2022年莱卡TCA2003测量机器人操作手册 .pdf
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1、TCA2003测量机器人变形监测系统操作手册1 1 TCA2003测量机器人变形监测操作手册王海滨刘朋俊黄委会设计院测绘总队,郑州450003 一、测量机器人变形监测系统的地位和作用近年来电子工业的迅速发展,带动新型的精密电子测量仪器不断出现,为测绘行业提供了新的技术和方法。随着精密电子仪器的出现, 变形监测也出现了新的变革和发展。工程测量常规的经纬仪和电磁波测距仪已经逐渐被电子全站仪所替代,电脑型全站仪配合丰富的软件向全能型和智能型方向发展,形成了TPS Totalstation Position System系统。带电动马达驱动和程序控制的TPS系统结合激光,通讯及CCD 技术,可以实现测
2、量的全自动化,集自动目标识别、自动照准、自动测角、自动测距、自动跟踪目标、 自动记录于一体的测量系统, 该系统可自动寻找并精确照准目标,在 1 s 内完成一目标点的观测,像机器人一样对目标点进行自动观测,配合内处理软件,可以实现变形监测内外业一体化、全自动化,被称为测量机器人。二、系统的构成及附件21 硬件构成主机、 GPH1 单棱镜、 GZT4觇牌、内置 GEB87 电池、 GEB71备用电池、数据及电源电缆、 SRAM 存贮卡 512K 、GST20 脚架、 GDF21 基座、背带、仪器箱。22 软件构成精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - -
3、 -第 1 页,共 43 页TCA2003测量机器人变形监测系统操作手册2 2 2.2.1 系统软件 Syytem Software 包括所有的基本功能;2.2.2 随机应用软件 Application Software支持特殊的应用测量 ; 2.2.3 机载数据采集软件。2.2.4 变观准备应用软件三 系统的特点和优点31 TCA2003 的精度及功能特点TCA2003标称测角精度秒,测距精度1mm+1ppm*D D为被测距离,测程范围:在一般条件下,单棱镜可达2500 米,三棱镜可达 3500米。TCA仪器由马达带动,在望远镜中安有同轴的自动目标识别ATR1 装置,采用内置的 ATR1发射
4、激光束, 经过反射后由内置的CCD 像机接收,相对于 CCD 像机中心点位置被计算,其偏移量被用来控制仪器马达,转动仪器以便精确照准棱镜,并可对水平角和垂直角进行改正。TCA2003测量机器人在望远镜中安有同轴自动目标识别装置ATR Automatic Target Recognition, 能自动瞄准普通棱镜进行测量。内置的 ATR与望远镜同轴安装, 并向目标发射激光束, 返回的激光束被仪器中的 CCD 相机捕获从而计算出反射光点中心的位置,驱动马达步进到棱镜的中心位置,并对水平角和垂直角进行改正。垂直轴里安有激光对点器,投在地面上的红色激光点使仪器对中更加容易。可采用电子气泡精确整平仪器,
5、 将用图形和数字显示垂直轴的纵、 横向倾斜量。可向仪器内部的 Flash 存贮器装载应用软件,并独立运行于仪器上,数据存贮在 SRAM 存贮卡上,外业不需要笔记本电脑即可控制仪器和存贮数据,降低了该系统的成本。可以自动进行气象改正、折光改正、加乘常数改正、克服气象代表性误差。32 机载 Inspector V1.0软件的功能及特点机载 Inspector软件的作业模式和限差控制是按照我国现行的有关标准要求,可进行边角网、测边网、测角网和极坐标网的全圆多测回作业。机载 Inspector软件独立运行于仪器上, 不需要附加额外的笔记本电脑和电源、电缆等外部设备。 Inspector软件是充分利用了
6、徕卡高智能、高精度TCA型全站仪电子计算、马精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 43 页TCA2003测量机器人变形监测系统操作手册3 3 达驱动及目标自动识别、 照准、跟踪等各项高科技自动化性能,根据大坝的实际变观监测网,开发应用于大坝变观系统野外数据自动采集的全站仪用机载控制软件。它通过 PCMCIA 卡存储数据文件直接与DAA大坝变形数据分析处理软件接口,实现大坝变形观测野外数据采集软件控制、自动采集等功能, 进而到达大坝变形观测自动化、 数字化、电脑化,保证观测成果的准确性、 高效率性,减轻劳动强度和降低对观测人员的
7、技能要求。 Inspector软件的开发设计原理是建立在实际大坝变观监测网之上,利用精密全站仪进行大地测量边、 角观测,实现变形体整体变形状态监测的自动数据采集。其运行在徕卡TCA型全站仪上,独立控制全站仪完成测量工作。 Inspector软件在全站仪上内置数据库,建立起实际大坝变观监测网基准点及变观点的概略坐标数据库, 当全站仪实时安置在某个基准点上,完成点位判别和度盘定向后, 仪器将按机载软件预先在此点上设定的观测点集、顺序以及规定测回数依次对观测目标进行边、角测量,实时将观测结果记录到全站仪PCMCIA存储卡的文件中,并将实时采集的数据与相关标准的限差自动进行比对,假设超差则报警, 弹出
8、对话框等待人工干予。 当最终取得合格外业观测数据文件后,该数据文件可与内业电脑变观数据处理系统软件接口,直接将观测数据送入处理系统。四 TCA2003 键盘及显示器介绍4.1 键盘按功能分区白色:固定键固定键所代表的功能在所有情况下均可使用。橙色:功能键功能键的功能根据工作情况的不同而变化。绿色:控制键控制键的功能是移动对话框中的滚动光条,在一行中对光标进行定位。黄色: 数字键和输入键用于输入数字或根据屏幕中选项所对应的数字进行功能选择。4.2 固定键介绍代码输入如果用户自定义编码不存在,按下此键调出标准编码精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - -
9、 -第 3 页,共 43 页TCA2003测量机器人变形监测系统操作手册4 4 照明开关,按此键显示如下列图 -F1DISPL 显示屏照明开关-F2RETIC 十字丝照明开关 -F3 L-PLM 激光对点器开关-F4EGL EGL1导向光-F5(DEFLT)设置缺省值电子气泡整平仪器显示如下列图仪器可以用脚螺旋按电子气泡显示直接进行整平,而不必再旋转90或 180。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 43 页TCA2003测量机器人变形监测系统操作手册5 5 多种功能键,按此键显示如下 -F1 ATR 锁定静止目标时, AT
10、R1自动进行目标识别开 / 关-F2LOCK 锁定运动目标时, ATR1自动进行目标识别开 / 关-F4L.INT 在远程测量时中断 ATR1锁定模式-F5(LAST) 将望远镜转到所存的最后一个点位1 User template & files(用户配置和文件 ) -选择用户模板-选择数据载体-选择存贮测量值的文件-选择读取点位坐标的数据文件精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 43 页TCA2003测量机器人变形监测系统操作手册6 6 2 EDM measuring program(距离测量方式 ) -F1 标准测量。 1
11、mm+1ppm;测量时间 3 秒。-F2 PRECI精密测量。 1mm+1ppm;测量时间 3 秒。-F3 FAST快速测量。 3mm+2ppm;测量时间 1.5 秒。-F4 TRK 跟踪测量。 5mm+2ppm;测量时间 0.3 秒。-F5AVERG 平均测量。使用正常方式进行重复测量。显示测距的次数、平均值和平均值的标准偏差。测量时间3 秒。3 Compensator/Hz-corrections(补偿器 / 水平改正 ) 补偿器和改正数联合使用的四种状态:1补偿器和改正数都打开该状态改正仪器的水平视准差、垂直视准差以及垂直轴倾斜误差,垂直角的基准线为铅垂线。精选学习资料 - - - -
12、- - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 43 页TCA2003测量机器人变形监测系统操作手册7 7 2补偿器打开,改正数关闭该状态不改正水平测量,垂直角的基准线为铅垂线。3补偿器关闭,改正数打开水平角测量中将改正水平视准差和垂直视准差,垂直角的基准线为铅垂线。4补偿器和改正数都关闭不进行水平角改正,垂直角的基准线为仪器的垂直轴。4 EDM Test (Signal/Frequency)(测距条件测试 ) 显示返回信号强度和测距频率-F3 TREQ测量频率和返回信号强度显示状态的转换开关。-F5 STOP结束并返回原对话框-F6 ON/OFF 音响开关,仅在显
13、示信号强度时激活,返回信号强度的大小由蜂鸣声表示,信号越强频率越高,当到达100% 时则成连续。5 Beep/Hz-sector(音响/ 角度放样 ) 6 V-Angle/ display(垂直角显示 ) 选择:精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 43 页TCA2003测量机器人变形监测系统操作手册8 8 Zenith angle用天顶距显示,指向天顶方向为零度。+/-用高度角显示,望远镜在水平位置时显示为零度。Elev.angle%用坡度角显示,水平位置显示为零度。角度用百分比来表示,仰角为正,俯角为负。7 Power o
14、ff,Sleep(关机和休眠 ) 选择自动关机,在规定时间内无任何按键动作或通讯信号经过接口,则自动关机或进行休眠状态。可设置自动关机时间。8 Accessories(附件的使用 ) 确认对话框中的内容,继续进入下一显示屏开、关机返回上一对话框53 主面板下功能键的作用F1EXTRA 帮助功能 1 on line mode (GeoCOM) 联机模式精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 43 页TCA2003测量机器人变形监测系统操作手册9 9 进入联机操作 GeoCOM ,仪器切换到允许用数据记录器或PC 进行通讯的模式。通
15、过 RS232 接口,用 GeoCOM 指令进行操作。2 Format Memory card 格式化存贮卡3Remote control mode ON/OFF 遥控测量模式F2CAL 显示并测设仪器误差 F1 测设补偿器指标差 l , t F2 测设垂直度盘指标差F3 测设水平视准差和可综合测设垂直度盘指标差选的水平轴倾斜误差c , aF4 水平视准差和水平轴倾斜误差I c a F5 可选的 ATR 准直误差测设或对ATR 准直误差、视准差和指标差的综合测设F3(CONF)系统配置、用户设置 1System date and time 设置日期和时间2Define functionalit
16、y 定义功能精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 43 页TCA2003测量机器人变形监测系统操作手册10 10 显示: show all menus and keys : NO为 YES 则激活所有功能;show full ppm definition : NO为 YES 时可输入气象改正、投影改正、垂力改正、折光改正;当为 NO 时只能输入温度、气压或 ppm 改正值;Enable user configurat : NO 为 YES改变原有的用户设置;Allow data editing : NO 为 YES则存贮数据或
17、编码块,不能改变测量数据如:角度、距离或坐标;为NO 时不能改就存贮数据。3GSI-Communications param GSI 通讯参数精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 43 页TCA2003测量机器人变形监测系统操作手册11 11 按 F5DEFLT则显示标准参数4GeoCOM-Coommunications param GeoCOM通讯参数按 F5DEFLT则显示标准参数5Instrument identification 仪器名称6Autoexec-Application 设置开机进入的状态7System p
18、rotection 用于系统保护的密码和参数8User templates 用户模板精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 43 页TCA2003测量机器人变形监测系统操作手册12 12 9EDM-selection 设置 T 和 TM 系列测距仪类型F4(DATA)数据管理 使用该功能,用户可以打开所选的文件进行查看,删除数据块或删除数据文件,可以对编码、点号、注记进行编辑,可以搜索、显示和删除独立点数据以及相同点号存储数次的点数据, 使用该功能,最后一次存储的点将自动显示地 “Point/Code ”中。F1(INPUT)
19、 在数据文件中输入测站坐标,高程只能在输入数值后储存。shift F5(DEL) 删除当前的数据文件CONT / F5 数据查看F6 (EDIT) 数据编辑F5SETUP 测站数据设置 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 43 页TCA2003测量机器人变形监测系统操作手册13 13 功能:选择数据记录装置、用户设置、测量和数据文件F5STAT设置测站点的坐标,输入水平角值。按F4Hz=0 键水平角置零或输入一个已知值。F3REC记录测站数据, CONT 键确认显示的坐标即设置的测站坐标,返回主菜单。F6MEAS 测量 F
20、6(MEAS) 下的功能键F1(ALL) 同时测量并记录距离和角度测量结果F2(DIST) 测距并显示结果F3(REC) 存贮测量结果F5(HZ0) 水平角置 0 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页,共 43 页TCA2003测量机器人变形监测系统操作手册14 14 Shift f3LAST设置当前点号为最近一次记录的点号Shift f4 自动改变望远镜的位置 III Shift f6 调用并启动应用程序F4(TARGT) 输入目标点数据:-输入目标点号-F4OFFS目标点偏心距-F1(PRISM) 选择不同的棱镜-F2(PP
21、M) 设置气象改正、投影改正、折光改正-定义不同的棱镜常数-输入气压、气温、湿度和曲率改正参数-输入折光改正参数-调用最近一次存贮的点号-改变望远镜位置-F3D INP 手工输入平距-增加点号-F5INDIV 从当前点转换到其它点号5.4 测量作业时仪器当前的工作状态显示上图右边为仪器状态显示区:精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页,共 43 页TCA2003测量机器人变形监测系统操作手册15 15 表示电池电量 当前操作方式 全站仪只能以 GEOCOM格式通过 RS232接口进行控制。全站仪可通过键盘或RS232接口进行操作。
22、表示遥控方式打开。仪器只能通过键盘进行控制。 数据记录装置状态 表示仪器内没有存贮卡。表示已插入存贮卡。 补偿器工作状态 补偿器不能工作,可能是仪器不平、晃动或被快速转动。补偿器不工作或水平角无改正。补偿器工作正常,水平角能改正。 望远镜当前位置 望远镜当前处于位置1 望远镜当前处于位置2 自动目标识别 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页,共 43 页TCA2003测量机器人变形监测系统操作手册16 16 激活 ATR自动目标识别功能激活跟踪模式,目标被跟踪跟踪丧失,搜索正在进行激活自动跟踪模式,但没有照准棱或失去跟踪棱镜没有
23、激活自动目标识别或跟踪模式 键盘状态信息 已按了 (Shift)转换键除了 HELP 之外至少有一个第二功能键起作用六 外业机载 I 软件61 外业机载 I 数据采集软件功能Inspector机载软件操作界面Inspector机载软件是专为大坝变形观测外业数据采集自动化而开发设计的,其精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页,共 43 页TCA2003测量机器人变形监测系统操作手册17 17 具体功能如下:1内置实际大坝变观网基准点及变观点概略坐标数据库; 2提供外业编辑、浏览、修改测量控制参数文件测回数、限差可人工修改。 ;3将
24、TCA型全站仪安置在某个基准工作点上,人工概略整平仪器,操作员开机后,选择站点及后视点,然后操作员将仪器望远镜概略照准后视点,启动观测工作仪器将自动按预置参数及观测顺序进行多测回角度测量所需观测的预定目标,如需测边再按预置参数及观测顺序多次测量预定目标的距离,从而实现测角网、测边网、边角网或极坐标测量;4开始测量时,Inspector软件控制驱动徕卡TCA型仪器望远镜概略照准目标,并启动 ATR功能自动精密照准目标,实现无人操作自动目标照准测量;5完全按照“中华人民共和国能源部水利部及国家测绘局有关测边、测角技术标准” 要求编辑测量控制参数, 包括:测回数、2c 差、I 指标差、2c 较差、I
25、 指标较差、归零差、归零较差、方向差、方向较差、测距差、测距较差等等参数,这些参数在现场测量时,实时控制全站仪的测量质量,任何一个测量误差超限,软件都会实时给出告警对话框,并提供用户选择处理菜单;6自动记录每次角度、距离观测结果到PCMCIA 卡上文件;7人工输入测站的气象元素;8在下一个测站基准工作点上重复3、4、5、6、7 项操作;9输出的数据文件格式可直截与电脑上DAA大坝变形数据分析处理软件接口或按用户要求输出 ;6.2 控制参数的编辑在使用外业 Inspector机载软件控制徕卡 TCA 型全站仪进行自动大坝变形监测数据采集的过程中, Inspector软件的各项控制参数如:测回数、
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