隧星数字化测量集成系统软件

作者：2009/8/11 14:27:43

隧星数字化测量集成系统软件

1. 概述

隧星数字化测量集成系统是以索佳全站仪为主要硬件载体、以系统软件为核心的数字化测量系统。系统开发人员集多年行业工作实践经验，针对铁路、公路、水利水电等线状工程的特点，结合现代测绘光电技术、计算机技术、无线通信等技术，首创随机检测一维放样新理念，采用数字模型来描述设计工程的三维形体，实现工程实体的三维、二维放样转为一维放样，并根据线状工程施工特点编制各专业模块，极大地提高作业效率。

系统主要应用于线状工程中的隧道、路基、桥涵施工测量，建立设计工程数字模型后，用户几乎可以向系统提出施工中所需的任何测量需求，系统会根据用户需求，发送指令控制全站仪完成相应动作，无需用户进行任何计算，作业过程也几乎无需操作仪器，便可轻松完成如隧道炮孔放样、断面扫描、轴线放样等工作，并提供实时的随机检测，检测任意点空间位置与设计位置的偏差，对施工更有指导意义。系统力图将施工测量从繁杂的计算与繁重的外业工作中解放出来，提高测量技术对工程施工的技术支持水平，让测量人在工作中体验轻松、快捷的测量乐趣。

系统现行版本经多年实践应用，证明其有快速、灵活、准确、简便等特点，能为项目创造可观的经济效益，有广泛的推广价值。

2. 产品优势

（1）专业优势：系统开发人员集多年现场工作实践经验，基于项目需求为导向，以实用为准则，以简便为目标而研发了该系统，使之简洁实用，贴近现场实际。

（2）品种优势：系统根据不同的用户需求，研制出自动版和手动版，自动版又分为机载版与PDA版。自动版是基于索佳自动型高端全站仪（如SRX、NET系列），手动版适用于索佳所有全系列全站仪。自动版外业系统软件可运行以掌上电脑（即PDA版），也可装载于全站仪内存（即机载版）。此外，系统按功能实现模块化，用户可根据需要选用。

（3）服务优势：本系统是典型的测绘仪器的扩展应用，为了让新技术、新方法得到充分的应用，系统将不断升级，紧跟时代步伐。公司有专家为用户提供细致的售前、售中或售后的专业服务。

3. 主要应用领域

隧星数字化测量集成系统专门为线状工程提供专业的解决方案，主要应用于铁路、公路、水利水电等线状项目的隧道、路基、桥涵、轨道工程，其它工程也可参照使用。广泛应用于施工、监理、设计等单位。

4．系统功能模块

4.1 数据准备

隧星数字化测量集成系统是以全站仪获取目标的三维坐标与对应目标处的设计空间位置进行比较，根据用户不同的需求做出相应动作为基本作业方式。由此可见作业前需完成如下两方面的数据准备：

4.1.1 设计工程数字化模型建立

软件的后处理系统提供将设计模型数字化的工具，用于完成线路平曲线、竖曲线、沿线设计横断面类型（一种断面只输入一次，按里程段进行标注）的输入。
4.1.2 项目控制网建立与全站仪设站

显而易见，用户应为项目建立用于施工测量的并且与平曲线坐标系统一致的三维控制网。此外，作业前全站仪应正确设站，以让全站仪能获得正确的三维坐标值，软件系统才能驱动全站仪做出正确的动作。这与常规测量没有差异。
4.2 随机检测

随机检测是系统根据全站仪测得目标点的三维坐标，通过运算，实时检测任意点空间位置与设计位置的偏差。计算出该点里程、偏移线路中线的数值、与设计高程标准面（如轨面、路面）的高差、与设计横断面轮廓线的距离、路基填挖数值等。

当将其作为放样工具时，可以将三维空间、二维平面、一维高程转化为一维放样，速度远远高于传统道路放样等方式。随机检测运算结果如

图1、图2所示，运算结果应用见表1。

表1 随机检测计算结果信息应用

项目	主要应用
项目	隧道	路基	桥涵
里程	获取测点里程，法线放样	获取测点里程，法线放样	获取测点里程，法线放样与检查，墩台中心放样，模板检查
偏离线路中线值	放样隧道中线、边线等轴线	中线、边线等轴线	墩台放样、模板检查
与高程标准面高差	腰线、路面等构筑物高度控制	腰线、路面等构筑物高度控制	高度控制
与设计横断面轮廓线的偏距	开挖断面等轮廓线放样、净空实时检测、钢架安装放样与检查、衬砌台车检校等	路堑开口线、路堤坡脚线放样，填、挖高度测量，坡面填、挖超欠检查、坡面砌筑放样与检查。	模板检查

4.3 炮孔放样

炮孔放样模块主要应用于隧道开挖轮廓线等固定炮孔放样。系统会自动按设计的开挖轮廓线按设定的炮孔间距逐一将炮孔放样于掌子面，炮孔间距可以现场任意设定。如图3所示。

4.3 断面扫描

断面扫描主要应用于路基原地面断面测量、开挖后断面测量成图，隧道净空断面测量成图或形成净空数据报表。安置一次全站仪，扫描多个断面。不必测量测站里程的断面就可直接扫描前、后方断面。扫描点间距可任意设定。断面扫描有自动、手动两种模式。形成的断面图如图4所示。
4.4 道路放样

本模块类似于传统道路放样程序：输入待放样点的里程、与中线的偏距、与路面高差，系统即驱动全站仪指向待放样测点设计位置，无需手工坐标计算、输入全站仪、全站仪拨角等过程。软件运行界面如图5所示。

5.5 附属构筑物放样

软件系统提供了专门的附属建筑物放样工具，输入附属建筑物与主体工程的相关参数后，系统便采用类似随机检测的方法实现对附属建筑物的放样与检查。

6．隧星数字化测量集成系统组成

6.1 软件系统

（1）后处理系统。用于建立工程数字模型以及处理外业采集到原始数据形成断面图、表等，并提供如坐标计算器等实用工具。

（2）外业集成系统。分为随机检测、炮孔放样、断面扫描、道路放样、附属构筑物放样五个模块。

6.2 主要硬件

（1）索佳全站仪：1台，自动版应选用SRX、NET系列，手动版选用索佳全站仪全线产品。

（2）微型计算机：1台，常规台式机或笔记本电脑。

（3）三脚架：1个。

（4）小棱镜组：1套。

（5）Y形通讯电缆：1根，外接RS232、外接电池。当选用SRX系列全站仪配置蓝牙通信模块时，本项可不要。

（6）掌上电脑：1台。选择SRX、NET系列全站仪时，可将外业集成系统安装于全站仪内存，掌上电脑可以不选。

7. SRX超级测量机器人简介

SRX（Superior Robotic RED-tech EX ）是索佳最新推出的超级测量机器人，具有目标锁定、跟踪和自动照准的功能，并采用了索佳的最新的RED-tech EX测距技术，是理想的油罐容积标定数据采集设备。

7.1 主要技术特点

（1）世界独树一帜的RED-tech EX测距技术。索佳独特的测距新技术实现了：测距速度更快、量程更宽、精度更高、可见光斑更小。精细的同轴可见激光就是无棱镜的测距激光，确保所指即所测，为高精度的油罐容积标定提供了可靠的技术保障。

（2）全新的测角技术IACS。SRX首次采用索佳专利的IACS （角度自校准系统）技术新型绝对编码度盘，可同时进行测角参数计算和自校准，无需借助外部角度检测系统，不受照准和安置误差的影响，使测角的稳定性和可靠性达到了空前的高度。

（3）多种数据接口。SRX具有10000点大容量数据内存，所存数据可通过CF卡口、USB口、RS232串口或蓝牙通讯等多种方式输出到计算机内进行处理。

（4）高可靠性高扩展性操作系统。SRX的中央处理器：X-Scale 400 MHz；操作系统：Windows CE Ver. 5.0，便于用户自开发软件；内存容量：最大20M (与所用软件有关）。

（5）背光式键盘。满足全天候测量的明亮键盘，在黑暗的环境中操作仪器也十分方便，在隧道施工环境中使用，优势更为明显。

7.2 SRX主要技术指标

索佳SRX系列由SRX1、SRX2、SRX3、SRX5共4个型号组成。油罐容积标定系统推荐使用的型号是SRX1和SRX2，下面重点列出此2种型号的主要技术指标。

型号			SRX1			SRX2
测角原理					对径绝对编码度盘测角
测角精度			1.0″			2.0″
补偿器类型					自动液体双轴补偿器
补偿器补偿范围					3′
测距部分					同轴红色激光，相位法测距
测距范围	无棱镜（90％反射）		0.3 ~ 500 m
		反射片（90*90mm）		1.3 ~ 500 m
		AP单棱镜		1.3 ~ 6000 m
测距精度	无棱镜（精测）		3mm + 2ppm (0.3 ~ 200 m)
		反射片（精测）		3mm + 2ppm
		AP单棱镜		1.5mm + 2ppm		2mm +2ppm
目标自动照准					CCD光学成像传感器
自动照准	AP01单棱镜		2 ～ 1000 m
		ATP 360°棱镜		2 ~ 600 m
		RS90N-K反射片		5 ~ 50 m
锁定跟踪	ATP 360°棱镜		5 ~ 500 m
马达转动速度			45°/秒
环境指标
温度范围	工作温度		-20℃ ~ +50℃
		存放温度		-40℃ ~ +70℃
防尘防水					IP64

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