[发明专利]一种附有距离约束的三维平差方法及装置

说明书

一种附有距离约束的三维平差方法及装置，在传统三维平差算法的基础上提出了一种附有距离约束的三维平差方法，以解决狭长隧道控制网观测数据三维平差误差累积问题，并给出了相应的丝线基准或直线基准布设形式、距离观测值获取方法和距离约束方程构建方法。本发明用控制点到丝线基准的平距观测值或控制点到直线基准的斜距观测值构建约束方程，实现对三维平差误差累积的控制，提高三维平差精度。

技术领域

本发明涉及隧道控制点测量数据三维平差技术领域，具体涉及一种附有距离约束的三维平差方法、装置和计算机介质。

背景技术

在隧道安装施工中需要布设控制网用于实现空间位置控制。其作用一是确立或恢复装置坐标系，二是提供位置基准用以确定被测目标在装置坐标系中的位置。控制网由若干控制点构成，控制点沿隧道走向分段布设，网形成狭长形状。控制网布设完成后首先需要通过测量和平差计算获得其控制点在装置坐标系中的坐标，然后才能用于施工中的位置控制。在大型隧道安装工程中控制网的长度很长，需要应用测量仪器采用多站搭接测量的方法完成全部控制点的观测。这种狭长控制网观测数据进行三维平差时，容易发生误差累积现象，其特点是随着测站数增多，测量距离加长，数据计算结果误差越大。

发明内容

针对上述狭长控制网观测数据进行三维平差时，容易发生误差累积现象的问题，本发明提供一种附有距离约束的三维平差方法及装置。

根据第一方面，一种实施例中提供一种附有距离约束的三维平差方法，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。

在一实施例中，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。

在一实施例中，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。

在一实施例中，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。

在一实施例中，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。

在一实施例中，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。

在一实施例中，所述获取若干控制点到直线基准的斜距观测值，包括：