移动激光扫描在地铁车站限界测量中的应用

为满足限界要求,地铁车站站台边缘与地铁列车之间存在一定的间隙,但可能发生乘客踏空风险。现需对车站区段的站台边缘至线路中心线距离现状进行快速普查,为更新改造提供决策数据。文章利用移动激光扫描技术快速获取车站段全断面点云,通过点云数据处理提取关键特征点,实现了对空间距离的非接触测量,经传统方法对比复核,验证了该方法的准确性。

新能源场站专用系统数据可视化技术研究

为充分体现新能源场站专用系统的应用情况,提出新能源场站专用系统数据可视化技术。利用三维激光扫描技术获取新能源场站的测绘点云数据,并利用最小二乘平面拟合去噪法去除采集到的测绘点云数据噪声。基于测绘点云数据去噪结果进行绝对定向处理,以此获取测绘系统相对坐标位置,并将切片点云导入计算机辅助设计(CAD)中,即可实现新能源场站的测绘。依据测绘结果,采用球面投影方法实施测绘数据的三维重建,以此实现系统可视化研究。试验结果表明,所提技术对新能源场站测绘系统的测绘可视化效果较好,具有一定的应用价值。该技术可以有效提升新能源场站测绘效果。

机载激光雷达在抽水蓄能电站中的应用

抽水蓄能电站的选址大多在陡峭峡谷间,植被浓密地区,传统测量手段在作业进度与测量精度上很难满足设计需求。机载激光雷达技术不受植被与阴影等因素影响,可以高效、准确地获取地面三维点云数据。本文以黑龙江林口抽水蓄能工程勘察为例,应用机载雷达技术解决了高山密林区大比例尺地形数据获取困难的问题,经过分析验证,证明该技术可以在抽水蓄能工程中得到推广使用。

激光熔覆层在生物质电站环境下的高温腐蚀行为研究

与煤炭、天然气等燃料相比,生物质发热值低,含有更多种类且浓度更高的腐蚀性介质,燃烧后产生大量含氯、硫腐蚀气氛及其金属熔盐,导致生物质焚烧余热锅炉受热面高温腐蚀问题严重。现有在管材表面堆焊镍基耐腐蚀合金的技术尽管可显著提高管道服役寿命,但存在工作效率低、不适合现场施工、管道热变形等诸多问题。对此,采用常规激光熔覆、高速激光熔覆2种工艺在TP347H耐热钢表面制备了Inconel 625耐高温腐蚀涂层,对比研究了TP347H耐热钢熔覆Inconel 625合金涂层前后的长期高温腐蚀特性。采用扫描电镜(SEM)表征了制备态和500 h高温含氯腐蚀后的覆层显微组织;采用增重法定量评价了覆层前后TP347H耐热钢的耐腐蚀性能。结果表明:优化工艺参数条件下常规激光熔覆、高速激光熔覆制备覆层组织致密,2种覆层与基材结合强度分别为362.4 MPa和217.3 MPa,覆层稀释率分别为5.4%和0.9%。腐蚀增重结果表明,550℃模拟腐蚀条件下,激光熔覆、高速激光熔覆Inconel 625合金覆层的腐蚀速率分别约为TP347H耐热钢基材的17%和8%。650℃模拟腐蚀条件下,激光熔覆、高速激光熔覆Inconel 625合金覆层的腐蚀速率分别约为TP347H耐热钢基材的11%和7%。

火箭撬试验长直轨道测量控制网的建立及精度分析

火箭撬试验在航空航天、兵器、电子、核武器研制中具有重要的试验价值,为了建立轨道测量控制网、实现火箭撬试验中时空位置参数的测量,本文提出了一种基于边角混合交汇平差模型的组合测量方法。首先,构建了基于全站仪测角信息与激光跟踪仪测距信息的混合交汇平差模型,定义了构建测量误差矩阵的原则,并采用非线性最小二乘法对全局坐标进行了最优估计;其次,采用蒙特卡洛法对测量设备布局和混合交汇平差模型的精度进行了仿真分析,仿真结果表明,测量设备布设在测量范围内的中间位置,可使整体位置标坐标测量误差达到最小,进一步减小平差模型中初始值误差,提高模型解算精度;最后,在某火箭撬试验场地进行了实验验证,在669 m的测量范围内,整个轨道测量控制网的位置标距离标准差为0.19 mm,验证了长直导轨测量中边角混合平差模型的可行性,该方法对全量程测量任务具有重要参考价值。

复合式机器人接触式测量站位规划方法

在航空各部件的大空间测量中,针对人工测量工作强度大、检测精度不稳定、检测效率低等问题,提出基于全向移动复合式机器人的接触式测量机器人站位规划方法。首先进行机器人D-H参数建立以及关节转角求解,构建测量可达性约束模型,分析工具末端对机器人工作空间以及T-Mac与激光跟踪仪之间激光可达性的影响;然后针对最大工作限位和关节转角限位约束对大部件轴向以及径向进行机器人站位规划算法流程开发,保证测量特征点处于机器人工作限位内;最后基于AnyCAD几何引擎在三维虚拟环境中进行CAD模型测量特征点提取、站位规划、测量仿真。通过实例仿真试验对规划结果进行验证及评价,证明了站位规划算法可保证全部测量点的机器人可达性与激光可达性。

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。

某工程大跨度钢桁架整体提升施工技术

大跨度钢桁架整体提升施工技术是现代大型钢结构工程中的重要施工方法,适用于跨度大、构件重、施工环境复杂的工程。以北京某工程为背景,阐述该工程中对整体提升技术的应用,同时,对施工过程中提升过程分段,提升点位布置,提升临时措施的设置、液压千斤顶及液压泵站的设计、提升变形监测等施工工艺进行介绍,并对工程整体提升过程进行描述。通过重点应用三维激光点云模型技术,对施工全过程进行监测,保证工程施工质量。

大型复杂曲面玻璃幕墙高精度施工技术研究

文章以某市农商银行总部玻璃幕墙专业工程为研究对象,研究满足高精度安装要求的大型复杂曲面玻璃幕墙施工技术,提出BIM技术、3D扫描技术、激光全站仪定位技术联合应用的施工方法,有效完成了玻璃幕墙优化设计、构配件3D数据提取和高精度安装,提升了大型复杂曲面玻璃幕墙的施工质量。

三种测绘新技术在不动产测量中的对比研究

如何快速、准确获取房屋地籍测量数据对于提升土地利用率以及不动产登记效率具有重要意义,然而,以往不动产测量主要利用全站仪等传统测量技术,存在作业效率低、费时费力等缺陷。近年来,三维测绘新技术不断发展与成熟,以无人机倾斜摄影测量技术、机载激光雷达技术、架站式激光雷达技术为代表的测绘新技术广泛应用于测绘项目生产中。但是不同测绘新技术在适用场景、成果精度等方面存在差异。研究选取台州市某地作为不动产测量试验区,分析基于三种测绘新技术的不动产测量方法与传统不动产测量方法的效率与精度,得出结论:制定了三种测绘新技术在不动产测量种的应用选择方案,为不动产测量相关项目生产的技术手段选择提供了有益借鉴。

国家授时中心西安卫星激光测距系统进展

卫星激光测距技术是目前精度最高的测距手段之一,其观测数据可用于卫星精密定轨、地球参考框架的建立与维持以及地球自转参数的解算等研究。中国科学院国家授时中心在中国载人航天工程专项项目的支持下,在西安市长安区国家授时中心航天基地园区建成了一套卫星激光测距系统,且已成功实现了对中国空间站以及其他激光卫星的激光测距。详细介绍了该套卫星激光测距系统的设备参数情况以及当前观测情况,并对部分观测数据进行了详细分析,为之后开展长期观测以及稳定运行提供参考,也为利用卫星激光测距数据开展激光时间比对和其他研究奠定基础。

基于数字孪生的飞机装配激光跟踪仪站位优化研究

由于飞机部件尺寸大,装配现场工装分布复杂,导致激光跟踪仪通视不佳,在引导装配或下架检验时需要反复调整激光跟踪仪站位,严重影响了测量稳定性及效率。为解决此问题,提出基于数字孪生的飞机装配激光跟踪仪站位优化方法。建立了面向飞机装配的激光跟踪仪测量约束模型,构建了基于飞机装配现场要素精准仿真的数字孪生系统,完成了对激光跟踪仪布站位置的优化,最后通过对数字孪生系统中激光跟踪仪的测量仿真,验证了遗传算法求解激光跟踪仪最佳站位的可行性。研究结果表明,优化后激光跟踪仪对测量点的覆盖率提高了110%,测量点的重合率由11.7%提高到55.5%,激光跟踪仪对测量点的覆盖率和测量点的重合率均有显著提升。

卢赛尔体育场钢结构测量方法及精度控制

卡塔尔卢赛尔体育场主体钢结构为由24对V形柱支承受压环的空间大跨结构,构件形状复杂。受压环连接鱼腹式环形张力索桁架,对精度要求较高,测量难度大。为控制受压环最终就位精度,在钢结构加工、现场拼装、吊装等阶段,针对不同条件,采用三维激光扫描和全站仪+自贴式反射片的测量方案。在最终就位阶段,为克服现场条件限制,结合两种测量方案优点,首创并应用了全站仪扫描法,达到了受压环精度控制要求。

电站锅炉受热面高温氯腐蚀特性及防控

随着我国双碳战略目标提出,电站锅炉向高参数方向发展。为研究新疆典型高氯煤在高参数锅炉焚烧过程中可能存在的腐蚀问题,探索防护措施,模拟了高参数下燃用高氯煤的锅炉气氛,对比了Super 304、T92、C-HRA-5、TP347H和12Cr1MoV的抗氯腐蚀能力并研究腐蚀温度(600、650和700℃)对氯腐蚀特性的影响。同时探究不同氧化钇质量分数(0%、0.2%、0.4%、0.6%和0.8%)的In⁃conel 625涂层的抗氯腐蚀能力。结果表明:腐蚀温度对材料的抗氯腐蚀能力影响很大,当温度高于700℃时,Super 304、T92、C-HRA-5、TP347H和12Cr1MoV均无法满足实际投产使用。在650℃时,C-HRA-5和TP347H表现良好,其拟合的腐蚀增重曲线分别为:y^(2)=312.371x,R^(2)=0.96和y=1.927x,R^(2)=0.94。Inconel 625涂层明显提高了12Cr1MoV基体抗氯腐蚀能力。随着涂层中氧化钇含量增加,抗氯腐蚀效果呈先升高后降低趋势,添加0.4%氧化钇效果最好。

振动光缆在云南输油管道项目中的应用

为了降低油气管道站场周界入侵报警系统的误报率和漏报率,文章采用振动光缆与激光对射相结合的技术,设计了一种新型周界入侵报警系统。文章通过对比传统和新型周界入侵报警技术的优点和缺点,并在云南成品油管道项目上进行应用,可得结论:振动光缆与激光对射相结合的技术手段能够显著提升对长输油气管道站场的周界防护效果,有效降低了误报和漏报情况的发生率,适合在油气管道站场上进行推广应用。

激光无线能量传输远场大光斑测试技术

无线能量传输系统作为空间太阳能电站的一个关键部分,其性能直接决定了空间太阳能电站技术的可行性。特别对于激光无线能量传输系统,准确测量激光远场光斑分布是分析和评价激光无线能量传输系统性能的有效手段。针对太阳能发电卫星轨道高、激光传输距离远、接收激光光斑面积大,并且受大气影响,光斑抖动严重,光斑能量分布以及光斑形状测量困难的问题,文章提出了基于光能探测器阵列的大面积激光光斑测试方法,采用光斑分布式测量及能量分布重构方法,完成激光无线能量传输系统远场光斑的测试,具有分布式测量,可灵活布局的特点,通过反演算法能够实现光斑能量密度分布重构,接收激光功率积分求解,光束发散角计算等,功能多样,适应能力强,为激光无线能量传输系统载荷的参数修订,以及在轨飞行任务的评价提供有效依据。

基于激光测距和全站仪的超大直径盾构隧道轴线测量方法和装备

随着我国轨道交通和地下空间的发展,传统的隧道轴线测量方法不适用于超大直径隧道,本文提出了一种基于激光测距和全站仪的超大直径盾构隧道轴线测量方法,开发了新的测量装备和配套数字化采集软件。工程应用结果显示该方法对超大直径隧道中线测量精度低于20mm,对监测隧道掘进精度和盾构机的对中情况校正提供了有力保障;实现了测量数据从机器端到手机端和云端的高效流通,缩短作业时间,提高工程监测效率。

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。

基于激光点云的地铁站三维建模方法

利用倾斜摄影测量创建实景三维模型的技术已日趋成熟,但无法应用于地下空间,如地铁站的三维建模。本文利用三维激光扫描仪获取地铁站高精度的三维激光点云数据,在3ds Max软件中建模,获得地铁站精细化的实景三维模型,并检核模型的精度。试验证明,该方法建立的三维模型既能保证精度,也能达到逼真、美观的三维效果,能够助力地下空间三维建模技术的发展。

基于激光点云的复杂站场接触网静态检测系统设计与实现

针对传统接触网静态检测方法在复杂站场环境下检测效率低、对运输秩序存在潜在干扰等问题,设计了基于激光点云的接触网静态检测系统。通过多站点云快速精确配准、接触网点云要素提取和静态几何参数精确计算等技术,实现了站场接触网点云场景的快速精细重构、接触网接触线与钢轨几何结构的准确提取,以及接触网导高与拉出值的精确计算。以天津西高铁站实测点云数据进行应用验证,结果表明,该系统能够对多站点云数据进行高效处理,对接触网关键几何参数的计算精度达到±5 mm,显著提升了站场接触网静态检测的效率和准确度。