轨道几何形位静态检测,并利用欧拉角与刚体一般运动规律对该系统进行数学建模,可较快算出轨道被检测点以及中线坐标,提高测量精度以及效率。

挠度监测在城市轨道交通高架线中的应用研究

挠度是评价桥梁整体结构安全的重要参数。本工程以保障城市轨道交通高架线运营安全为出发点,简述目前挠度监测的各类方法,分析全站仪挠度测量原理及方法,并以某城市轨道交通高架线为例,详细阐述挠度监测的测点布设、误差来源、成果分析。结果显示,挠度监测可应用于在城市轨道交通高架线结构健康监测,为运营线路安全评估提供数据参考。

全站仪一测回水平方向标准偏差的不确定度评定

根据《全站型电子速测仪检定规程》的要求,“一测回水平方向标准偏差”是全站仪的必检项目,也是判定全站仪检定是否合格的重要指标。本文结合笔者所在单位实际,使用多目标平行光管法检定全站仪一测回水平方向标准偏差,分析影响测得值的不确定度来源,评定出Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级3个精度等级全站仪的一测回水平方向标准偏差的不确定度。