[發明專利]一種基于偽衛星定位技術控制掘進機掘進方向的方法

在審

• 申請號: 202111179682.3
• 申請日: 2021-10-11
• 公開（公告）號: CN113944469A
• 公開（公告）日: 2022-01-18
• 發明（設計）人: 閆勝;王珍;趙曉;李煜峰;杜健;李曉霞;邱長彪;張鵬;張占民
• 申請（專利權）人: 閆勝
• 主分類號: E21D9/00
• 分類號: E21D9/00;E21F17/00;E21F17/18
• 代理公司: 南京中高專利代理有限公司 32333
• 代理人: 陳章

本發明提供了一種基于偽衛星定位技術控制掘進機掘進方向的方法，通過洞外控制點與洞內控制點聯測，偽衛星系統可不間斷地測量洞內控制點終端的坐標，使掘進機掘進過程中的間斷測量變為連續性測量，大大提高了測量數據的準確性與可靠性，在作業過程中及時有效地為掘進機前進控制提供數據支撐，偽衛星定位控制中心對洞內控制點終端在工程坐標系統與掘進坐標系統下的坐標進行七參數坐標轉換模型參數計算，將得到七參數最豁然值與刀盤中心做原點坐標帶入坐標轉換模型，計算刀盤中心點在工程坐標系統下的坐標，計算模塊將坐標信息與設定的航線作定性、定量空間計算對比，得到掘進機刀面向各個方向調整位置和角度。

技術領域

本發明涉及偽衛星定位技術領域，尤其涉及一種基于偽衛星定位技術控制掘進機掘進方向的方法。

背景技術

隨著經濟和科技的發展，建筑施工方法技術也得到了不斷提高，在地鐵、高速公路與高速鐵路隧道建設中，使用掘進機開挖隧道技術已經得到廣泛的應用，由于隧道處于地下或者是山體中，為了確保隧道施工中機器能夠準確的按照設計要求完成準確開挖，施工中必須確保掘進機器的掘進姿態滿足掘進方向的要求，這對隧道中控制測量和掘進機器位置和姿態測量提出了很高的要求，一旦施工方向發生方向偏差將會導致重大錯誤，將對項目質量、進度、成本造成巨大影響。

但是，現有技術掘進機掘進過程中存在以下問題：

1、測量工作測量任務頻繁：在掘進過程成中隨著長度的增加，要反復進行控制點的復測、增設，定期進行掘進機器標志點的測量，測量作業人員的工作強度高。

2、誤差風險較高：由于控制網沿著隧道布設，控制網形狀系數比較差，測量誤差會隨著掘進長度的增加而累計，進而降低了掘進機的姿態測量精度，并且位于隧道地面上的控制點容易遭到施工器械的傷害，大大提高了測量誤差風險。

3、自動化程度低，數據不連續：每掘進一段距離，測量人員將重新測量計算標志點坐標，再人工導入掘進機掘進系統，任意兩次測量間隔之間，真實姿態數據未能連續，缺乏檢核，進而增加了數據錯誤風險。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中存在不足，而提供了一種基于偽衛星定位技術控制掘進機掘進方向的方法來解決上述問題。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種基于偽衛星定位技術控制掘進機掘進方向的方法，用于調整掘進機在隧道中的作業姿態，包括：

步驟S1：洞外控制點布設和洞內控制點終端布設；

步驟S2：將洞外控制點和洞內控制點終端進行聯系測量計算出洞內控制點終端在工程坐標系統下的坐標，將坐標通過無線方式傳輸給偽衛星定位控制中心；

步驟S3：洞內控制點終端接收偽衛星相位天線發射的原始定位信息，記錄原始定位信息同時回傳給偽衛星定位控制中心；

步驟S4：偽衛星定位控制中心將接收到原始定位信息數據進行基線結算得到掘進坐標系統下的洞內控制點終端坐標；

步驟S5：選取四個以上洞內控制點終端在工程坐標系統與掘進坐標系統下的坐標進行七參數坐標轉換模型參數計算，得到七參數最豁然值，如果七參數的誤差超限時，返回步驟S2重復測量洞內控制點終端在工程坐標系統下的坐標，直到數據合格；

步驟S6：將七參數最豁然值與刀盤中心做原點坐標帶入坐標轉換模型，計算刀盤中心點在工程坐標系統下相應的坐標，計算模塊將坐標信息與設定的航線作定性、定量空間計算對比，得到掘進機刀面向各個方向調整位置和角度。

進一步地：所述偽衛星相位天線用于提供所述掘進機在掘進坐標系統下的空間坐標和時間信息；所述洞內控制點終端用于接收所述偽衛星相位天線提供的空間坐標和時間信息，并將掘進坐標系統下空間坐標和時間信息以及工程坐標系統下的坐標信息以無線方式發送到所述偽衛星定位控制中心；所述偽衛星定位控制中心用于接收和處理所述洞內控制點終端傳輸的工程坐標系統和掘進坐標系統下的原始觀測數據。