多測(cè)站測(cè)量機(jī)器人智能管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用

王華為 陳遠(yuǎn)矚 黃海龍

收稿日期：

2023-05-23

作者簡(jiǎn)介：

王華為，男，工程師，碩士，主要從事安全監(jiān)測(cè)自動(dòng)化系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用研究工作。E-mail：wiy8722423@163.com

引用格式：

王華為，陳遠(yuǎn)矚，黃海龍.多測(cè)站測(cè)量機(jī)器人智能管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用

［J］.水利水電快報(bào)，2024，45（1）：109-115.

摘要：

利用測(cè)量機(jī)器人可實(shí)現(xiàn)水利工程建筑物表面變形監(jiān)測(cè)的自動(dòng)化，掌握大壩、邊坡、隧洞等的變形規(guī)律、破環(huán)機(jī)制和影響范圍。介紹了測(cè)量機(jī)器人的測(cè)量原理與發(fā)展應(yīng)用，設(shè)計(jì)了多測(cè)站測(cè)量機(jī)器人智能管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)測(cè)量機(jī)器人的自動(dòng)控制、數(shù)據(jù)處理、狀態(tài)監(jiān)控與報(bào)表輸出，并可兼容極坐標(biāo)法、交會(huì)法、邊角網(wǎng)等多種觀測(cè)方式。同時(shí)，系統(tǒng)采用領(lǐng)域驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)理念設(shè)計(jì)系統(tǒng)架構(gòu)，降低了系統(tǒng)復(fù)雜度，提高了系統(tǒng)更新升級(jí)速度。將該系統(tǒng)應(yīng)用于大壩、邊坡、隧洞等建筑物的表面變形自動(dòng)化監(jiān)測(cè)中，結(jié)果表明：系統(tǒng)運(yùn)行情況良好，觀測(cè)缺失率低，成果精度高，具有準(zhǔn)確性、實(shí)時(shí)性、可靠性的特點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：

測(cè)量機(jī)器人； 多測(cè)站； 表面變形監(jiān)測(cè)； 智能管理系統(tǒng)； 領(lǐng)域驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)

中圖法分類號(hào)：P258

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

DOI：10.15974/j.cnki.slsdkb.2024.01.019

文章編號(hào)：1006-0081（2024）01-0109-07

0? 引? 言

在水利工程中，大壩、邊坡、隧洞等建筑物在荷載的長(zhǎng)期作用下以及洪水、地震的惡劣環(huán)境因素影響下，結(jié)構(gòu)將逐漸老化、變形，存在發(fā)生事故的風(fēng)險(xiǎn)。為了掌握大壩、邊坡、隧洞等的變形規(guī)律、破環(huán)機(jī)制和影響范圍，并通過(guò)變形數(shù)據(jù)表征和預(yù)警其安全狀態(tài)，需采用一定的監(jiān)測(cè)手段獲取準(zhǔn)確、即時(shí)、可靠的表面變形監(jiān)測(cè)成果。目前，較常用的監(jiān)測(cè)手段包括測(cè)量機(jī)器人監(jiān)測(cè)、GNSS監(jiān)測(cè)、視準(zhǔn)線、三維激光掃描等［1-2］。其中，測(cè)量機(jī)器人具有自動(dòng)照準(zhǔn)、目標(biāo)識(shí)別、自動(dòng)跟蹤等功能，且具有高精度的測(cè)角測(cè)距［3］，有利于實(shí)現(xiàn)高精度表面變形監(jiān)測(cè)自動(dòng)化測(cè)量。

測(cè)量機(jī)器人的變形監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)工作在國(guó)內(nèi)外得到了廣泛的重視和研究。梅文勝等［3］研究了一套基于測(cè)量機(jī)器人有合作目標(biāo)的變形監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)對(duì)一臺(tái)測(cè)量機(jī)器人的控制和采集，但僅能支持極坐標(biāo)法觀測(cè)；蔡乾廣［4］研究了一種多測(cè)站自動(dòng)變形監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，能夠同時(shí)控制多臺(tái)測(cè)量機(jī)器人，但該系統(tǒng)本質(zhì)上是通過(guò)控制各臺(tái)測(cè)量機(jī)器人采用極坐標(biāo)法各自監(jiān)測(cè)變形體的一部分，再將所有觀測(cè)數(shù)據(jù)匯總后統(tǒng)一計(jì)算，無(wú)法進(jìn)行平差計(jì)算；其他水利工程多采用瑞士徠卡（Leica）的測(cè)量機(jī)器人和配套的GeoMOS系列軟件，其支持多臺(tái)測(cè)量機(jī)器人的控制，但只能采用極坐標(biāo)法觀測(cè)和解算；其他廠家包括天寶（Trimble）、蘇州一光、南方測(cè)繪等研發(fā)的測(cè)量機(jī)器人變形監(jiān)測(cè)軟件也僅支持極坐標(biāo)法觀測(cè)，觀測(cè)流程不符合中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，成果精度也難以提升［4］。

在此背景下，建立一套能夠控制多臺(tái)測(cè)量機(jī)器人同時(shí)觀測(cè)、支持前方交會(huì)和邊角網(wǎng)等多種觀測(cè)方式、滿足規(guī)范測(cè)量要求、可以實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)表面變形情況的系統(tǒng)具有廣泛的運(yùn)用前景，能突破國(guó)外廠商的技術(shù)壁壘，產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

1? 測(cè)量機(jī)器人測(cè)量原理

測(cè)量機(jī)器人（又稱全站儀）是一種內(nèi)置自動(dòng)目標(biāo)識(shí)別（Automatic Target Recognition，ATR）功能的高技術(shù)測(cè)量?jī)x器，能夠自動(dòng)搜索測(cè)量目標(biāo)并測(cè)量距離、水平角和垂直角［5］。在變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)上一般布設(shè)圓棱鏡或360°棱鏡，測(cè)量機(jī)器人通過(guò)自身坐標(biāo)與監(jiān)測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)，計(jì)算其旋轉(zhuǎn)水平角和垂直角，驅(qū)動(dòng)馬達(dá)使全站儀精確照準(zhǔn)棱鏡，然后發(fā)射激光由棱鏡反射后經(jīng)過(guò)儀器內(nèi)部的CCD傳感器接收、識(shí)別，根據(jù)反射回光的強(qiáng)度自動(dòng)確定棱鏡中心位置后，即可獲取測(cè)站與監(jiān)測(cè)點(diǎn)間的距離、水平角、垂直角等數(shù)據(jù)［6］，再根據(jù)已知點(diǎn)坐標(biāo)使用極坐標(biāo)法［7］、間接平差等算法計(jì)算出各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的空間坐標(biāo)。

多臺(tái)測(cè)量機(jī)器人可以同時(shí)照準(zhǔn)同一個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，即使用交會(huì)法觀測(cè)。交會(huì)法相比于極坐標(biāo)法，具有多余觀測(cè)條件，能夠使用平差算法來(lái)提高成果精度［8-9］。

2? 系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

2.1? 系統(tǒng)總體架構(gòu)

系統(tǒng)主要分為對(duì)象接入層、數(shù)據(jù)管理層、核心處理層與集中展示層。對(duì)象接入層主要包括多臺(tái)測(cè)量機(jī)器人、氣象傳感器、自動(dòng)啟閉窗等硬件設(shè)備；數(shù)據(jù)管理層用于傳輸和存儲(chǔ)觀測(cè)數(shù)據(jù)，并通過(guò)數(shù)據(jù)接口、控制接口與第三方系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)接；核心處理層具有方案配置、設(shè)備控制、數(shù)據(jù)處理、精度評(píng)定、報(bào)表管理等功能；集中展示層主要面向系統(tǒng)用戶，可視化展示觀測(cè)方案、成果數(shù)據(jù)、報(bào)表報(bào)告等。系統(tǒng)詳細(xì)總體架構(gòu)見(jiàn)圖1。

為符合工作基點(diǎn)組網(wǎng)觀測(cè)和變形測(cè)點(diǎn)交會(huì)觀測(cè)的要求，需要在每個(gè)設(shè)站點(diǎn)上架設(shè)測(cè)量機(jī)器人，并在測(cè)量機(jī)器人上同軸安裝棱鏡，同時(shí)在每個(gè)控制點(diǎn)和變形測(cè)點(diǎn)上安裝棱鏡；對(duì)象接入層中所有設(shè)備通過(guò)光纖、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)等連接到監(jiān)測(cè)中心站，監(jiān)測(cè)中心站部署一臺(tái)工作站，安裝變形監(jiān)測(cè)智能管理系統(tǒng)，與對(duì)象接入層設(shè)備通過(guò)TCP/IP協(xié)議連接成為一個(gè)有機(jī)的整體。

2.2? 技術(shù)路線

該系統(tǒng)是一個(gè)基于B/S的Web系統(tǒng)，用戶使用瀏覽器輸入IP地址或網(wǎng)址即可訪問(wèn)，具有一次部署、到處訪問(wèn)的優(yōu)點(diǎn)。系統(tǒng)采用前后端分離的方式開(kāi)發(fā)，前端界面采用Vue.js框架，后端采用.Net Core框架，可以部署在主流的Windows、Linux或國(guó)產(chǎn)麒麟操作系統(tǒng)上，并運(yùn)用EntityFramework持久化技術(shù)與數(shù)據(jù)庫(kù)無(wú)縫連接，支持MSSqlServer、MySql、Oracle等主流數(shù)據(jù)庫(kù)。

系統(tǒng)采用“領(lǐng)域驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)”（Domain-Driven Design-Tackling Complexity in the Heart of Software）的設(shè)計(jì)思想，將復(fù)雜的業(yè)務(wù)邏輯抽象為領(lǐng)域模型，確保了業(yè)務(wù)邏輯的邊界，并將其集中在一個(gè)模型中，降低了系統(tǒng)復(fù)雜度和耦合度，增加了系統(tǒng)的代碼可讀性與可維護(hù)性［10］；在系統(tǒng)需求頻繁變化時(shí)，能夠快速對(duì)某一業(yè)務(wù)模塊進(jìn)行最小范圍的修改，實(shí)現(xiàn)快速響應(yīng)、快速更新升級(jí)的目的。

2.3? 系統(tǒng)主要功能

系統(tǒng)主要功能包括基礎(chǔ)信息管理、觀測(cè)方案設(shè)置、采集控制、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)管理、狀態(tài)監(jiān)控、系統(tǒng)管理等。

2.3.1? 基礎(chǔ)信息管理

基礎(chǔ)信息管理模塊用于監(jiān)測(cè)點(diǎn)、測(cè)站的基礎(chǔ)信息配置（圖2），以及坐標(biāo)配置、通訊參數(shù)等?；A(chǔ)信息是關(guān)系到系統(tǒng)能否正常運(yùn)行的重要數(shù)據(jù)，設(shè)置坐標(biāo)可保證測(cè)量機(jī)器人能夠自動(dòng)照準(zhǔn)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，部分測(cè)站或監(jiān)測(cè)點(diǎn)作為穩(wěn)定的起算點(diǎn)，其坐標(biāo)是計(jì)算其他監(jiān)測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)的必要條件；通訊參數(shù)保證系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控測(cè)量機(jī)器人、氣象傳感器、自動(dòng)啟閉窗等設(shè)備的通訊和工作狀態(tài)，確保系統(tǒng)正常運(yùn)行。

2.3.2? 觀測(cè)方案設(shè)置

為了能夠兼容前方交會(huì)、后方交會(huì)、邊角網(wǎng)等各類觀測(cè)方法，系統(tǒng)采用觀測(cè)點(diǎn)組互相組合的方式設(shè)置觀測(cè)方案。一個(gè)觀測(cè)點(diǎn)組包含一個(gè)測(cè)量機(jī)器人、多個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)與觀測(cè)方案，可以設(shè)置多個(gè)點(diǎn)組，實(shí)現(xiàn)多臺(tái)測(cè)量機(jī)器人同時(shí)觀測(cè)的目的，點(diǎn)組管理界面如圖3所示。

為滿足SL 52-2015《水利水電工程施工測(cè)量規(guī)范》、GB/T 16818-2008《短程光電測(cè)距規(guī)范》等國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中對(duì)邊長(zhǎng)、水平角、垂直角的測(cè)回?cái)?shù)和限差要求，觀測(cè)方案中，還可以按不同的精度等級(jí)配置不同的測(cè)回?cái)?shù)和限差值，如圖4所示。

2.3.3? 采集控制

瑞士徠卡公司針對(duì)該廠生產(chǎn)的TPS、TS、TM等系列測(cè)量機(jī)器人開(kāi)發(fā)了GeoCOM接口技術(shù)。GeoCOM接口技術(shù)屬于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通訊協(xié)議，通信時(shí)由客戶機(jī)發(fā)送ASCII編碼指令，測(cè)量機(jī)器人接收指令，完成相應(yīng)動(dòng)作后返回?cái)?shù)據(jù)［11］。通過(guò)集成GeoCOM接口，系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)量機(jī)器人的通訊、觀測(cè)、控制、狀態(tài)監(jiān)測(cè)等功能。GeoCOM接口的幾種典型命令如下：

（1） 向特定角度旋轉(zhuǎn)。

發(fā)送指令：%R1Q，9027：Hz，V，0，0，0。

返回?cái)?shù)據(jù)：%R1P，0，0：0。

其中，Hz為水平角，V為天頂距。

（2） 搜索目標(biāo)。

發(fā)送指令：%R1Q，9029：dHz，dV，0。

返回?cái)?shù)據(jù)：%R1P，0，0：0。

其中，dHz為水平方向搜索區(qū)域，dV為垂直方向搜索區(qū)域。

（3） 精確照準(zhǔn)。

發(fā)送指令：%R1Q，9037：dHz，dV，0。

返回?cái)?shù)據(jù)：%R1P，0，0：0。

其中，dHz為水平方向照準(zhǔn)區(qū)域，dV為垂直方向照準(zhǔn)區(qū)域。

（4） 測(cè)量距離和角度。

發(fā)送指令：%R1Q，17017：2。

返回?cái)?shù)據(jù)：%R1P，0，0：0，dh，dv，dd。

其中，dh為水平角，dv為天頂距，dd為距離。

（5） 切換盤左盤右。

發(fā)送指令：%R1Q，9028：0，0，0。

返回?cái)?shù)據(jù)：%R1P，0，0：0。

采集控制模塊能夠按照觀測(cè)方案設(shè)置的觀測(cè)頻次和觀測(cè)時(shí)間進(jìn)行定時(shí)周期觀測(cè)，觀測(cè)主要流程如圖5所示。觀測(cè)流程嚴(yán)格按照規(guī)范要求，具備多測(cè)回重復(fù)測(cè)量、超限重測(cè)等功能。

在發(fā)生地震、洪水等情況時(shí)，采集控制模塊可以控制測(cè)量機(jī)器人即時(shí)加密采集，見(jiàn)圖6，并提供對(duì)外加密觀測(cè)API接口，方便第三方平臺(tái)接入。

2.3.4? 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)處理包括預(yù)處理和平差計(jì)算兩部分，主要流程如圖7所示。數(shù)據(jù)預(yù)處理主要是對(duì)觀測(cè)的原始測(cè)值處理，包括對(duì)水平角進(jìn)行測(cè)站平差，對(duì)邊長(zhǎng)進(jìn)行氣象改正、歸算到標(biāo)心以及改算為平距等，預(yù)處理的質(zhì)量是決定最終平差精度的最重要因素之一。

預(yù)處理結(jié)束后，通過(guò)極坐標(biāo)法計(jì)算各監(jiān)測(cè)點(diǎn)概略坐標(biāo)，再分別建立邊角誤差方程式，利用經(jīng)典間接平差理論進(jìn)行平差計(jì)算，并計(jì)算點(diǎn)位中誤差、累積位移等成果，最終將上述原始測(cè)值、預(yù)處理后測(cè)值以及成果保存到數(shù)據(jù)庫(kù)中備查。

2.3.5? 數(shù)據(jù)管理

數(shù)據(jù)管理模塊主要用于查詢、統(tǒng)計(jì)、審核、輸出監(jiān)測(cè)測(cè)值和成果，并繪制變形過(guò)程線圖等相關(guān)圖，也能夠按照?qǐng)?bào)告模板自動(dòng)生成監(jiān)測(cè)成果報(bào)告，見(jiàn)圖8。

2.3.6? 狀態(tài)監(jiān)控

測(cè)量機(jī)器人測(cè)站中集成了多種設(shè)備，包括測(cè)量機(jī)器人、氣象傳感器、監(jiān)控?cái)z像頭、自動(dòng)啟閉窗、新風(fēng)系統(tǒng)、電子圍欄等，狀態(tài)監(jiān)控模塊能夠?qū)Ω黝愒O(shè)備的通訊狀態(tài)和工作狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)不間斷檢測(cè)，并顯示監(jiān)控?cái)z像頭實(shí)時(shí)監(jiān)控畫(huà)面，見(jiàn)圖9。系統(tǒng)根據(jù)各個(gè)測(cè)站設(shè)備的通訊狀態(tài)，智能判斷網(wǎng)絡(luò)故障位置，提醒運(yùn)維人員現(xiàn)場(chǎng)檢查。

2.3.7? 系統(tǒng)管理

系統(tǒng)管理模塊主要用于配置系統(tǒng)各模塊權(quán)限，查看觀測(cè)日志、數(shù)據(jù)處理日志、系統(tǒng)操作日志等，見(jiàn)圖10。

3? 系統(tǒng)應(yīng)用

3.1? 監(jiān)測(cè)布置

以溪洛渡樞紐區(qū)邊坡的實(shí)際應(yīng)用為例，在溪洛渡樞紐區(qū)邊坡兩岸共布置10臺(tái)徠卡TM50測(cè)量機(jī)器人，如圖11所示。由于變形監(jiān)測(cè)區(qū)域較大，測(cè)站與測(cè)點(diǎn)間的邊長(zhǎng)在600～2 700 m之間，難以在變形區(qū)域外選取穩(wěn)定點(diǎn)作為基準(zhǔn)，因此在變形區(qū)域內(nèi)選取3個(gè)測(cè)點(diǎn)作為起算點(diǎn)，并布置了3套倒垂線裝置，用于實(shí)時(shí)獲取坐標(biāo)變化量。

變形區(qū)域內(nèi)共布置變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)140個(gè)，其中132個(gè)測(cè)點(diǎn)能同時(shí)被2～4臺(tái)測(cè)量機(jī)器人觀測(cè)，能夠使用平差模型計(jì)算；另外8個(gè)測(cè)點(diǎn)僅能被一臺(tái)測(cè)量機(jī)器人觀測(cè)，只能使用極坐標(biāo)法計(jì)算坐標(biāo)。

3.2? 系統(tǒng)運(yùn)行情況

系統(tǒng)從2021年12月開(kāi)始運(yùn)行，共配置基準(zhǔn)網(wǎng)觀測(cè)和變形測(cè)點(diǎn)觀測(cè)兩個(gè)觀測(cè)方案?；鶞?zhǔn)網(wǎng)觀測(cè)方案是由10臺(tái)測(cè)量機(jī)器人互相組網(wǎng)觀測(cè)，通過(guò)3個(gè)倒垂線測(cè)點(diǎn)起算獲取10個(gè)測(cè)站的實(shí)時(shí)坐標(biāo)；變形測(cè)點(diǎn)觀測(cè)方案是以10個(gè)測(cè)站為工作基點(diǎn)，采用前方交會(huì)或極坐標(biāo)法觀測(cè)140個(gè)測(cè)點(diǎn)。兩個(gè)方案觀測(cè)頻次均為每天按一等觀測(cè)精度測(cè)量一次，觀測(cè)總時(shí)長(zhǎng)約4 h。截至2023年3月，共獲得400多期數(shù)據(jù)，除極少部分測(cè)點(diǎn)因斷電、通訊、遮擋、泄洪等原因造成數(shù)據(jù)缺失率超過(guò)5%外，絕大部分測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)缺失率小于2%。

根據(jù)已有數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，土質(zhì)邊坡測(cè)點(diǎn)最大點(diǎn)位中誤差±2.88 mm，巖質(zhì)邊坡測(cè)點(diǎn)最大點(diǎn)位中誤差±1.76 mm，成果精度較為理想，累積變形過(guò)程線較為平緩，如圖12所示；10臺(tái)測(cè)量機(jī)器人組網(wǎng)觀測(cè)成果點(diǎn)位中誤差除ZC-2外均能小于±2 mm，ZC-2測(cè)站由于網(wǎng)形較差，其點(diǎn)位中誤差略大于±2 mm（表1），可滿足樞紐區(qū)邊坡變形監(jiān)測(cè)的要求。

4? 結(jié)? 語(yǔ)

多測(cè)站測(cè)量機(jī)器人智能管理系統(tǒng)集成了GeoCOM接口，實(shí)現(xiàn)了對(duì)多臺(tái)測(cè)量機(jī)器人的控制，觀測(cè)流程完全滿足規(guī)范要求，能夠滿足4 km2范圍內(nèi)變形區(qū)域的自動(dòng)監(jiān)測(cè)，其主要優(yōu)點(diǎn)如下。

（1） 創(chuàng)新性。相比于其他同類軟件，采用B/S架構(gòu)開(kāi)發(fā)，能夠按照規(guī)范要求的流程和限差進(jìn)行觀測(cè)，支持極坐標(biāo)法、交會(huì)法等各種觀測(cè)方法，支持平差計(jì)算處理。

（2） 可擴(kuò)展性。采用“領(lǐng)域驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)”方法和前后端分離的方式搭建系統(tǒng)架構(gòu)，系統(tǒng)各模塊間具有低耦合性，后臺(tái)采用標(biāo)準(zhǔn)API接口，可擴(kuò)展性高，在需求頻繁變化時(shí)能快速迭代、更新升級(jí)。

（3） 智能化。本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了測(cè)量機(jī)器人的自動(dòng)控制、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)展示等全鏈條管理，減少了人為干預(yù)出錯(cuò)的可能性，提高了觀測(cè)效率和自動(dòng)化水平，節(jié)約了大量人工觀測(cè)成本，同時(shí)突破了國(guó)外軟件的技術(shù)壁壘，產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

參考文獻(xiàn)：

［1］? 李建川，張宇，史波.高邊坡變形監(jiān)測(cè)電磁波測(cè)距邊長(zhǎng)氣象改正方法［J］.人民長(zhǎng)江，2018，49（4）：56-60.

［2］? 羅興，吳士夫，戴永洪.多種測(cè)量方法在山洪災(zāi)害調(diào)查測(cè)量中的協(xié)同應(yīng)用［J］.水利水電快報(bào)，2016，37（7）：49-51.

［3］? 梅文勝，張正祿，郭際明，等.測(cè)量機(jī)器人變形監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件研究［J］.武漢大學(xué)學(xué)報(bào)（信息科學(xué)版），2002，27（2）：165-171.

［4］? 蔡乾廣.多測(cè)站自動(dòng)變形監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研發(fā)［D］.青島：山東科技大學(xué)，2007.

［5］? 渠守尚，馬勇.測(cè)量機(jī)器人在小浪底大壩外部變形監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用［J］.測(cè)繪通報(bào)，2001（4）：35-37.

［6］? 郭際明，梅文勝，張正祿，等.測(cè)量機(jī)器人系統(tǒng)構(gòu)成與精度研究［J］.武漢大學(xué)學(xué)報(bào)（信息科學(xué)版），2000，25（5）：421-425.

［7］? 楊明化，汪少青，高全.基于雙測(cè)量機(jī)器人的土石壩表面變形自動(dòng)化監(jiān)測(cè)技術(shù)研究［J］.水利水電快報(bào)，2019，40（12）：46-49.

［8］? 龍華偉，翟超.空間前方交會(huì)法及其在測(cè)試技術(shù)中的應(yīng)用［J］.計(jì)測(cè)技術(shù)，2005，25（6）：51-54.

［9］? 劉大偉，吳敬文，盛青.自由設(shè)站法在水工建筑物變形監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用與分析［J］.水利水電快報(bào)，2019，40（10）：34-37.

［10］? 李引，袁峰.基于領(lǐng)域驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)的應(yīng)用系統(tǒng)模型［J］.計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用，2013，49（16）：1-8.

［11］? 陳磊，尹燕運(yùn).基于TS30測(cè)量機(jī)器人自動(dòng)化變形監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用［J］.巖土工程技術(shù)，2016（3）：109-112，128.

（編輯：唐湘茜，張? 爽）

Design and application of georobot intelligent management system for multi-station

WANG Huawei1，CHEN Yuanzhu1，HUANG Hailong2

（1.Changjiang Special Information Technology Engineering Co.，Ltd.，Wuhan 430010，China；? 2.China Three Gorges Construction Engineering Corporation，Beijing 101199，China）

Abstract：

With the technology of georobots，the automation of surface deformation monitoring，grasping the deformation laws，damage mechanisms and influence ranges of dams，slopes，tunnels，etc was achieved.The measurement principles and development applications of measurement robots were introduced，and a multi- station measurement robot intelligent management system was designed，which achieved automatic control，data processing，status monitoring，report output，and could compatible with various observation methods such as polar coordinate method，intersection method，and triangulateration network method.At the same time，the system adopted a domain-driven design concept to design the system architecture，reducing system complexity and improving system update and upgrade speed.The system was applicated in the automatic monitoring of surface deformation in buildings such as dams，slopes，and tunnels.The results showed that it operated well with low observation missing rates and high accuracy of results and had a high accuracy，real-time performance and reliability．

Key words：

georobot； multi-station； surface deformation monitoring； intelligent management system； domain-driven design