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变形监测

不止于9.4′,实测揭秘徕卡TM60的小视场角技术

徕卡TM60精密监测机器人集成了高精度的测角和测距系统, 自动照准距离达3000m,自动测角精度达0.5″,拥有9.4′小分辨率视场角,全新Autolearn自主学习功能及ATRplus自动照准技术确保无与伦比的监测精度与效率,主要适用于地铁、高铁、隧道、大坝、桥梁、边坡、基坑、矿山、建筑等多个监测领域。

      关于徕卡TM60的9.4′小视场角技术您了解多少?下面我们一起了解下吧,首先要看一下ATR Plus动照准技术。

什么是ATR Plus自动照准技术?

      ATR Plus即为自动目标识别与照准功能,是指全站仪通过CCD阵列识别棱镜的位置并测得数据,当全站仪发出激光束时,反射光束由内置的CCD阵列接收。

      然后计算出反射点相对于CCD中心的位置,反射点相对于CCD中心的偏移用来校正水平和垂直角。这些ATR Plus偏移量还用于驱动仪器马达将十字丝中心对准棱镜。

图片2.png 

通过相对于CCD的偏移修正棱镜中心与十字丝的位置

ATR Plus自动照准是如何工作的?

1.激活仪器的ATR Plus功能后,徕卡TM60的照准部立即按环形搜索方式在指定范围内查找棱镜位置。

图片3.png 

环形搜索方式

2.如果未发现目标,可启动重试功能,该功能将以竖向矩阵形式扩大搜索范围直至找到棱镜为止。

图片4.png 

竖向矩阵式搜索

      3.发现目标后,全站仪根据像素信息计算十字丝与棱镜中心的水平偏移量、竖直偏移量,据此驱动望远镜的十字丝对准棱镜中心。

徕卡TM60的小视场角技术如何实现的?

通过缩小CCD阵列范围,来缩小ATR Plus的视野范围。

图片5.png 

      当徕卡TM60搭配徕卡GeoMoS进行监测时,正常的ATR Plus视场为28′,开启ATR Plus小视场技术时可以达到惊人的9.4′。仅有徕卡TM60搭配徕卡GeoMoS工作时,才可以达到这么小的视场角!

如何理解徕卡TM60的9.4′小视场角技术?

图片6.png 通过弧长计算公式可以简单算出:

100m×2π/360×9.4/60 ≈ 0.273m (激光近似为圆周半径,弧长近似为直线)

当距离棱镜100米时:可以分辨相距0.273m的两个棱镜

图片7.png 

      通过三角函数方法也可以计算出:d=2 × 100m ×tan4.7′≈ 0.273m当距离棱镜100米时:可以分辨相距0.273m的两个棱镜。

图片8.png 

      现场实测,当距离较短的情况下,徕卡TM60小视场的表现比9.4′的指标更优秀!

      为了验证徕卡TM60的9.4′小视场角技术,我们在西安现场进行了现场测试。通过三角架加装徕卡L型小棱镜成一列布设5组,我们通过人工瞄准测量每组棱镜,使其棱镜间左右相距间隔逐渐减少,再利用徕卡TM60搭配徕卡GeoMoS软件进行测量,徕卡GeoMoS软件中启用ATR Plus小视场,自动测量棱镜查看是否可以分辨棱镜并准确测得数据。

 图片9.png

      人工瞄准调整L2与L3小棱镜,当其相差10′,启用自动化测量,徕卡TM60可以准确分辨并测到棱镜。

      继续人工缩小棱镜间差距,当L3与L4小棱镜相差6′,启用自动化测量,依然可以准确测到棱镜。

      为了再次验证6′ 的情况下能准确分辨棱镜,我们又将L4与L5小棱镜组与L5与L6小棱镜人工瞄准使其相差6′,依然可以准确测到棱镜!

图片10.png

      实测数据显示,在两个棱镜仅仅相差6′的情况下,依然能够测到棱镜。这个角度远远优于9.4′的小视场角。在地铁隧道场景中,由于线路形状的限制,每隔5米或者10米,就要在管片上布置一圈(3到6个)棱镜,随着距离越远,越容易出现在望远镜同一个视场里,造成测错等问题。利用徕卡TM60搭配徕卡GeoMoS,可以达到9.4′小视场角,从而保证在密集的棱镜阵列布设情况下,仪器也不会测错棱镜!

结论

      TM60优秀的小市场角技术,可以很好的解决监测区域棱镜密集及棱镜重叠的测量问题,可以配合徕卡专业的GeoMoS软件,快速且准确的测量监测目标。加上ATR3000m的测量距离,可以服务于水电大坝、边坡桥梁、轨道交通等监测项目。