全站儀起初定位為單點位置采集工具，通過EDM測距和結(jié)合度盤測量角度計算單點位置，但在日常測量中，除了單點位置采集外，還會遇到許多動態(tài)測量場景，如風電塔和橋梁振動監(jiān)測，這些動態(tài)測量對全站儀測量頻率要求較高。

在不斷發(fā)展的過程中，全站儀首先增加了ATR功能，可以跟蹤和鎖定目標，影像功能可以導出影像位置的實時視頻流。技術創(chuàng)新能幫助滿足高頻振動監(jiān)測的需要嗎？現(xiàn)在我們將討論這個問題。

延續(xù)全站儀測量思路，完成EDM測距，結(jié)合度盤測量角度計算單點位置。如果這個過程非?？欤涂梢詽M足振動監(jiān)測的要求。

方法1：鎖定目標，測角&測距，計算3D動態(tài)變化圖片徠卡TS60和徠卡TS16全站儀均采用相位法測距技術，可在連續(xù)測距下較快0.15s完成一次測距后，我們可以推斷徠卡TS60/16每秒較快可得到7次測量結(jié)果，根據(jù)奈奎斯特定理，這意味著只能檢測低于3.5Hz的自振頻率，對于大多數(shù)振動監(jiān)測來說，自振頻率顯然是不夠的。而徠卡的自振頻率，這個頻率顯然是不夠的。徠卡MS60掃描全站儀采用了另一種WFD波形數(shù)字測距技術，測距速度大大提高，較快0.05s測距一次，每秒可收集20次結(jié)果，使監(jiān)測頻率擴大到10Hz。

在這里，介紹一下徠卡Survey Streaming軟件，可以跟蹤單個目標，準確同步測量時間和采集終端時間，獲取毫秒時間戳的測量數(shù)據(jù)。輸出方式的過程不依賴于全站儀本身的數(shù)據(jù)存儲，支持GSI，TCP port與UDP port輸出。

方法2：鎖定目標僅測角，計算角度區(qū)分動態(tài)變化圖片。方法1為了獲得更高頻的數(shù)據(jù)結(jié)果，必須使用波形數(shù)字測距技術的徠卡MS60實現(xiàn)，那么普通的測量機器人也能實現(xiàn)這一點嗎？現(xiàn)在，我們將討論另一種方法，僅測角，計算角度來區(qū)分橋梁振動的動態(tài)變化。

橋梁振動監(jiān)測更注重高程和水平方向的振幅，可將兩個方向的振幅分配到全站儀測量的水平角和垂直角。只需在開始時完成精密距離測量，就可以利用初始距離測量值作為原始距離測量基礎，將角度測量變化值轉(zhuǎn)化為位移，監(jiān)測橋梁振動。

徠卡全站儀Geocom指令集提供了只獲取當前角度的指令，可以在徠卡ATRplus非常強大的高速動態(tài)目標跟蹤的前提下，獲取純角度的高頻測量數(shù)據(jù)。

實驗表明，單純角度的獲取的頻率可以從7Hz提升至20Hz，這樣，橋梁的振動頻率就可以根據(jù)獲得的高頻角度測量數(shù)據(jù)，結(jié)合之前確切測距結(jié)果來獲得。

方法3：在高動態(tài)視頻流圖像處理識別振動信息圖片徠卡測量的基礎上，為全站儀特別是徠卡增加了概略相機和望遠鏡相機TS60產(chǎn)品上提供的望遠鏡相機可實現(xiàn)高頻視頻流輸出，視頻流可達30Hz記錄頻率，我們可以根據(jù)高動態(tài)視頻流圖像處理和識別振動信息。

徠卡全站儀的望遠鏡相機已經(jīng)進行了嚴格的出廠校準。我們可以從全站儀輸出相應的校準參數(shù)，如校準后的圖像中點、焦距和物理像素尺寸。TS60望遠鏡相機COMS陣列2560px×1920px根據(jù)相機的校準參數(shù)，望遠鏡相機的角度測量分辨率為1.7"，可根據(jù)實時輸出30Hz視頻流進行圖像計算，識別橋梁振動信息。

基于影像的動態(tài)測量的另一個優(yōu)點是不需要在橋上固定目標棱鏡。當然，光照條件是影響影像測量的重要因素，在黑暗環(huán)境中一般不能進行圖像測量，而在夜間使用圖像傳感器進行振動測量的可行方案是使用發(fā)光目標。

以上討論了全站儀實現(xiàn)振動監(jiān)測的可能性，徠卡測量有兩種非常有效的監(jiān)測方法。

1.我們可以使用徠卡GNSS設備，使用徠卡GNSS設備GM30接收機不間斷獲得20Hz高頻動態(tài)采集數(shù)據(jù)通過徠卡Spider軟件解算，獲得RTP的高頻監(jiān)控結(jié)果。GNSS監(jiān)測方法可以將橋梁振動監(jiān)測結(jié)果與靜態(tài)位移監(jiān)測結(jié)果相結(jié)合，更直觀地反映橋梁的健康狀況。

2.地基雷達等新型地基測量傳感器的引入，使橋梁的靜態(tài)和動態(tài)變形監(jiān)測更加簡單和高精度，不僅可以進行位移監(jiān)測，還可以進行振動監(jiān)測，IBIS-FS雷達作為毫米波雷達的典型代表，以200Hz高頻和較高0.01mm高精度采集橋梁振動數(shù)據(jù)，廣泛應用于監(jiān)測橋梁索力、橋梁動載試驗、橋梁靜載荷和運行橋梁動撓度。

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