浅议自动监测系统在边坡变形监测中的应用

引言
随着电子技术的发展和计算机技术的广泛应用，各种精密测量仪器不断出现，为测绘技术的发展提供了广阔的前景。工程测量所使用的光学经纬仪和电磁波测距仪已逐渐被电子全站仪所取代。近期，由徕卡公司研制的TCA系列全站仪（又称“测量机器人”），它以独特的智能化、自动化性能应用于变形监测中，使用户轻松自如地获取变形观测数据，及时进行监测预报。鉴于此，不少测量单位已开发研制了各自的自动监测系统。现简单介绍一下比较通用的变形监测系统。
2、系统总体设计思路
变形监测系统由系统硬件和系统软件两部分构成。
2.1系统的硬件构成
变形监测系统如下图1所示，由五部分组成：监测站、控制计算机房、基准点、变形点和自动化全站仪（如TCA2003）及附加数字温度计、数字气压计和数字湿度计等。
监测站：根据现场条件，选择自动变形监测系统监测站。该站需建观测墩，安置自动化全站仪。为了仪器防护、保温等需要，并保证有较好的通视条件，还需专门设计、建造观测房。
控制计算机房：控制计算机房一般选设在办公区附近，有较好的供电条件。机房内的计算机通过通讯电缆和监测站全站仪相联。在控制房能实时了解监测站全站仪的运行情况。另外，通过埋设于机房与监测站的专用电缆给全站仪供电。
基准点：在变形区外，需建多个稳定的建在基岩上的基准点。
变形点：根据需要，在变形体上选择若干变形监测点，每个监测点上安置有对准监测站的单棱镜。
自动化全站仪：带伺服电机驱动的全站仪，如TCA2003智能全站仪等，在望远镜中安有同轴自动目标识别装置，能自动瞄准普通棱镜进行测量，可采用电子气泡精确整平仪器，具有纵、横轴自动补偿。
器，提高了仪器的整平精度。仪器内置的Flash存贮器可装载应用软件，并独立运行于仪器上，数据存贮在SARM存贮卡上，也可用通讯电缆与计算机连接有计算机控制全站仪。
2.2系统运行模式
目前，我们接触到的系统软件有两套。一套为Apswin+MRDiff自动极坐标实时差分系统。另一套为直接用TCA2003机内的Monitoring监测软件加后处理软件。
(1)Apswin+MRDiff监测系统；Apswin是瑞士徕卡公司推出的自动极坐标系统；MRDiff是解放军信息工程大学测绘学院研制开发的多重实时差分软件，挂在Apswin之中，平滑改正整个系统存在的综合误差。
Apswin：徕卡自动及坐标测量软件。该软件控制TCA自动化全站仪，按极坐标的方式智能化的实时采集目标点的水平角、垂直角和斜距，并显示仪器的状态信息。
MRDiff：多重实时差分平滑改正软件。该软件挂到Apswin中，主要完成大气等条件的变化对极坐标测量系统误差的实时差分改正。
(2)Monitoring监测程序+后处理软件监测系统；在徕卡新版TCA2003中，随机包含了一个Monitoring监测程序。测量员可直接用它采集数据，将数据储存在PCMCI卡中，供事后处理，即在室内用变形观测数据处理系统进行数据处理，并做精度评定。读取平差成果中的点位坐标加入变形观测数据库，并对多期成果进行比较、相邻两次观测结果比较，每期变形观测结果与初始值比较和输出变形量图表。
大坝、隧道、大桥、地铁工程和其他大型建筑物的变形监测工作中，用徕卡TCA+APSWin系统一般都能满足要求。但是在某些特殊的临时性场合，比如不允许在室外使用计算机，也不具备远程通信的条件下，选用Monitoring+后处理软件不失为一种较理想的方法。Monitoring程序的功能比APSWin简单得多，例如：当某一测点测量失败，不能复测该点，只能由人工临时修改PointSelect,再补测该点，直至测量成功。它也没有容差限制，没有实时的图形显示等等。这些都可以在以后的版本中仿照APSWin的功能加以改进。总的来说，Monitoring的功能已能满足监测的基本要求，尤其是在无法使用电脑的特殊情况下，Monitoring不失为一个相当方便实用的程序。
3、结语
在新技术高速发展的当今，大地测量变形监测自动化系统具有广泛的推广应用前景，有巨大的社会效益和经济效益。尤其是已具有当今国际先进水平的APSWin+MRDiff自动极坐标实时差分监测系统，已在三屯河水库大坝外部变形监测、小浪底工程外部变形监测等工程中得到广泛应用，并在使用过程中显示了很大的优越性，取得了十分显著的技术和社会效益。