CN117387556A - 狭长隧道多站联测自动监测方法 - Google Patents
狭长隧道多站联测自动监测方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117387556A CN117387556A CN202311388021.0A CN202311388021A CN117387556A CN 117387556 A CN117387556 A CN 117387556A CN 202311388021 A CN202311388021 A CN 202311388021A CN 117387556 A CN117387556 A CN 117387556A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- monitoring
- station
- tunnel
- sections
- measuring
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 title claims abstract description 170
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 52
- 238000005259 measurement Methods 0.000 title claims abstract description 51
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims abstract description 33
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 17
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims abstract description 14
- 239000013256 coordination polymer Substances 0.000 claims description 18
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 6
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 6
- 238000013461 design Methods 0.000 claims description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000036541 health Effects 0.000 description 4
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21F—SAFETY DEVICES, TRANSPORT, FILLING-UP, RESCUE, VENTILATION, OR DRAINING IN OR OF MINES OR TUNNELS
- E21F17/00—Methods or devices for use in mines or tunnels, not covered elsewhere
- E21F17/18—Special adaptations of signalling or alarm devices
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B21/00—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant
- G01B21/32—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring the deformation in a solid
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C15/00—Surveying instruments or accessories not provided for in groups G01C1/00 - G01C13/00
- G01C15/002—Active optical surveying means
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
- Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Geology (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
Abstract
本申请涉及一种狭长隧道多站联测自动监测方法,包括如下步骤:S1:根据监测图纸确定隧道监测范围,并对隧道监测范围划分出影响区域和非影响区域;S2:根据监测方案、影响区域和非影响区域,分别确定测站数量和安装位置、基准断面数量和位置以及基准断面内的基准点数量和安装位置、监测断面数量和位置以及监测断面内的监测点数量和安装位置、公共断面数量和位置以及公共断面内的公共点数量和安装位置;S3:建立隧道变形的计算坐标系,并将所有测站统一至同一坐标系下;S4:在测站监测仪器和通讯模块,完成自动监测作业。消除不同全站仪的激光入射角度存在的偏差,使两棱镜中心能够完全重合,消除测量过程中带来的测量误差,提高隧道监测精度。
Description
技术领域
本申请涉及隧道监测技术领域,特别是涉及一种狭长隧道多站联测自动监测方法。
背景技术
由于隧道存在工程建造费用高、服役期长、结构安全影响因素多且不可拆除重建等特点,因此对隧道的健康状况进行实时监测与评估极为重要。目前,由于隧道长度大,跨区域面积大,因此越来越多的工程集中在地铁隧道周围实施,同时也包含上跨和下穿隧道工程,为确保既有隧道的结构安全,隧道外围工程施工过程中有必要对既有隧道进行监测,目前最常见的的监测方法为全站仪三维自动化监测。
全站仪三维自动化监测主要是通过传感器感知层(棱镜)、测站(全站仪)、通讯单元、服务器(监测云平台)相互协同作业来实现,从数据采集、数据传输、数据处理分析来实现隧道自动化监测实时预警等功能。由于单测站的控制范围极为有限,满足不了狭长隧道的自动化监测需求,因此多测站联测技术应运而生,这其中,多站联测的点位埋设与坐标传递将是影响监测精度的重要因素,如何将所有测站和测点统一在同一坐标系下是多站联测技术的关键,目前通常采用背靠背双面棱镜方法进行坐标系统一,但因为不同全站仪的激光入射角度存在偏差,两棱镜中心可能不完全重合,测量过程中会带来一定的测量误差,从而影响到隧道监测精度。
发明内容
基于此,有必要针对测量误差大,隧道监测精度低的问题,提供一种狭长隧道多站联测自动监测方法。
本申请提供一种狭长隧道多站联测自动监测方法,其包括如下步骤:
S1:根据监测图纸确定隧道监测范围,并对隧道监测范围划分出影响区域和非影响区域;
S2:根据监测方案、影响区域和非影响区域,分别确定测站数量和安装位置、基准断面数量和位置以及基准断面内的基准点数量和安装位置、监测断面数量和位置以及监测断面内的监测点数量和安装位置、公共断面数量和位置以及公共断面内的公共点数量和安装位置;
S3:建立隧道变形的计算坐标系,并将所有测站统一至同一坐标系下;
S4:在测站监测仪器和通讯模块,完成自动监测作业。
上述的多站联测自动监测方法应用于对狭长隧道进行自动化监测预紧,以保证隧道健康和安全的场合中,监测工作时,首先根据监测图纸确定隧道监测范围,并对隧道监测范围划分出影响区域和非影响区域;紧接着根据监测方案、影响区域和非影响区域,分别确定测站数量和安装位置、基准断面数量和位置以及基准断面内的基准点数量和安装位置、监测断面数量和位置以及监测断面内的监测点数量和安装位置、公共断面数量和位置以及公共断面内的公共点数量和安装位置;之后再建立隧道变形的计算坐标系,并将所有测站统一至同一坐标系下;最后在测站监测仪器和通讯模块,完成自动监测作业,该方法能将隧道不同功能区域进行准确划分,并对环境影响特征进行测前评估,从而能将各个站点的不同全站仪更好的统一至统一坐标系下,并借助自动化监测手段消除不同全站仪的激光入射角度存在的偏差,使两棱镜中心能够完全重合,消除测量过程中带来的测量误差,提高隧道监测精度。
下面对本申请的技术方案作进一步的说明:
在其中一个实施例中,在所述步骤S2中,根据监测方案和非影响区域,需分别确定基准断面位置、基准断面数量、相邻两个基准断面的间距和基准断面内的基准点数量和安装位置。
在其中一个实施例中,在所述步骤S2中,根据监测方案和影响区域,确定全站仪的测站数量和安装位置。
在其中一个实施例中,在所述步骤S2中,根据隧道里程号和坐标传递方法,确定监测断面位置、相邻两个监测断面的间距和监测断面数量,根据隧道设计图纸确定监测断面内的监测点数量,根据隧道内实际情况确定监测点的安装位置。
在其中一个实施例中,在所述步骤S2中,根据测站数量和安装位置,确定公共断面数量和位置以及公共断面内的公共点数量和安装位置;其中,两个测站之间的距离不大于100m,公共点布设于相邻两台全站仪的间距的1/3~2/3范围内。
在其中一个实施例中,在所述步骤S2中,公共断面与监测断面采用间隔布设,每两个测站之间的公共断面的数量不少于4个,每个公共断面内布设不少于两个公共点;基准点、公共点和监测点布设根据全站仪通视条件布设。
在其中一个实施例中,在所述步骤S3中,采用绝对坐标法或自由设站法来建立隧道变形的计算坐标系,选择X=1000m、Y=1000m、Z=10为测站1的坐标,测站2至测站n根据后方交会方法进行推算,将所有测站统一至同一坐标系下。
在其中一个实施例中,在所述步骤S4中,在测站安置好监测仪器及通讯模块并与远程计算机通讯连接正常后,在监测仪器内置的监测软件的控制下,采用测站坐标,隧道前进方向为北方向,建立统一的坐标系统,根据定向方向确定三维坐标正负号的变形的方向,然后对基准点、公共点和监测点进行学习测量并将各基准点、公共点和监测点的角度、距离记录到数据库中,作为进行监测所必须的自动定位数据;
学习测量完成后,按照既定的观测测回数对基准点进行3次测量,取其平均值作为系统中的基准点原始数据,在系统设置好基准点原始数据后,按照既定的观测测回数对基准点、监测点进行3次测量,根据基准点原始数据对测站坐标进行平差,当平差结果均满足规范要求时,取各监测点的平均值作为其初始值;
设置差分基准点的联测方案及每台监测仪器的变形监测点,按照既定的观测测回数,按先控制再散点的原则现场进行学习监测,学习后设置监测时间间隔及各点的观测顺序,由监测软件及通讯模块自动完成常规监测。
在其中一个实施例中,在所述步骤S3中,建立隧道变形的计算坐标系,并将所有测站统一至同一坐标系下中,具体涉及一种狭长隧道多站联测坐标传递方法,该方法具体包括如下步骤:
构建统一坐标系:用测站1确定测站1一侧的基准点坐标,该基准点坐标确定后将测站1与测站2之间CPⅢ球型棱镜朝向测站1,确定测站1与测站2之间CPⅢ球型棱镜坐标;
再将测站1与测站2之间CPⅢ球型棱镜朝向测站2,采用后方交会方法确定测站2的坐标;
测站2的坐标确定后,再将测站2与测站3之间CPⅢ球型棱镜朝向测站2,确定测站2和测站3之间CPⅢ球型棱镜坐标;
......
依次类推完成最后测站n的坐标,并确定测站n一侧的基准点坐标,至此完成所有测站统一坐标系。
在其中一个实施例中,所述狭长隧道多站联测坐标传递方法还包括步骤,计算公共点坐标差:
完成统一坐标系后,用背靠背双面棱镜替换CPⅢ球型棱镜,每相邻两个测站的全站仪分别对之间的背靠背双面棱镜进行观测以获取坐标;
相邻两台全站仪观测背靠背双面棱镜坐标分别为(xi,yi,zi)与(xi’,yi’,zi’),存在偏心差(Δx,Δy,Δz),坐标差Δx= xi’- xi、坐标差Δy= yi’- yi、坐标差Δz= zi’- zi;
将所有相邻测站的坐标差依次添加至系统中,所观测相同双面棱镜的坐标差作为偏心(Δx,Δy,Δz)参与到平差解算当中,即完成了坐标传递。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解,本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请,并不构成对本申请的不当限定。
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请一实施例所述的隧道的结构示意图。
图2为一实施例的监测断面的结构示意图。
图3为一实施例的基准断面的结构示意图。
图4为一实施例的公共断面的结构示意图
图5为狭长隧道多站联测坐标传递方法的示意图。
图6为本申请中狭长隧道多站联测自动监测方法的步骤流程图。
附图标记说明:
100、隧道;10、基准断面;11、基准点;20、监测断面;21、监测点;30、公共断面;31、公共点;40、测站1;40a、测站2;40b、测站3;40c、测站n;40d、测站n+1;50、背靠背双面棱镜。
具体实施方式
为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进,因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。
在本申请的描述中,需要理解的是,若有出现这些术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等,这些术语指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。
此外,若有出现这些术语“第一”、“第二”,这些术语仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中,若有出现术语“多个”,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
在本申请中,除非另有明确的规定和限定,若有出现术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等,这些术语应做广义理解。例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在本申请中,除非另有明确的规定和限定,若有出现第一特征在第二特征“上”或“下”等类似的描述,其含义可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
需要说明的是,若元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。若一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。如若存在,本申请所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的,并不表示是唯一的实施方式。
参阅图6,为本申请一实施例展示的一种狭长隧道多站联测自动监测方法,其包括如下步骤:
S1:根据监测图纸确定隧道100监测范围,并对隧道100监测范围划分出影响区域和非影响区域。
需要说明的是,这里的影响区域具体是指可以用来布设全站仪以设置测站的地方;非影响区域是指不适合布设全站仪的隧道100部位,例如隧道100的断面。
S2:根据监测方案、影响区域和非影响区域,分别确定测站数量和安装位置、基准断面10数量和位置以及基准断面10内的基准点11数量和安装位置、监测断面20数量和位置以及监测断面20内的监测点21数量和安装位置、公共断面30数量和位置以及公共断面30内的公共点31数量和安装位置。
S3:建立隧道100变形的计算坐标系,并将所有测站统一至同一坐标系下。
S4:在测站监测仪器和通讯模块,完成自动监测作业。
请继续参阅图1至图5,综上,实施本实施例技术方案将具有如下有益效果:上述的多站联测自动监测方法应用于对狭长隧道100进行自动化监测预紧,以保证隧道100健康和安全的场合中,监测工作时,首先根据监测图纸确定隧道100监测范围,并对隧道100监测范围划分出影响区域和非影响区域;紧接着根据监测方案、影响区域和非影响区域,分别确定测站数量和安装位置、基准断面10数量和位置以及基准断面10内的基准点11数量和安装位置、监测断面20数量和位置以及监测断面20内的监测点21数量和安装位置、公共断面30数量和位置以及公共断面30内的公共点31数量和安装位置;之后再建立隧道100变形的计算坐标系,并将所有测站统一至同一坐标系下;最后在测站监测仪器和通讯模块,完成自动监测作业,该方法能将隧道100不同功能区域进行准确划分,并对环境影响特征进行测前评估,从而能将各个站点的不同全站仪更好的统一至统一坐标系下,并借助自动化监测手段消除不同全站仪的激光入射角度存在的偏差,使两棱镜中心能够完全重合,消除测量过程中带来的测量误差,提高隧道100监测精度。
在一些实施例中,在步骤S2中,根据监测方案和非影响区域,需分别确定基准断面10位置、基准断面10数量、相邻两个基准断面10的间距和基准断面10内的基准点11数量和安装位置。
参阅图3,可以看到,在隧道100的断面内,设置有在水平方向上的左侧基准点11和右侧基准点11。
进一步地,在步骤S2中,根据监测方案和影响区域,确定全站仪的测站数量和安装位置。
更进一步地,在步骤S2中,根据隧道100里程号和坐标传递方法,确定监测断面20位置、相邻两个监测断面20的间距和监测断面20数量,根据隧道100设计图纸确定监测断面20内的监测点21数量,根据隧道100内实际情况确定监测点21的安装位置。
参阅图2,可以看到,隧道100的断面内,共布置有五个监测点21,分别为位于隧道100地面上的左道床监测点21和右道床监测点21,位于隧道100腰部的左腰部监测点21和右腰部监测点21,以及位于隧道100顶部的拱顶监测点21。由此提供数量更多的、分布于不同位置的监测点21,以提高隧道100监测的准确度和全面性,以便根据监测结果对隧道100进行更加科学全面的健康和安全评估。
此外,在步骤S2中,根据测站数量和安装位置,确定公共断面30数量和位置以及公共断面30内的公共点31数量和安装位置。如图4,在隧道100的断面内共设置两个公共点31,即分别为左腰部公共点31和右腰部公共点31。
其中,测站一侧需控制距离不大于120m,两个测站之间的距离不大于100m,公共点31布设于相邻两台全站仪的间距的1/3~2/3范围内。如此便于保证各测站内的全站仪具有足够宽阔的监测视野,避免受到遮挡而影响监测效果。
在又一些实施例中,在步骤S2中,公共断面30与监测断面20采用间隔布设,每两个测站之间的公共断面30的数量不少于4个,每个公共断面30内布设不少于两个公共点31;基准点11、公共点31和监测点21布设根据全站仪通视条件布设。
在步骤S3中,采用绝对坐标法或自由设站法来建立隧道100变形的计算坐标系,选择X=1000m、Y=1000m、Z=10为测站140的坐标,测站240a至测站n40c根据后方交会方法进行推算,将所有测站统一至同一坐标系下。
此外,在步骤S4中,在测站安置好监测仪器及通讯模块并与远程计算机通讯连接正常后,在监测仪器内置的监测软件的控制下,采用测站坐标,隧道100前进方向为北方向,建立统一的坐标系统,根据定向方向确定三维坐标正负号的变形的方向,然后对基准点11、公共点31和监测点21进行学习测量并将各基准点11、公共点31和监测点21的角度、距离记录到数据库中,作为进行监测所必须的自动定位数据。
学习测量完成后,按照既定的观测测回数对基准点11进行3次测量,取其平均值作为系统中的基准点11原始数据,在系统设置好基准点11原始数据后,按照既定的观测测回数对基准点11、监测点21进行3次测量,根据基准点11原始数据对测站坐标进行平差,当平差结果均满足规范要求时,取各监测点21的平均值作为其初始值。
设置差分基准点11的联测方案及每台监测仪器的变形监测点21,按照既定的观测测回数,按先控制再散点的原则现场进行学习监测,学习后设置监测时间间隔及各点的观测顺序,由监测软件及通讯模块自动完成常规监测。
此外,在又一些实施例中,在步骤S3中,建立隧道100变形的计算坐标系,并将所有测站统一至同一坐标系下中,具体涉及一种狭长隧道100多站联测坐标传递方法,该方法具体包括如下步骤:
构建统一坐标系:用测站140确定测站140一侧的基准点11坐标,该基准点11坐标确定后将测站140与测站240a之间CPⅢ球型棱镜朝向测站140,确定测站140与测站240a之间CPⅢ球型棱镜坐标;
再将测站140与测站240a之间CPⅢ球型棱镜朝向测站240a,采用后方交会方法确定测站240a的坐标;
测站240a的坐标确定后,再将测站240a与测站340b之间CPⅢ球型棱镜朝向测站240a,确定测站240a和测站340b之间CPⅢ球型棱镜坐标;
......
依次类推完成最后测站n40c的坐标,并确定测站n40c一侧的基准点11坐标,至此完成所有测站统一坐标系。即确定测站n+140d与测站n40c之间的坐标关系。
进一步地,狭长隧道100多站联测坐标传递方法还包括步骤,计算公共点31坐标差:
完成统一坐标系后,用背靠背双面棱镜50替换CPⅢ球型棱镜,每相邻两个测站的全站仪分别对之间的背靠背双面棱镜50进行观测以获取坐标;
相邻两台全站仪观测背靠背双面棱镜50坐标分别为(xi,yi,zi)与(xi’,yi’,zi’),存在偏心差(Δx,Δy,Δz),坐标差Δx= xi’- xi、坐标差Δy= yi’- yi、坐标差Δz=zi’- zi;
将所有相邻测站的坐标差依次添加至系统中,所观测相同双面棱镜的坐标差作为偏心(Δx,Δy,Δz)参与到平差解算当中,即完成了坐标传递。
上述坐标传递方法解决了背靠背双面棱镜50因偏心问题影响监测精度的问题。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本申请的保护范围。因此,本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种狭长隧道多站联测自动监测方法,其特征在于,包括如下步骤:
S1:根据监测图纸确定隧道监测范围,并对隧道监测范围划分出影响区域和非影响区域;
S2:根据监测方案、影响区域和非影响区域,分别确定测站数量和安装位置、基准断面数量和位置以及基准断面内的基准点数量和安装位置、监测断面数量和位置以及监测断面内的监测点数量和安装位置、公共断面数量和位置以及公共断面内的公共点数量和安装位置;
S3:建立隧道变形的计算坐标系,并将所有测站统一至同一坐标系下;
S4:在测站监测仪器和通讯模块,完成自动监测作业。
2.根据权利要求1所述的狭长隧道多站联测自动监测方法,其特征在于,在所述步骤S2中,根据监测方案和非影响区域,需分别确定基准断面位置、基准断面数量、相邻两个基准断面的间距和基准断面内的基准点数量和安装位置。
3.根据权利要求1所述的狭长隧道多站联测自动监测方法,其特征在于,在所述步骤S2中,根据监测方案和影响区域,确定全站仪的测站数量和安装位置。
4.根据权利要求1所述的狭长隧道多站联测自动监测方法,其特征在于,在所述步骤S2中,根据隧道里程号和坐标传递方法,确定监测断面位置、相邻两个监测断面的间距和监测断面数量,根据隧道设计图纸确定监测断面内的监测点数量,根据隧道内实际情况确定监测点的安装位置。
5.根据权利要求1所述的狭长隧道多站联测自动监测方法,其特征在于,在所述步骤S2中,根据测站数量和安装位置,确定公共断面数量和位置以及公共断面内的公共点数量和安装位置;其中,两个测站之间的距离不大于100m,公共点布设于相邻两台全站仪的间距的1/3~2/3范围内。
6.根据权利要求1所述的狭长隧道多站联测自动监测方法,其特征在于,在所述步骤S2中,公共断面与监测断面采用间隔布设,每两个测站之间的公共断面的数量不少于4个,每个公共断面内布设不少于两个公共点;基准点、公共点和监测点布设根据全站仪通视条件布设。
7.根据权利要求1所述的狭长隧道多站联测自动监测方法,其特征在于,在所述步骤S3中,采用绝对坐标法或自由设站法来建立隧道变形的计算坐标系,选择X=1000m、Y=1000m、Z=10为测站1的坐标,测站2至测站n根据后方交会方法进行推算,将所有测站统一至同一坐标系下。
8.根据权利要求1所述的狭长隧道多站联测自动监测方法,其特征在于,在所述步骤S4中,在测站安置好监测仪器及通讯模块并与远程计算机通讯连接正常后,在监测仪器内置的监测软件的控制下,采用测站坐标,隧道前进方向为北方向,建立统一的坐标系统,根据定向方向确定三维坐标正负号的变形的方向,然后对基准点、公共点和监测点进行学习测量并将各基准点、公共点和监测点的角度、距离记录到数据库中,作为进行监测所必须的自动定位数据;
学习测量完成后,按照既定的观测测回数对基准点进行3次测量,取其平均值作为系统中的基准点原始数据,在系统设置好基准点原始数据后,按照既定的观测测回数对基准点、监测点进行3次测量,根据基准点原始数据对测站坐标进行平差,当平差结果均满足规范要求时,取各监测点的平均值作为其初始值;
设置差分基准点的联测方案及每台监测仪器的变形监测点,按照既定的观测测回数,按先控制再散点的原则现场进行学习监测,学习后设置监测时间间隔及各点的观测顺序,由监测软件及通讯模块自动完成常规监测。
9.根据权利要求1所述的狭长隧道多站联测自动监测方法,其特征在于,在所述步骤S3中,建立隧道变形的计算坐标系,并将所有测站统一至同一坐标系下中,具体涉及一种狭长隧道多站联测坐标传递方法,该方法具体包括如下步骤:
构建统一坐标系:用测站1确定测站1一侧的基准点坐标,该基准点坐标确定后将测站1与测站2之间CPⅢ球型棱镜朝向测站1,确定测站1与测站2之间CPⅢ球型棱镜坐标;
再将测站1与测站2之间CPⅢ球型棱镜朝向测站2,采用后方交会方法确定测站2的坐标;
测站2的坐标确定后,再将测站2与测站3之间CPⅢ球型棱镜朝向测站2,确定测站2和测站3之间CPⅢ球型棱镜坐标;
......
依次类推完成最后测站n的坐标,并确定测站n一侧的基准点坐标,至此完成所有测站统一坐标系。
10.根据权利要求9所述的狭长隧道多站联测自动监测方法,其特征在于,所述狭长隧道多站联测坐标传递方法还包括步骤,计算公共点坐标差:
完成统一坐标系后,用背靠背双面棱镜替换CPⅢ球型棱镜,每相邻两个测站的全站仪分别对之间的背靠背双面棱镜进行观测以获取坐标;
相邻两台全站仪观测背靠背双面棱镜坐标分别为(xi,yi,zi)与(xi’,yi’,zi’),存在偏心差(Δx,Δy,Δz),坐标差Δx= xi’- xi、坐标差Δy= yi’- yi、坐标差Δz= zi’- zi;
将所有相邻测站的坐标差依次添加至系统中,所观测相同双面棱镜的坐标差作为偏心(Δx,Δy,Δz)参与到平差解算当中,即完成了坐标传递。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202311388021.0A CN117387556A (zh) | 2023-10-25 | 2023-10-25 | 狭长隧道多站联测自动监测方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202311388021.0A CN117387556A (zh) | 2023-10-25 | 2023-10-25 | 狭长隧道多站联测自动监测方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN117387556A true CN117387556A (zh) | 2024-01-12 |
Family
ID=89469863
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202311388021.0A Pending CN117387556A (zh) | 2023-10-25 | 2023-10-25 | 狭长隧道多站联测自动监测方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN117387556A (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN117889823A (zh) * | 2024-03-11 | 2024-04-16 | 福建省高速公路科技创新研究院有限公司 | 一种隧道运营期拱顶沉降的传递式监测方法 |
-
2023
- 2023-10-25 CN CN202311388021.0A patent/CN117387556A/zh active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN117889823A (zh) * | 2024-03-11 | 2024-04-16 | 福建省高速公路科技创新研究院有限公司 | 一种隧道运营期拱顶沉降的传递式监测方法 |
CN117889823B (zh) * | 2024-03-11 | 2024-08-09 | 福建省高速公路科技创新研究院有限公司 | 一种隧道运营期拱顶沉降的传递式监测方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10932865B2 (en) | Precision detection method and device for surgical robot positioning system | |
EP0607303B1 (en) | Method and system for point by point measurement of spatial coordinates | |
CN107478162B (zh) | 一种台架安装坐标系构建方法 | |
CN103487034B (zh) | 一种基于立式标靶的车载单目摄像头测距测高方法 | |
CN101408410B (zh) | 隧道体元形变移动监测系统及隧道体元形变移动监测方法 | |
CN117387556A (zh) | 狭长隧道多站联测自动监测方法 | |
CN111767354B (zh) | 一种高精度地图精度评估方法 | |
EP2703774A1 (en) | Monitoring method and monitoring system of settlement of engineering buildings | |
KR101944823B1 (ko) | 증강현실 및 가상현실을 이용한 위치기반 지하시설물 탐지 시스템 | |
CN103499337B (zh) | 一种基于立式标靶的车载单目摄像头测距测高装置 | |
CN109115147A (zh) | 全深度阵列式测斜仪及深部位移测量方法 | |
CN108180881B (zh) | 建筑物变形实时测量系统 | |
CN111895962A (zh) | 一种运营地铁站变形量监测方法 | |
CN110530358A (zh) | 车体导航定位装置及导航系统和方法 | |
CN107990856A (zh) | 一种超量程工件的空间位置误差检测方法 | |
CN114942459A (zh) | 一种基于参数测定装置的钻孔参数测定方法 | |
KR20220120507A (ko) | Gnss 및 센서 데이터를 이용한 위치 변위 모니터링 장치 및 이를 이용하는 위험 지역 상시 계측 시스템 | |
CN111623821B (zh) | 隧道钻孔方向的检测、偏差检测、钻孔位置确定的方法 | |
Berberan et al. | Automatic multi total station monitoring of a tunnel | |
CN114485614B (zh) | 基于双全站仪的采掘设备的导航定位系统及方法 | |
TW469392B (en) | Computer-aided synchronous measuring method | |
JPH1089957A (ja) | 構造部材の三次元計測方法 | |
CN109211167B (zh) | 一种基于函数曲线拟合的隧道二衬厚度精确检测方法 | |
CN113847870A (zh) | 一种基于3d激光扫描仪的隧道围岩爆破土方量检测方法 | |
CN111504282B (zh) | 一种流动超站仪模式地形测绘新方法及其系统 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |