TPSPRO断面测量系统

多功能全站仪断面测量系统在金河电站引水隧洞中的应用

【摘 要】：徕卡多功能全站仪断面测量软件系统摈弃了传统断面仪外业测量时的烦锁

配置和定位缺陷，减少了外业设备和作业人员，实现断面测量野外数据采集软件控制、自动采集等功能，从而达到隧洞断面测量自动化、数字化、计算机化，保证测量成果的准确性、高效率性，减轻劳动强度。

【关键词】:断面测量 后处理软件 数据采集 自动化

1概述

金河电站位于西藏自治区昌都地区昌都县境内, 为一跨流域开发引水式电站。电站枢纽由首部枢纽、引水系统和厂区枢纽三部分组成。首部枢纽位于澜沧江上游Ⅰ级支流—金河下游段，引水系统穿越于金河左岸、澜沧江右岸的分水岭—年拉山，厂区枢纽位于澜沧江右岸。其中引水系统由引水隧洞、调压井、压力管道组成。引水隧洞全长778.026m ，为有压城门洞形，过水净断面尺寸为3.8×4.0m(宽×高), 开挖断面按围岩类别划分为:Ⅱ、Ⅲ类围岩4.4×4.6m, Ⅳ类围岩4.6×4.8m, Ⅴ类围岩5.0×5.2m 。

金河电站引水隧洞于2002年10月1日开挖贯通。接着进行开挖断面测量，按规范及监理要求，每5 m测一断面，工作量相当大。为给施工班组进行清欠处理提供准确的开挖断面和提高测量效率，采用了徕卡多功能全站仪断面测量Profiler 机载软件和TPSPRO 断面测量系统软件。

2软件系统与设备

2.1断面测量软件系统

徕卡多功能全站仪断面测量软件系统包括外业机载Profiler 软件和TPSPRO 断面测量系统后处理软件。Profiler 软件是利用徕卡 TCRM（A ）型全站仪电子计算、马达驱动及激光无棱镜测距等各项高科技自动化性能，根据隧道施工断面测量的实际情况，开发应用于隧道断面测量数据自动采集的全站仪用机载控制软件。TPSPRO 断面测量系统软件是专为各类地下工程测量工作中隧洞、地下洞室断面测量数据分析处理而设计开发的计算机应用类工程软件，其包含工程数据的建立、实测数据的卸载、断面数据

的分析处理和测量成果的打印输出。

Profiler 软件通过PCMCIA 卡存储数据文件直接与TPSPRO 断面测量系统软件接口，实现断面测量野外数据采集软件控制、自动采集等功能，从而达到隧洞断面测量自动化、数字化、计算机化，保证测量成果的准确性、高效率性，减轻劳动强度。

2.2设备

TCRA1102 plus 全站仪一台、便携式计算机一台、打印机一台。

3数据采集

引水隧洞贯通后及时将洞外高级控制点数据精确引进洞内。进行断面测量前，每5 m 放一个点（最好是中线点），做好标记并记下放样数据（坐标、高程）。将仪器精确架在各断面点上按以下步骤进行数据采集。

3.1参数设置

将引水隧洞平面参数和纵坡参数（见图1）通过机载软件File Manager（文件管理）定义在PC 卡上，形成2个平面参数文件和1个纵坡参数文件。平面参数包括点名、桩号、坐标、曲线参数；纵坡参数包括起始桩号、起始高程、坡度、结束桩号。

3.2交点计算

平面参数文件在PC 卡上形成后可启动Profiler 软件，选择交点计算项，录入交点名，确认本次计算求得测量中所需的平面定位要素有效。 图1金河电站引水隧洞图

3.3测站设置和归零

交点计算确认有效后将本测站的测站名、放样数据和仪器高录入Profiler 软件Setup 项的测站设置中。确认输入数据无误后方可进行后视方向的度盘配置和断面方向的计算。后视方向的角度由操作员根据放样数据计算可得，断面方向为仪器自动计算。

3.4数据采集

完成参数设置、交点计算、测站设置和归零工作后，在Profiler 软件主菜单中进入Profiler Survey项即可进行断面测量的数据采集。断面数据由全站仪自动转到断面方向采用激光无棱镜测距自动采集。根据断面的尺寸和开挖轮廓的差异可增长或减小断面测点的步长，在自动测量时被跨过的某些特征点可进行人工补点。采集到的数据存储在全站仪PC 卡中。

4断面成图

TPSPRO 断面测量系统后处理软件安装在计算机内, 可将采集到的数据由PC 卡传输到计算机内。将引水隧洞的平面参数、纵坡参数和各段的理论断面编辑或添加到TPSPRO 断面测量系统后处理软件中。用“数据处理”菜单下的“数据”中的“打开原始文件”将断面测量的数据打开并用“保存原始文件”进行存储，通过“转换原始文件”将此数据转换到TPSPRO 断面测量系统后处理软件中。

成功完成实测断面原始数据转换后进入“数据处理”菜单下的“定位”对原始数据进行定位。由于实测中仪器不一定位于断面的中线上，故定位方式采取后定位。定位时必须选一项平面参数数据，且所选行应大于等于第二行。定位的Y （偏移）输为0，Hi （高差）为仪高加该里程上的实测高程与设计高程之差。

将定位结果保存，用“数据处理”菜单下的“分析”对实测断面数据进行分析和成图处理。根据欲分析的断面桩号选择相应的实测断面和理论断面，相应的图形（见图2）显示在图形框中，图形可根据情况进行放大、缩小、移动、分析、印图等。分析后可显示光标位置及十字丝所在实测点的超欠挖值，同时在图形中标出超欠挖面积、实测面积和理论面积。使用印图功能将所成图形按所需比例打印成图。

图2断面图

5结束语

多功能全站仪断面测量系统是为地下工程施工测量中的断面测量及炮孔测设而研

制开发的软硬件结合自动化系统，其充分利用了徕卡TCRA 型全站仪的激光无棱镜测距和马达驱动等功能，实现断面测量野外数据采集软件控制、自动采集，从而达到隧洞断面测量自动化、数字化、计算机化，保证测量成果的准确性、高效率性，减轻劳动强度。

该系统摈弃了传统断面仪外业测量时必须要有野外计算机、通信电缆等烦锁配置

和要求其它测量仪器为其定位的缺陷，减少了外业设备携带麻烦和作业人员的需求，降低了仪器操作的难度，加快了外业测量设备的搬运和安置速度，提高了外业测量的工作效率；既能完成隧洞断面测量，又能进行常规测量，提高了仪器的利用率。

作者简介:

杜宜兵(1973-),男, 四川广安, 助理工程师, 从事水电施工工作;

赵兴安(1973-),男, 四川南江, 助理工程师, 从事水电施工工作;

王建国(1973-),男, 辽宁铁林, 助理工程师, 从事水电施工工作;