- Trimble S8/S6 全站仪及Survey Controller软件简介
Trimble S8型全站仪是最新推出的一款适用性广、精度高、测量速度快、操作简便直观的一体化测量仪器,配有Trimble Survey Controller操作软件。
S8型全站仪的基本测量指标为:
测距精度:1mm+1ppm
测角精度:1”
免棱镜作用距离:>120m
Trimble S6型全站仪是除了测量精度外,其他方面与S8一样。
S6型全站仪的基本测量指标为:
测距精度:3mm+2ppm
测角精度:2” 3” 5”
免棱镜作用距离:>120m
高效的MagDriveTM磁驱伺服技术可确保Trimble S8和S6全站仪操作快速静默,使测量或监测目标速度能够在静默状态下比常规电动全站仪快40%。同时,它可快速检测到目标移动,及早发出告警。仪器磨损也可大大减少。智能化的FineLockTM传感器跟踪技术所具备的窄视域可确保Trimble S8全站仪不受周围棱镜干扰而检测到目标,使得棱镜安置的灵活性大大增强,提供了卓越可靠的精度。
Trimble CU手簿配备的Trimble Survey Controller软件提供了与Trimble S8 全站仪的自动连接、常规测量、测量数据质量管理,以及强大的工程测量任务管理等功能[1]。其中测量数据质量管理提供了全面的、可视化的数据质量检查功能,工程测量任务涵盖了表面扫面、道路中心轴线放样、隧道断面扫描等专业的解决方案。具体在隧道测量应用时,高精度的测量指标可以提高采用Trimble S8全站仪布设隧道内导线控制测量时的点位精度,同时保证进行断面扫描过程中所测断面点的点位精度。Trimble Survey Controller提供隧道轴线设计和断面扫描功能,根据预先设定的隧道线型、断面配置进行自动扫描,可以高效、高精度的获取与隧道设计里程对应的隧道断面的三维坐标,并实时地给出所测隧道断面的超欠挖情况。
隧道工程中,断面检测一直是衡量工程质量的重要指标之一,需要在隧道建设期间和建成后对断面进行定期的检测,以检测出隧道施工后外部载荷影响下隧道断面的真实形状和变形信息。随着全站仪的大量使用和测量精度的提高,开始大量应用于隧道断面的超欠挖测量以及隧道的断面变形检测。
上海长兴岛至浦东越江隧道设计为双线、双层、单向两车道,上层汽车下层为轨道交通,设计内径6.85m,一般每个断面以等角度或等间距测40—50个点。断面检测需要高精度的观测数据,才能正确地反映出隧道管片与实际设计时发生的变形信息。长江隧道工程为提高盾构贯通精度,在隧道内布设了高精度的导线点同时每隔两公里采用高精度陀螺仪复测方位角以提高盾构导向精度。这些导线点在隧道内均设有强制对中装置,可以依托这些高精度的导线点进行加密,获取当前断面检测时测站点的较高精度的三维坐标断面扫描仪根据机载软件和提前输入的道路曲线要素自动调整以保证所测断面垂直于当前隧道轴线,同时可以设置一定的限差和测量角度范围以避免扫描到过多的非管片点。
Trimble S8成功应用于上海长江隧道下行线做了实地测试,对实际线型信息和洞内导线点坐标实测,其在隧道工程扫描上的操作便利性、道路线型计算、断面扫描功能以及测量数据的导出、后处理等工作上有不错的体现。
Trimble S8型全站仪所配的Trimble Survey Controller软件的隧道扫描功能,需首先输入隧道的设计中心轴线及实测隧道断面形状,以便于软件计算实测断面的超欠挖、以及断面扫描成果的后处理工作。大致操作流程如下:
1. 运行Trimble Survey Controller,界面如图1,新建任务时需要给定任务名称,如图2所示,其他可以采用缺省配置。
图1文件菜单 图2 创建新任务
2. 键入隧道中心轴线线型及断面模板。如图3选择键入菜单下的隧道菜单,给定隧道的名称,如图4所示,在此基础上如图5进行平曲线和竖曲线的输入,图6为测试时输入的平曲线要素,图7为测试时输入的竖曲线要素。在平曲线和竖曲线要素输入的基础上需要给定横断面的类型,这样才能构成3维的立体。断面模板如图8可以由直线和圆弧组成,根据实际设计数据给定相应的数据。
图3 键入隧道 图4 新建隧道
图5 曲线要素及模板 图6 键入平曲线要素
图7 键入竖曲线要素 图8 新建模板
图9 模板图形 图10 应用模板
3. 测站设立
Trimble CU手簿自动连接全站仪成功后,即可在“测量”菜单中选择测站设立,基本输入参数包括测站点坐标、仪器高、后视定向等,与常规测量设站操作一致。
4. 隧道断面扫描
“测量”菜单中选择“隧道”子菜单,选择所需测量隧道,打开隧道视图并选取当前测站要扫描的断面。
图11 选择扫描断面
三种方式选择扫描断面:
①按住屏幕空白处,选择弹出列表中的断面
②单击选择单独断面
③测站附近进行框选
被选中测站标识为蓝色实心圆圈,一般选择自动扫描模式进行工作,相应的工作模式自动转为免棱镜模式,同时目标高和棱镜常数也自动设为0.0。
5. 检查隧道扫描的成果:在文件菜单下有“检查隧道”子菜单,运行该功能可以得到对应于不同里程的断面实测点位以及与设计的比较情况。如图12为里程4+104.000m断面。
图12 模板A里程4+104.000m断面
6. 导出所有测量点成果
打开相应的任务,将隧道断面扫描的成果以各点的三维直角坐标系坐标形式导出,如图13所示。一般选择导出为文本格式,方便采用其它测量数据处理程序处理,如图14所示。
图13 选择导出自定义格式文件 图14 设定导出域信息
1. Trimble S6/S8型全站仪具有精度高、测量速度快、操作简便直观等特点,验证了该仪器适用于隧道开挖的中心线测定、管片拼砌完成后的变形测量和相应的隧道轴线方向偏差。
2. Trimble S6/S8的断面扫描速度是传统马达型全站仪测量速度的快40%,降低工作人员劳动强度,保障工人健康。
3. 由于Trimble CU做为目前运速度最快,内存最大的手簿,完全可以适应隧道工程测量的要求,强大的算计算功能和存储能力能够的导入隧道设计文件,快速计算里程,执行断面扫描。
隧道内进行测站设站时,虽然隧道内光线暗、烟尘大条件差, 但是Trimble S6/S8的自动锁定功能表现优于其他品牌全站仪,使得定向快速完成。