[发明专利]一种阵列式多维度测斜仪

权利要求书

1.一种阵列式多维度测斜仪，其特征在于：

所述阵列式多维度测斜仪包括两两相互依次连接的若干节传感器模块；

所述若干节传感器模块共同组成一个测斜阵列；

每一节传感器模块均包括三轴重力加速度数据采集单元、三轴地磁数据采集单元和处理器单元；其中，

所述三轴重力加速度数据采集单元用于采集其对应的传感器模块的三轴重力加速度分量数据；

所述三轴地磁数据采集单元用于采集其对应的传感器模块的三轴地磁分量数据；

所述处理器单元用于根据所述三轴重力加速度分量数据和所述三轴地磁分量数据，通过预设姿态解算算法计算其对应的传感器模块的姿态信息；

所述阵列式多维度测斜仪还包括自动预警模块；

所述自动预警模块用于分析来自所述测斜阵列的水平位移数据、并判断在后续预设时间内发生的潜在水平位移，以此执行相应的提前预警操作；所述自动预警模块执行所述提前预警操作具体包括，

S1、获取所述测斜阵列最近P次测量时对应的水平位移数据，其中P大于或者等于20，根据所述P次测量对应的水平位移数据构建向量B，同时定义判别向量A，所述判别向量A的初始值为向量B，并定义参数稳定度检测次数n、且n的初始值为0；

S2、利用下面公式(5)，计算所述水平位移数据的稳定度

在上述公式(5)中，qh为中间参数，pw为待求解的稳定度，A_i为所述判别向量A的第i个值，i＝1、2、…、P，sum()为对括号内的数据进行求和运算；

S3、判断所述稳定度pw是否小于0.1，若是，则执行下面的步骤S4，若否，则利用下面公式(6)对所述判别向量A进行调整处理

在上述公式(6)中，为向量A中第i个值A_i经所述调整处理后得到的值，然后对经过所述调整处理后得到的新的判断向量A重复执行上述步骤S2和S3；

S4，利用ARMA(n，n)模型求解出所述向量B的滑动平均系数φ₁,φ₂…φ_n和自回归系数θ₁,θ₂…θ_n；

S5、将求解得到滑动平均系数φ₁,φ₂…φ_n和自回归系数θ₁,θ₂…θ_n的代入下面公式(7)中，计算出所述潜在水平位移

在上述公式(7)中，为在后续t时刻中对应的潜在水平位移，t为任意时刻值，X_t-1为t-1时刻中对应的潜在水平位移，X_t-2为t-2时刻中对应的潜在水平位移，X_t-3为t-3时刻中对应的潜在水平位移，X_t-n为t-n时刻对应的潜在水平位移，X_t-n-1为t-n-1时刻对应的潜在水平位移，u_t为t时刻对应的中间变量，u_t-1为t-1时刻对应的中间变量，u_t-2为t-2时刻对应的中间变量，u_t-n为t-n时刻对应的中间变量；

S6、将步骤S5计算得到的潜在水平位移与预设水平位移值进行对比处理，若所述潜在水平位移匹配于所述预设水平位移值，则所述自动预警模块执行所述提前预警操作。

2.如权利要求1所述的阵列式多维度测斜仪，其特征在于：

所述处理器单元包括传感器模块扭转判断子单元和姿态解算算法运行子单元；其中，

所述传感器模块扭转判断子单元用于判断其对应的传感器模块整体是否发生扭转；

所述姿态解算算法运行子单元用于根据所述传感器模块扭转判断子单元的扭转判断结果，对应地运行不同类型的姿态解算算法。