[发明专利]一种冻土微变形自动测量设备及测量方法

说明书

本发明涉及一种冻土微变形自动测量设备，该设备包括设立于待测量路基附近的安装立柱、置于安装立柱上的滚珠丝杆滑台和透明防护罩以及置于安装立柱附近的太阳能板。安装立柱设有主控舱室，该主控舱室内设有蓄电池及控制系统电路；滚珠丝杆滑台置于透明防护罩内，并竖直安装在安装立柱的顶部；滚珠丝杆滑台上设有数个激光头模组；待测量路基上的测量点设有与数个激光头模组一一对应的数个带反光片测量桩；太阳能板与蓄电池相连；控制系统电路分别与太阳能板、滚珠丝杆滑台、数个激光头模组相连。本发明还公开了该设备的测量方法。本发明结构简单，可实现变形自动测量、数据实时上传、仪器远程操作等功能。

技术领域

本发明涉及测绘测量领域，尤其涉及一种冻土微变形自动测量设备及测量方法。

背景技术

青海至拉萨的交通枢纽建设是连接内地和西藏的生命线工程。路基沉降变形量是评价青藏公路、铁路工程稳定性的重要指标。一直以来，人工水准仪监测作为野外变形监测最基本的监测手段，也是现阶段最可靠的，同时，也是成本最高的监测手段。

水准仪、塔尺构成的测量手段是常规的冻土沉降变形观测方法，在工程实践(施工、检测、监理)、一般科研工作中应用较多。该方法通过比较监测点和基准点之间的相对位置关系来评价待监测点的变形量及变化规律。水准仪的方法具有直观、简单的优点，但是其缺点也很显著。首先，其测量精度与测量人员的熟练程度和责任心、设备的精度（包括水准仪和塔尺）以及天气状况有密切联系。其次，由于是人工观测，在面临大范围、长距离的观测工作时，很难做到按时观测，更不要说每天一次的高密度观测。再次，现阶段还没有做到在线监测。另外，普通全站仪在沉降变形监测中也存在误差较大、仪器成本高等问题。当对沉降变形发生机理进行研究时，过程的监测是至关重要的，如果不能对监测对象进行在线和连续高频度的监测，也就无法了解变形突发过程中各指标之间的关系，更不可能捕捉到失稳时的沉降变形临界值。

随着科技进步，变形监测也在向自动化监测方向迈开步伐，无人值守的自动化解决方案具有相比人工观测具有明显优势：低人工干扰误差，高测量精度，高测量频率，可实时在线查看等。在一定应用环境下，需要通过无人值守的自动化解决方案替代常规水准仪测量冻土路基沉降变形的方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种实时、准确的冻土微变形自动测量设备。

本发明所要解决的另一个技术问题是提供该冻土微变形自动测量设备的测量方法。

为解决上述问题，本发明所述的一种冻土微变形自动测量设备，其特征在于：该设备包括设立于待测量路基附近的安装立柱、置于所述安装立柱上的滚珠丝杆滑台和透明防护罩以及置于所述安装立柱附近的太阳能板；所述安装立柱设有主控舱室，该主控舱室内设有蓄电池及控制系统电路；所述滚珠丝杆滑台置于所述透明防护罩内，并竖直安装在所述安装立柱的顶部；所述滚珠丝杆滑台上设有数个激光头模组；所述待测量路基上的测量点设有与数个所述激光头模组一一对应的数个带反光片测量桩；所述太阳能板与所述蓄电池相连；所述控制系统电路分别与所述太阳能板、所述滚珠丝杆滑台、数个所述激光头模组相连。

所述安装立柱为圆柱空心结构，其中段设有主控舱室。

所述滚珠丝杆滑台包括固定在所述安装立柱上的底座、设有步进电机的顶座以及置于所述底座与所述顶座之间的滚珠丝杆和导轨；所述底座的中心设有所述滚珠丝杆，该滚珠丝杆两侧设有一组所述导轨；所述滚珠丝杆与所述导轨上套接有滑动平台，该滑动平台上设有数个所述激光头模组，下部设有下定位片；所述滚珠丝杆穿过所述顶座通过联轴器与所述步进电机相连；所述步进电机和数个所述激光头模组分别通过导线与所述控制系统电路相连。