[發明專利]一種隧道、地鐵和礦井開挖掘進自主定位定向系統及方法

在審

• 申請號: 202010004527.7
• 申請日: 2020-01-03
• 公開（公告）號: CN111121735A
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發明（設計）人: 張新遠;李和薇;韓瑀;張波
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七0七研究所
• 主分類號: G01C15/00
• 分類號: G01C15/00
• 代理公司: 天津盛理知識產權代理有限公司 12209
• 代理人: 劉玲

1.一種隧道、地鐵和礦井開挖掘進自主定位定向系統，其特征在于：包括陀螺全站儀、雙目標組件、控制點標識以及無線通訊網絡，陀螺全站儀由陀螺裝置和全站儀組成，具有自主尋北、測距、搜索目標以及解算三維坐標的功能，雙目標組件安裝固連在掘進機車體上，與掘進機車體中心位置、艏艉線角度關系確定且穩定；控制點標識安裝在井下導線控制點上，配合陀螺全站儀獲取本地點坐標；所述陀螺全站儀通過無線局域網絡與上級系統之間進行通訊。

2.根據權利要求1所述一種隧道、地鐵和礦井開挖掘進自主定位定向系統，其特征在于：雙目標組件由目標一、目標二通過支撐桿安裝于連接橫梁上，目標一、目標二為兩個反光棱鏡，組合后安裝在車體頂部適當位置，方便與后方陀螺全站儀通視。

3.一種基于權利要求1-2任一項一種隧道、地鐵和礦井開挖掘進自主定位定向系統的定位定向方法，其特征在于：包括如下步驟：

1)陀螺全站儀上電啟動；

2)利用陀螺全站儀自尋北功能獲得真北方位，陀螺全站儀輸出值即為望遠鏡視準軸與真北方位之間的夾角；

3)陀螺全站儀搜索控制點標識并鎖定，測得陀螺全站儀至控制點標識基線的方位、距離和高低角，自動解算陀螺全站儀安裝位置的三維坐標；

4)陀螺全站儀搜索雙目標組件的“目標一”并鎖定，測得陀螺全站儀至“目標一”基線的方位、距離和高低角，自動解算“目標一”的三維坐標；

5)制陀螺全站儀搜索雙目標組件的“目標二”并鎖定，測得陀螺全站儀至“目標二”基線的方位、距離和高低角，自動解算“目標二”的三維坐標；通過對“目標二”方位角、距離的判斷和識別，實現對“目標一”和“目標二”的區分；

6)解算雙目標組件橫梁方位，進而解算掘進機車體艏艉線方位；

7)通過無線通訊網絡向上級系統發布測量成果。