[发明专利]一种附有距离约束的三维平差方法及装置

权利要求书

1.一种附有距离约束的三维平差方法，其特征在于，包括：

在隧道内布设线基准，所述线基准包括丝线基准或直线基准；

在所述线基准的两端安装线位测量传感器，用于测量线基准上两点的位置；

测量全部控制点和所述线位测量传感器的中心点；

获取若干控制点到所述线基准的距离观测值；

根据预设的附有距离约束的三维平差数学模型计算待求参数的最优估值。

2.如权利要求1所述附有距离约束的三维平差方法，其特征在于，所述在隧道内布设线基准包括：

布设两端拉紧的丝线作为丝线基准，或，使用激光准直系统布设直线基准；

对于直线隧道，若隧道直线长度超过单根线基准能达到的长度时，采用多根线基准相互重叠搭接的形式进行基准的延伸；

对于弯曲隧道，布设相互交叉的线基准，以形成线基准的搭接和延伸。

3.如权利要求1所述附有距离约束的三维平差方法，其特征在于，所述线位测量传感器，其外表面安装有若干基准点；所述线位测量传感器在测量前先进行标定，通过标定测量得到线位测量传感器的中心点与基准点在线位测量传感器坐标系中的坐标，作为标定值。

4.如权利要求3所述附有距离约束的三维平差方法，其特征在于，所述线位测量传感器测量线基准上任一点的位置，包括：

将线位测量传感器的中心点根据线位测量数据调整到线基准一点上，用测量仪器测量线位测量传感器上基准点坐标，将线位测量传感器标定值与基准点实测值拟合得到线位测量传感器的中心点在测量仪器测站坐标系中的坐标，作为线基准上一点的位置。

5.如权利要求1所述附有距离约束的三维平差方法，其特征在于，所述获取若干控制点到线基准的距离观测值包括：获取若干控制点到丝线基准的平距观测值，或，获取若干控制点到直线基准的斜距观测值。

6.如权利要求5所述附有距离约束的三维平差方法，其特征在于，所述获取若干控制点到丝线基准的平距观测值，包括：

使用专门的线位测量仪测量若干控制点到丝线基准的平距，得到平距观测值；或

测量控制网时，在每一测站处都建立水平坐标系，在每一测站测量区域内使用线位测量传感器测量丝线基准上两个点，使用所述两个点创建测站坐标系水平面中的直线，计算该测站所测控制点到所述直线的平距，作为控制点到丝线基准的平距观测值，具体计算如下：

设测站坐标系坐标轴方向的定义为：Z轴为高程方向，XY轴为平面方向；

设丝线基准上测得的两点在测站坐标系中的坐标为P_S1(X_S1L Y_S1L Z_S1L)、P_S2(X_S2L Y_S2LZ_S2L)，则由这两点确定的直线L在测站坐标系XY平面的投影为：

式中，(X_SL Y_SL)为投影直线上任一点在测站坐标系中的XY坐标；

令m_S＝X_S2L-X_S1L、n_S＝Y_S2L-Y_S1L，则在第s测站坐标系中测得的点i(X_Si Y_Si Z_Si)到直线L的平距观测值为：