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      工程測量中智能控制的應(yīng)用研究

      2019-01-13 00:30:31王鶴
      中華建設(shè) 2019年5期
      關(guān)鍵詞:精度變形測量

      王鶴

      隨著科學(xué)技術(shù)水平不斷提升,工程測量獲得了極大的突破,尤其是變形監(jiān)測以及預(yù)測方面。從技術(shù)應(yīng)用實際來說,具體包括變形觀測數(shù)據(jù)變化以及水平運動觀察測量等基本內(nèi)容,即觀察、重復(fù)觀察以及統(tǒng)計預(yù)測分析。隨著工程測量要求的提升,帶動著智能控制廣泛應(yīng)用,獲得了不錯的成效。

      一、智能化工程測量的原理

      從工程測量中智能控制的應(yīng)用實際來說,主要原理如下:1.極坐標法。在測量作業(yè)中,常用的觀測方法為極坐標法。具體應(yīng)用中,將使用的儀器,布置在已知坐標點上,進行未知點的參數(shù)觀測,比如垂直角以及斜距等,未知點坐標,能夠通過測量以及已知點數(shù)據(jù)獲得。2.智能化分析流程?;谥悄芑刂频墓こ虦y量,主要涉及到數(shù)據(jù)處理和輸入以及輸出。在具體應(yīng)用中,采取人工輸入的方式,通過自動測量界面,利用設(shè)計的程序,直接輸入到計算機系統(tǒng)內(nèi)。當(dāng)數(shù)據(jù)輸入到系統(tǒng)后,能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)自動化處理。通過檢查數(shù)據(jù)格式,分析數(shù)據(jù)是否合法,再對數(shù)據(jù)處理進行后續(xù)操作?;跀?shù)據(jù)輸入,進行智能處理,利用構(gòu)建的處理模型,開展數(shù)據(jù)提取,經(jīng)過計算后獲得最終結(jié)果。測量獲得的數(shù)據(jù),是通過數(shù)據(jù)輸出前臺數(shù)據(jù)庫以及后臺數(shù)據(jù)庫,自動化輸入和輸出。

      二、智能化工程測量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計和關(guān)鍵技術(shù)

      1.結(jié)構(gòu)設(shè)計

      基于全站儀,構(gòu)建的自動變形監(jiān)測系統(tǒng),目的是搜索工具,采用極坐標測量法,進行點的三維坐標測量。利用計算機進行分析,輸出變形點變形以及需不需,通常來說,變形監(jiān)測點的組成,具體分為測站點和參考點以及目標點。系統(tǒng)的構(gòu)建,是通過在天文臺設(shè)置儀器,進行變形趨勢的觀察,利用測量機以及計算機等,采集以及分析基準面、變形點結(jié)果,進行三維變形的變化點精準計算,經(jīng)過安全以及穩(wěn)定分析,最后獲得數(shù)據(jù)。

      2.功能模塊設(shè)計

      從智能監(jiān)測信息化系統(tǒng)的組成來說,主要功能模塊包括點位邏輯觀測模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、傳輸模塊、處理模塊等。現(xiàn)就其中幾個關(guān)鍵模塊,進行設(shè)計分析:(1)參數(shù)設(shè)置模塊。此功能模塊的設(shè)計,具體為基本參數(shù)的測量和設(shè)計、計算機通信數(shù)據(jù)設(shè)計等。為實現(xiàn)智能化測量控制,必須要設(shè)置相對完整的存儲數(shù)據(jù)以及通信。(2)全站儀初始化模塊。此模塊設(shè)計具體為通信參數(shù)設(shè)計、全站儀設(shè)備參數(shù)的調(diào)整。為保證設(shè)計效果,設(shè)置的計算機參數(shù),必須要保證實際參數(shù)采集設(shè)備調(diào)整到位,確保命令能夠有效傳輸。(3)數(shù)據(jù)處理模塊。設(shè)計的此功能模塊,依據(jù)基準點數(shù)據(jù)以及觀測獲得的數(shù)據(jù),分析觀測數(shù)據(jù)和矯正數(shù)據(jù)所存在的矯正關(guān)系,最終確定觀測點的三維坐標。

      3.關(guān)鍵技術(shù)

      (1)ATR工作原理

      在工程測量實踐中,智能控制的應(yīng)用,通過配置CCD陣列,實現(xiàn)圖像的有效處理,同時在工程測量作業(yè)實踐中,發(fā)射二極管,實現(xiàn)激光的調(diào)整,通過望遠鏡軸,展現(xiàn)投影,實現(xiàn)反射過程的有效把控。具體實踐中,調(diào)整反射的TR光束,使用工程測量專用分光鏡,進行可見光和測距光束的隔離處理,并且呈現(xiàn)在CCD陣列中心。如果望遠鏡的光軸和CCD陣列中心調(diào)整,能夠達到預(yù)期設(shè)計,則可以基于CCD陣列位置,開展ATR圖像中心的精準計算。

      (2)ATR測量精度控制

      ATR測量精度的組成,具體包括內(nèi)部精度和外部精度。其中,內(nèi)部精度的控制,主要是利用CCD陣列的分辨率大小調(diào)整實現(xiàn),或者調(diào)整棱鏡的位置。為保證測量精度,在作業(yè)時,結(jié)合運用高性能的儀器設(shè)備以及技術(shù),強化對精度的把控。對于外部精度,具體為棱鏡定位精度的把控,還需要注重環(huán)境的控制。

      (3)測站點穩(wěn)定性的控制

      關(guān)于測站點的穩(wěn)定性把控,主要是數(shù)據(jù)處理環(huán)節(jié),通過把控系統(tǒng)測量網(wǎng)站運行的穩(wěn)定性實現(xiàn),比如站點穩(wěn)定性等。關(guān)于現(xiàn)場工程測量和穩(wěn)定基準關(guān)系的優(yōu)化處理,要借助穩(wěn)定的點,強化穩(wěn)定性控制。開展檢測時,使用的儀器設(shè)備,其自動變形監(jiān)測系統(tǒng)運行的效果等,都會影響工程現(xiàn)場測量結(jié)果的精度,因此需要做好把控,確保穩(wěn)定站點測量數(shù)據(jù)的質(zhì)量。

      (4)基準點穩(wěn)定性控制

      關(guān)于此點的穩(wěn)定性把控,以工程測量觀測為主要環(huán)節(jié),采取垂直位移觀測,結(jié)合水平位移觀測,最終達到穩(wěn)定性控制目的。為了能夠掌握基礎(chǔ)變形點,保證正確性,要合理選擇參考點。基準點的把控,基準點的選擇為重點,也是難點。通常情況下,合理選擇參考點,必須要保證距離測量儀的參考點數(shù)量合理,不可以過多,避免影響工程測量的精度。除此之外,選擇的多個變形點,必須要做好間距的把控,以此確保測量精度。

      三、工程測量中智能控制技術(shù)的應(yīng)用實例分析

      現(xiàn)結(jié)合某試驗項目,分析工程測量中智能控制技術(shù)的應(yīng)用實現(xiàn),做如下論述:

      1.設(shè)計要求

      基于飛行試驗工程測量相關(guān)需求和要求,設(shè)計一體化智能測量系統(tǒng),實現(xiàn)空間三維點、線、面的一體化。構(gòu)建的智能測量系統(tǒng),具有仿真計算功能、在線校準功能、在線測量功能等。在設(shè)計中,通過對數(shù)字化測量設(shè)備的分析,包括全站儀和三維掃描儀等,構(gòu)建智能化測量系統(tǒng),結(jié)合計算機技術(shù)以及自動控制技術(shù)等,實現(xiàn)被測對象的一體化測量,以及自動化計算分析。

      2.系統(tǒng)架構(gòu)

      開展測量平臺設(shè)計時,要保證系統(tǒng)的先進性,除了具備數(shù)據(jù)處理功能外,還要具備操控功能,并且可優(yōu)化測量設(shè)備布局。在實際應(yīng)用中,基于離線偏程,來布局設(shè)備,規(guī)劃工程測量任務(wù)軌跡線路,保證工程測量精度,同時實現(xiàn)智能化測量。構(gòu)建的系統(tǒng),主要分為飛機設(shè)備、部件以及測量設(shè)備。系統(tǒng)對空間測量設(shè)備內(nèi)外方位元素檢核,比如相機性能的監(jiān)測;對飛機安裝件等,進行性能檢測;對空間測量設(shè)備的檢核。構(gòu)建的智能化高精度定位測量系統(tǒng),組成如下:(1)精確點測量子系統(tǒng);(2)影像測量子系統(tǒng);(3)三維建模子系統(tǒng);(4)測控中心子系統(tǒng);(5)測量仿真子系統(tǒng)。

      子系統(tǒng)組成和功能如下:(1)精確點測量系統(tǒng)的組成,包括全站儀和光筆等,負責(zé)測量被測量對象的特征點,進行坐標體系的定制以及轉(zhuǎn)換。(2)影像測量系統(tǒng)。系統(tǒng)的組成,包括攝像機和鏡頭等?;诮皵z影測量原理,測量飛機關(guān)鍵點,能夠解算出靜態(tài)測量或者動態(tài)測量過程目標點的結(jié)果,達到精準測量以及解算的目的。(3)三維建模分系統(tǒng)。此系統(tǒng)的組成,具體包括三維掃描儀和手持掃描儀等,在實際應(yīng)用中,負責(zé)模型的測量以及姿態(tài)求取。(4)測控中心。在實際應(yīng)用中,負責(zé)對系統(tǒng)各類設(shè)備的后臺操作控制,同時進行信息采集和處理等。測控中心系統(tǒng)除了具備圖像處理功能外,還具有數(shù)據(jù)處理功能和參數(shù)解析功能等。(5)測量仿真分系統(tǒng)。按照工程測量任務(wù)的相關(guān)要求,結(jié)合現(xiàn)場環(huán)境知識,構(gòu)建防滲模型,開展仿真計算?;诜抡娼Y(jié)果,進行參與工程測量的設(shè)備組合以及布局等規(guī)劃,為系統(tǒng)優(yōu)化配置的核心。具體應(yīng)用中,通過測量前準備工作,模擬工程測量現(xiàn)場,開展測量設(shè)備布局和路徑模擬等,優(yōu)化測量方案。

      3.測量過程自動化

      此測量系統(tǒng),在實際應(yīng)用中,利用已知飛機模型,在飛機上,選擇兩個點位進行測量,便能夠?qū)崿F(xiàn)各點轉(zhuǎn)換,轉(zhuǎn)換到相應(yīng)的坐標體系,進而通過坐標值轉(zhuǎn)化以及設(shè)備自動驅(qū)動等方式,實現(xiàn)自動瞄準測量。從實際應(yīng)用效果來說,不僅實現(xiàn)了在線自動化測量,而且實現(xiàn)了智能控制,提高了工程測量作業(yè)的效率,保證了測量結(jié)果的可靠性,在實際應(yīng)用中,有著較高的價值。

      四、結(jié)語

      綜上所述,工程測量實踐中,智能控制的實現(xiàn),是基于ATR工作原理;ATR測量精度控制;測站點穩(wěn)定性的控制;基準點穩(wěn)定性控制。為滿足工程測量實際需求和要求,要結(jié)合測量技術(shù)特點,構(gòu)建相應(yīng)的智能控制系統(tǒng),支持工程測量工作的開展,保證測量結(jié)果的真實性以及有效性。

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