摘要
针对测量机器人在超高层建筑监测时距离远、倾角过大， 仪器的垂直轴倾斜误差对观测精度影响显著的问题， 该文提出了一种全新的周日摆动监测方案和数据处理方法， 该方法利用两台测量机器人对塔体监测点进行连续自动跟踪测量， 并对其测距观测值进行数据处理， 从而得出超高层建筑的周日摆动规律。通过对广州东塔进行周日摆动监测分析， 结果表明， 监测分析得到的塔体周日摆动规律与外界温度、日照变化的影响规律相符， 证明了该方法的可行性。
引用格式
肖炜枝，杨崴，王天应．超高层建筑周日摆动的测量机器人监测［Ｊ］． 测绘科学，２０１８，４３（８）：７６-７９．
正文
随着科学技术的迅猛发展和我国现代化进程的不断加快， 城市各类超高层建筑物日益增多。由于地球自转、日照、大气温度等外界因素的影响，超高层建筑产生长周期偏摆， 出现位移偏差，从而影响施工控制网竖向传递的准确性，进而影响楼体的整体垂直度及施工质量。因此，如何精确、高效、智能化地对超高层建筑周日摆动进行监测已成为人们关注的焦点。测量机器人是一种能代替人进行自动搜索、识别、跟踪和精确照准目标并且获取角度、距离等信息的智能型电子全站仪，在结构物外部变形监测方面拥有极大的优势和应用前景， 并已广泛应用在大坝、桥梁、地铁隧道、滑坡、深基坑等构筑物的变形监测中。然而，目前在超高层建筑周日摆动监测方法中主要有数字正垂仪法、全球定位系统（ｇｌｏｂａｌｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇｓｙｓｔｅｍ，ＧＰＳ）法、倾斜传感器法等，因测量机器人在超高层建筑监测时距离远、倾角过大， 仪器的垂直轴倾斜误差对观测精度影响显著，所以较少用于超高层建筑周日摆动监测。为此，本文以广州东塔（５３０ｍ，１１１层）周日摆动监测为例，利用两台测量机器人在测距范围内对塔体监测点进行固定连续自动跟踪测量， 避免了观测时距离远、倾角过大， 仪器的垂直轴倾斜误差对观测精度影响显著的问题，并将日照、大气温度等外界因素的影响与监测数据结果对比分析，最后给出了相应的结论。
该监测方案所需仪器设备有：徕卡ＴＭ３０测量机器人两台、徕卡圆棱镜两个、气温气压风速计两个、徕卡ＴＭ３０测量机器人配套的相关数据采集软件等。
数据处理的主要思路：通过测量机器人对观测点固定连续自动跟踪测量， 得到观测点与监测点之间的斜距观测值，经过仪器改正、气象改正、球气差改正等， 得到连续的平距变化值， 通过微分计算，求得东塔x轴、y轴方向的变化值， 再进行噪声剔除、曲线拟合， 分析得出广州东塔周日点位变化曲线。
本文采用了全新的周日摆动监测方案和数据处理方法，有效地解决了测量机器人在超高层建筑监测时距离远、倾角过大， 仪器的垂直轴倾斜误差对观测精度影响显著的问题， 监测分析得到的塔体周日摆动规律与外界温度、日照变化的影响规律相符， 证明了该方法的可行性， 对同类超高层建筑周日摆动监测有一定的参考意义。但对于塔体位移变化量数值的准确性及日照、大气温度等外界因素对塔体的具体影响程度还有待验证。在下一步的工作中，将结合ＧＰＳ 法、倾斜传感器法、ＣＣＤ 动态监测法等对超高层建筑周日摆动规律进行深入的对比研究。
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