工程測量中智能控制的應(yīng)用研究

王鶴

隨著科學(xué)技術(shù)水平不斷提升，工程測量獲得了極大的突破，尤其是變形監(jiān)測以及預(yù)測方面。從技術(shù)應(yīng)用實際來說，具體包括變形觀測數(shù)據(jù)變化以及水平運動觀察測量等基本內(nèi)容，即觀察、重復(fù)觀察以及統(tǒng)計預(yù)測分析。隨著工程測量要求的提升，帶動著智能控制廣泛應(yīng)用，獲得了不錯的成效。

一、智能化工程測量的原理

從工程測量中智能控制的應(yīng)用實際來說，主要原理如下：1.極坐標法。在測量作業(yè)中，常用的觀測方法為極坐標法。具體應(yīng)用中，將使用的儀器，布置在已知坐標點上，進行未知點的參數(shù)觀測，比如垂直角以及斜距等，未知點坐標，能夠通過測量以及已知點數(shù)據(jù)獲得。2.智能化分析流程?；谥悄芑刂频墓こ虦y量，主要涉及到數(shù)據(jù)處理和輸入以及輸出。在具體應(yīng)用中，采取人工輸入的方式，通過自動測量界面，利用設(shè)計的程序，直接輸入到計算機系統(tǒng)內(nèi)。當(dāng)數(shù)據(jù)輸入到系統(tǒng)后，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)自動化處理。通過檢查數(shù)據(jù)格式，分析數(shù)據(jù)是否合法，再對數(shù)據(jù)處理進行后續(xù)操作?；跀?shù)據(jù)輸入，進行智能處理，利用構(gòu)建的處理模型，開展數(shù)據(jù)提取，經(jīng)過計算后獲得最終結(jié)果。測量獲得的數(shù)據(jù)，是通過數(shù)據(jù)輸出前臺數(shù)據(jù)庫以及后臺數(shù)據(jù)庫，自動化輸入和輸出。

二、智能化工程測量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計和關(guān)鍵技術(shù)

1.結(jié)構(gòu)設(shè)計

基于全站儀，構(gòu)建的自動變形監(jiān)測系統(tǒng)，目的是搜索工具，采用極坐標測量法，進行點的三維坐標測量。利用計算機進行分析，輸出變形點變形以及需不需，通常來說，變形監(jiān)測點的組成，具體分為測站點和參考點以及目標點。系統(tǒng)的構(gòu)建，是通過在天文臺設(shè)置儀器，進行變形趨勢的觀察，利用測量機以及計算機等，采集以及分析基準面、變形點結(jié)果，進行三維變形的變化點精準計算，經(jīng)過安全以及穩(wěn)定分析，最后獲得數(shù)據(jù)。

2.功能模塊設(shè)計

從智能監(jiān)測信息化系統(tǒng)的組成來說，主要功能模塊包括點位邏輯觀測模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、傳輸模塊、處理模塊等。現(xiàn)就其中幾個關(guān)鍵模塊，進行設(shè)計分析：（1）參數(shù)設(shè)置模塊。此功能模塊的設(shè)計，具體為基本參數(shù)的測量和設(shè)計、計算機通信數(shù)據(jù)設(shè)計等。為實現(xiàn)智能化測量控制，必須要設(shè)置相對完整的存儲數(shù)據(jù)以及通信。（2）全站儀初始化模塊。此模塊設(shè)計具體為通信參數(shù)設(shè)計、全站儀設(shè)備參數(shù)的調(diào)整。為保證設(shè)計效果，設(shè)置的計算機參數(shù)，必須要保證實際參數(shù)采集設(shè)備調(diào)整到位，確保命令能夠有效傳輸。（3）數(shù)據(jù)處理模塊。設(shè)計的此功能模塊，依據(jù)基準點數(shù)據(jù)以及觀測獲得的數(shù)據(jù)，分析觀測數(shù)據(jù)和矯正數(shù)據(jù)所存在的矯正關(guān)系，最終確定觀測點的三維坐標。

3.關(guān)鍵技術(shù)

（1）ATR工作原理

在工程測量實踐中，智能控制的應(yīng)用，通過配置CCD陣列，實現(xiàn)圖像的有效處理，同時在工程測量作業(yè)實踐中，發(fā)射二極管，實現(xiàn)激光的調(diào)整，通過望遠鏡軸，展現(xiàn)投影，實現(xiàn)反射過程的有效把控。具體實踐中，調(diào)整反射的TR光束，使用工程測量專用分光鏡，進行可見光和測距光束的隔離處理，并且呈現(xiàn)在CCD陣列中心。如果望遠鏡的光軸和CCD陣列中心調(diào)整，能夠達到預(yù)期設(shè)計，則可以基于CCD陣列位置，開展ATR圖像中心的精準計算。

（2）ATR測量精度控制

ATR測量精度的組成，具體包括內(nèi)部精度和外部精度。其中，內(nèi)部精度的控制，主要是利用CCD陣列的分辨率大小調(diào)整實現(xiàn)，或者調(diào)整棱鏡的位置。為保證測量精度，在作業(yè)時，結(jié)合運用高性能的儀器設(shè)備以及技術(shù)，強化對精度的把控。對于外部精度，具體為棱鏡定位精度的把控，還需要注重環(huán)境的控制。

（3）測站點穩(wěn)定性的控制

關(guān)于測站點的穩(wěn)定性把控，主要是數(shù)據(jù)處理環(huán)節(jié)，通過把控系統(tǒng)測量網(wǎng)站運行的穩(wěn)定性實現(xiàn)，比如站點穩(wěn)定性等。關(guān)于現(xiàn)場工程測量和穩(wěn)定基準關(guān)系的優(yōu)化處理，要借助穩(wěn)定的點，強化穩(wěn)定性控制。開展檢測時，使用的儀器設(shè)備，其自動變形監(jiān)測系統(tǒng)運行的效果等，都會影響工程現(xiàn)場測量結(jié)果的精度，因此需要做好把控，確保穩(wěn)定站點測量數(shù)據(jù)的質(zhì)量。

（4）基準點穩(wěn)定性控制

關(guān)于此點的穩(wěn)定性把控，以工程測量觀測為主要環(huán)節(jié)，采取垂直位移觀測，結(jié)合水平位移觀測，最終達到穩(wěn)定性控制目的。為了能夠掌握基礎(chǔ)變形點，保證正確性，要合理選擇參考點。基準點的把控，基準點的選擇為重點，也是難點。通常情況下，合理選擇參考點，必須要保證距離測量儀的參考點數(shù)量合理，不可以過多，避免影響工程測量的精度。除此之外，選擇的多個變形點，必須要做好間距的把控，以此確保測量精度。

三、工程測量中智能控制技術(shù)的應(yīng)用實例分析

現(xiàn)結(jié)合某試驗項目，分析工程測量中智能控制技術(shù)的應(yīng)用實現(xiàn)，做如下論述：

1.設(shè)計要求

基于飛行試驗工程測量相關(guān)需求和要求，設(shè)計一體化智能測量系統(tǒng)，實現(xiàn)空間三維點、線、面的一體化。構(gòu)建的智能測量系統(tǒng)，具有仿真計算功能、在線校準功能、在線測量功能等。在設(shè)計中，通過對數(shù)字化測量設(shè)備的分析，包括全站儀和三維掃描儀等，構(gòu)建智能化測量系統(tǒng)，結(jié)合計算機技術(shù)以及自動控制技術(shù)等，實現(xiàn)被測對象的一體化測量，以及自動化計算分析。

2.系統(tǒng)架構(gòu)

開展測量平臺設(shè)計時，要保證系統(tǒng)的先進性，除了具備數(shù)據(jù)處理功能外，還要具備操控功能，并且可優(yōu)化測量設(shè)備布局。在實際應(yīng)用中，基于離線偏程，來布局設(shè)備，規(guī)劃工程測量任務(wù)軌跡線路，保證工程測量精度，同時實現(xiàn)智能化測量。構(gòu)建的系統(tǒng)，主要分為飛機設(shè)備、部件以及測量設(shè)備。系統(tǒng)對空間測量設(shè)備內(nèi)外方位元素檢核，比如相機性能的監(jiān)測；對飛機安裝件等，進行性能檢測；對空間測量設(shè)備的檢核。構(gòu)建的智能化高精度定位測量系統(tǒng)，組成如下：（1）精確點測量子系統(tǒng)；（2）影像測量子系統(tǒng)；（3）三維建模子系統(tǒng)；（4）測控中心子系統(tǒng)；（5）測量仿真子系統(tǒng)。

子系統(tǒng)組成和功能如下：（1）精確點測量系統(tǒng)的組成，包括全站儀和光筆等，負責(zé)測量被測量對象的特征點，進行坐標體系的定制以及轉(zhuǎn)換。（2）影像測量系統(tǒng)。系統(tǒng)的組成，包括攝像機和鏡頭等?；诮皵z影測量原理，測量飛機關(guān)鍵點，能夠解算出靜態(tài)測量或者動態(tài)測量過程目標點的結(jié)果，達到精準測量以及解算的目的。（3）三維建模分系統(tǒng)。此系統(tǒng)的組成，具體包括三維掃描儀和手持掃描儀等，在實際應(yīng)用中，負責(zé)模型的測量以及姿態(tài)求取。（4）測控中心。在實際應(yīng)用中，負責(zé)對系統(tǒng)各類設(shè)備的后臺操作控制，同時進行信息采集和處理等。測控中心系統(tǒng)除了具備圖像處理功能外，還具有數(shù)據(jù)處理功能和參數(shù)解析功能等。（5）測量仿真分系統(tǒng)。按照工程測量任務(wù)的相關(guān)要求，結(jié)合現(xiàn)場環(huán)境知識，構(gòu)建防滲模型，開展仿真計算?；诜抡娼Y(jié)果，進行參與工程測量的設(shè)備組合以及布局等規(guī)劃，為系統(tǒng)優(yōu)化配置的核心。具體應(yīng)用中，通過測量前準備工作，模擬工程測量現(xiàn)場，開展測量設(shè)備布局和路徑模擬等，優(yōu)化測量方案。

3.測量過程自動化

此測量系統(tǒng)，在實際應(yīng)用中，利用已知飛機模型，在飛機上，選擇兩個點位進行測量，便能夠?qū)崿F(xiàn)各點轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換到相應(yīng)的坐標體系，進而通過坐標值轉(zhuǎn)化以及設(shè)備自動驅(qū)動等方式，實現(xiàn)自動瞄準測量。從實際應(yīng)用效果來說，不僅實現(xiàn)了在線自動化測量，而且實現(xiàn)了智能控制，提高了工程測量作業(yè)的效率，保證了測量結(jié)果的可靠性，在實際應(yīng)用中，有著較高的價值。

四、結(jié)語

綜上所述，工程測量實踐中，智能控制的實現(xiàn)，是基于ATR工作原理；ATR測量精度控制；測站點穩(wěn)定性的控制；基準點穩(wěn)定性控制。為滿足工程測量實際需求和要求，要結(jié)合測量技術(shù)特點，構(gòu)建相應(yīng)的智能控制系統(tǒng)，支持工程測量工作的開展，保證測量結(jié)果的真實性以及有效性。