全站仪能不能进行振动监测？有几种检测方法

全站仪起初定位为单点位置采集工具，通过EDM测距和结合度盘测量角度计算单点位置，但在日常测量中，除了单点位置采集外，还会遇到许多动态测量场景，如风电塔和桥梁振动监测，这些动态测量对全站仪测量频率要求较高。

在不断发展的过程中，全站仪首先增加了ATR功能，可以跟踪和锁定目标，影像功能可以导出影像位置的实时视频流。技术创新能帮助满足高频振动监测的需要吗？现在我们将讨论这个问题。

延续全站仪测量思路，完成EDM测距，结合度盘测量角度计算单点位置。如果这个过程非常快，就可以满足振动监测的要求。

方法1：锁定目标，测角&测距，计算3D动态变化图片徕卡TS60和徕卡TS16全站仪均采用相位法测距技术，可在连续测距下较快0.15s完成一次测距后，我们可以推断徕卡TS60/16每秒较快可得到7次测量结果，根据奈奎斯特定理，这意味着只能检测低于3.5Hz的自振频率，对于大多数振动监测来说，自振频率显然是不够的。而徕卡的自振频率，这个频率显然是不够的。徕卡MS60扫描全站仪采用了另一种WFD波形数字测距技术，测距速度大大提高，较快0.05s测距一次，每秒可收集20次结果，使监测频率扩大到10Hz。

在这里，介绍一下徕卡Survey Streaming软件，可以跟踪单个目标，准确同步测量时间和采集终端时间，获取毫秒时间戳的测量数据。输出方式的过程不依赖于全站仪本身的数据存储，支持GSI，TCP port与UDP port输出。

方法2：锁定目标仅测角，计算角度区分动态变化图片。方法1为了获得更高频的数据结果，必须使用波形数字测距技术的徕卡MS60实现，那么普通的测量机器人也能实现这一点吗？现在，我们将讨论另一种方法，仅测角，计算角度来区分桥梁振动的动态变化。

桥梁振动监测更注重高程和水平方向的振幅，可将两个方向的振幅分配到全站仪测量的水平角和垂直角。只需在开始时完成精密距离测量，就可以利用初始距离测量值作为原始距离测量基础，将角度测量变化值转化为位移，监测桥梁振动。

徕卡全站仪Geocom指令集提供了只获取当前角度的指令，可以在徕卡ATRplus非常强大的高速动态目标跟踪的前提下，获取纯角度的高频测量数据。

实验表明，单纯角度的获取的频率可以从7Hz提升至20Hz，这样，桥梁的振动频率就可以根据获得的高频角度测量数据，结合之前确切测距结果来获得。

方法3：在高动态视频流图像处理识别振动信息图片徕卡测量的基础上，为全站仪特别是徕卡增加了概略相机和望远镜相机TS60产品上提供的望远镜相机可实现高频视频流输出，视频流可达30Hz记录频率，我们可以根据高动态视频流图像处理和识别振动信息。

徕卡全站仪的望远镜相机已经进行了严格的出厂校准。我们可以从全站仪输出相应的校准参数，如校准后的图像中点、焦距和物理像素尺寸。TS60望远镜相机COMS阵列2560px×1920px根据相机的校准参数，望远镜相机的角度测量分辨率为1.7"，可根据实时输出30Hz视频流进行图像计算，识别桥梁振动信息。

基于影像的动态测量的另一个优点是不需要在桥上固定目标棱镜。当然，光照条件是影响影像测量的重要因素，在黑暗环境中一般不能进行图像测量，而在夜间使用图像传感器进行振动测量的可行方案是使用发光目标。

以上讨论了全站仪实现振动监测的可能性，徕卡测量有两种非常有效的监测方法。

1.我们可以使用徕卡GNSS设备，使用徕卡GNSS设备GM30接收机不间断获得20Hz高频动态采集数据通过徕卡Spider软件解算，获得RTP的高频监控结果。GNSS监测方法可以将桥梁振动监测结果与静态位移监测结果相结合，更直观地反映桥梁的健康状况。

2.地基雷达等新型地基测量传感器的引入，使桥梁的静态和动态变形监测更加简单和高精度，不仅可以进行位移监测，还可以进行振动监测，IBIS-FS雷达作为毫米波雷达的典型代表，以200Hz高频和较高0.01mm高精度采集桥梁振动数据，广泛应用于监测桥梁索力、桥梁动载试验、桥梁静载荷和运行桥梁动挠度。

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