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Cape Hatteras灯塔“喜迁”新居（国外）

摘自《Reporter 44》　　应用开发者不经意间引进这套功能强大、快速、精确的徕卡单人操作测量系统，让他们自己大吃一惊，原来一个人也许就可以同时操纵这两套测量机器人。这个奇迹发生在美国北卡罗来纳洲海滨，也就是发生在为历史上有名的Cape Hatteras灯塔乔迁新居时。徕卡的TCA1103被用于定位轨道，七条轨道的中心线精度控制在0.01英尺内。　　Cape Hatteras灯塔是世界上用砖头砌成的最高的灯塔，高280英尺、重4800吨。多年来，海水不断侵蚀着灯塔周围的沙地，挤压着160英尺内的地基。美国国家公园维修部决定采取补救措施，他们召集了测量师、工程师和一个建筑队，准备将这座灯塔挪到原来位置2900英尺外、距大海1600英尺的地方去。　　工程们要做的事情就是：先将灯塔割离地基，再将它提高6英尺以便垫入一个支撑钢架，然后利用液压将灯塔沿铁轨移动到新的位置。向前巧妙的移动，在理论上可以成立。　　监测倾斜状态：1号机器人　　很显然，移动过程中最敏感的一个问题就是灯塔的稳定性。模拟系统证实高208英尺的灯塔无论在哪个方向上倾斜超过6.5度时就存在可能倒塌或损坏的严重危险。　　在移动灯塔时，由当地的一名测量员负责提供一些必要的分析数据作为后备资源。他的任务就是在从将灯塔割离地基到将灯塔移到2900英尺以外的新地方过程中，严密的监测灯塔的倾斜程度。由于他一般是独立操作，因此只有用自动系统可提供可行、有效的解决办法。而他对应用这功能强大的新技术不很熟悉，他就求助于EDA（徕卡在美国北卡罗来纳洲当地经销商）给予技术支持。EDA立即给他带来两台套TCA1103自动目标识别系统。经过几小时的培训，实枪实战开始了。　　装配工在这座灯塔的主轴上安装了两个棱镜：一个接近低端，一个靠近顶部。然后工人们开始割锯花岗岩地基，并试图将它移到100个液压千斤顶（每个千斤顶可承重100吨）上去。千斤顶一到位，钢柱支撑和举重机会将之再提升6英尺。　　在移动之前，也有一个工程队购进一套价值25万美金的电子系统用来监测灯塔位移过程中的倾斜情况。这套系统利用黑白斑纹记录墙壁内外的温度。一些应变仪安装在灯塔里来测量变形情况。另外也有一些应变仪安装在灯塔原来的裂缝上来观察裂缝张合情况。最后在顶、末两端内壁，还安置有两台倾斜传感器。不幸的是，电磁干扰、能量损耗、潮湿天气等种种因素常影响着这套复杂的系统。系统频频出错，有时工作甚至失败。　　这时测量系统就相当于一个后备装置，以防电子系统出错。迁徙过程中，测量员用TCA1103监测灯塔在两个方向上的移动：倾斜偏差和位移偏差。进入放样程序，仪器连续、自动读出切割量以及灯塔提高数值。在灯塔倾斜时，将自动提示偏移量和应作的调整，就如同放样测量步骤一样。　　工程进行了两星期后，一场近乎灾难的事件戏剧性地考验了这套自动系统功能。那天，计算机读数忽然显示灯塔稍稍左倾，工程师立即调节千斤顶补偿偏差。谁知几分钟后，计算机显示出更甚于原来左倾程度了，工程师再次调整。而测量员用自动测量系统读出的数据，却说明情形恰恰与此结果完全相反。　　后来证实是电子系统出了故障，它所提供的数据与倾斜情况正好相反。就这样，徕卡自动测量系统一小时后顺理成章成为灯塔的主要监测设备。　　控制举重机的工程人员仔细观察着系统液晶显示屏读数微小的变化。一有倾斜的迹象，他们就立即适当增压来使灯塔恢复到垂直平衡状态。在整个提升灯塔六英尺的过程中，自动系统监测顶部棱镜的移动未超过0.3度。　　提升完毕，建筑工们在灯塔下方安装上铁轨，并将灯塔移至轨道上，准备对之进行水平移动。自动系统又一次用来监测它的倾斜度。第一次试验时，工程人员只把它沿铁轨移动了4英寸。后来他们全速进行，在第一天中，将灯塔整整移动了10英尺！　　定位铁轨：2号机器人　　除了要监测，测量人员还需将铁轨的滚动梁从中心位置铺设到新的位置。某一天，灯塔就会沿着这条铁轨从10英尺处移动到355英尺处。　　一套自动系统继续监测移动中灯塔的倾斜度，同时需要一套测量系统监测滚动梁的高程与位置以及铁轨的路基。现在这位测量人员尝到用自动系统的轻松，他又购进了一套徕卡TCA1103系统，锁定测量徕卡的360度棱镜开始记录数据。于是他一个人就独自同时操作两套TCA1103了！　　沿着一个60英尺*60英尺*4英尺的混凝土钢基板将灯塔移到2900英尺的新居中去花了23天的时间。钢基板这样的设计为的是使移动过程中导轨边缘可以完全承重，工程师们就得考虑完工后其重量会不会使钢基板变形？　　这时，测量者的工作不再是监测灯塔，而是监测这块基板。于是测量员在板上安置了一个360度棱镜，由自动系统在测站上锁定目标，进入放样模式，测量出需要挖掉或填补的数量。基板偏移控制在0.025英尺内。　　到如今，灯塔安然屹立在离大海1600英尺的地方，不用再担心受海水的侵蚀。对于ED和负责灯塔的测量人员，这如一个丰碑纪念着他们的一次伟大创举——个人同时操作两套测量系统。　　EDA在此要感谢徕卡产品支持部（Norcross，GA）的Greg Wagstaff和Mike Carlyle两位，他们及时估计了工程情况，极大的支持了此次具有历史意义的自动技术应用。

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