[发明专利]一种全自动激光干涉观测的方法

说明书

本发明公开了一种全自动激光干涉位移观测的方法，激光干涉仪有测距、水平角和竖直角功能模块，可高效自动进行路基高边坡位移观测，提高测量精度及自动化程度。相对于传统的测量方法，测量人员无需每次观测都架设仪器，消除了架设仪器的整平与对中误差，提高了工作效率，确保了观测的连续性，值得在行业内推广应用。

技术领域

本发明涉及路基、桥梁、大坝等构筑物的高精度位移观测。

背景技术

重要的构筑物在施工过程中及竣工后的运营期都需要进行位移与沉降观测，利用位移与沉降数据对结构物进行分析，对于位移和沉降量异常的位置进行处理以确保构筑物的安全。传统方法采用全站仪与精密水准进行观测，外业工作量大而观测频率有限，有时不能够及时发现问题。构筑物的位移与沉降观测必须全天候连续观测才能及时发观问题，及时解决问题。

发明内容

本发明的目的就是解决传统方式无法及时准确测量的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种全自动激光干涉观测的方法，激光干涉仪有测距、水平角和竖直角功能模块，其特征在于：采用如下步骤：

一、设备架设

S1：将激光干涉仪架设在与观测点之间无阻挡的位置确保与待测点通视，整平激光干涉仪的圆气泡和电子气泡；

S2：用全站仪测量激光干涉仪架设位置和观测点位置的三维坐标值；

S3：对激光干涉仪架设位置与待测点定向并设定方位角；

S4：设定激光干涉仪观测的间隔时间；

S5：检查并对设备进行测试，确保数据通讯连接顺畅；

二、激光测距

A1：所述激光干涉仪为双频外差式；

A2：沿激光干涉仪发射出激光的方向施加磁场；

A3：在塞曼效应作用下，激光干涉仪发射出激光被分裂有一定频率差的左旋偏振光和右旋偏振光，频率分别为f1和f2；

A4：左旋偏振光和右旋偏振光经过第一分光器反射后被第一光电探测器与检测器接收，将第一光电探测器与检测器接收的光束定义为参考光束；根据马吕斯定律，在第一光电探测器与检测器的主截面上，左旋偏振光和右旋偏振光的反射光发生拍频，将拍频信号作为参考信号；

A5：左旋偏振光和右旋偏振光经第一分光器进入偏振分光器，偏振分光器将两束偏振方向相互垂直的线偏振光分开；

A6：频率为f2的右旋偏振光经反射射向固定角偶反射棱镜，频率为f1的左旋偏振光投射向目标角偶反射棱镜；

A7：如果测量的目标角偶反射棱镜以一定的速度v位移产生多普勒效应，目标角偶反射棱镜反射出的光束的频率为：f1±Δf，位移的方向确定相加或相减；

A8：目标角偶反射棱镜反射出的光束进入偏振分光器时与频率为f2的右旋偏振光重新会合后经转向反射镜被第二光电探测器与检测器接收作为测量光束，在第二光电探测器与检测器的主截面上，目标角偶反射棱镜反射出的光束与频率为f2的右旋偏振光发生拍频，此时的拍频信号作为测量信号；

A9：记录得到解调的测量信号Δf；

三、激光干涉角度测量

B1：激光干涉仪发出的光束经过转向反射镜和第二分光器后分成两束光V1和V2，V1射向第一角锥棱镜，V2经五棱镜后射向第二角锥棱镜，V2经第二角锥棱镜反射回来产生干涉条纹；

B2：转动转盘，将第一角锥棱镜和第二角锥棱镜位置调换；

B3：记录水平方向干涉条纹移动的距离L1；