[发明专利]一种基于伪卫星定位技术控制掘进机掘进方向的方法

权利要求书

1.一种基于伪卫星定位技术控制掘进机掘进方向的方法，用于调整掘进机在隧道中的作业姿态，其特征在于，包括：

步骤S1：洞外控制点布设和洞内控制点终端布设；

步骤S2：将洞外控制点和洞内控制点终端进行联系测量计算出洞内控制点终端在工程坐标系统下的坐标，将坐标通过无线方式传输给伪卫星定位控制中心；

步骤S3：洞内控制点终端接收伪卫星相位天线发射的原始定位信息，记录原始定位信息同时回传给伪卫星定位控制中心；

步骤S4：伪卫星定位控制中心将接收到原始定位信息数据进行基线解算得到掘进坐标系统下的洞内控制点终端坐标；

步骤S5：选取四个以上洞内控制点终端在工程坐标系统与掘进坐标系统下的坐标进行七参数坐标转换模型参数计算，得到七参数最豁然值，如果七参数的误差超限时，返回步骤S2重复测量洞内控制点终端在工程坐标系统下的坐标，直到数据合格；

步骤S6：将七参数最豁然值与刀盘中心做原点坐标带入坐标转换模型，计算刀盘中心点在工程坐标系统下的坐标，计算模块将坐标信息与设定的航线作定性、定量空间计算对比，得到掘进机刀面向各个方向调整位置和角度。

2.如权利要求1所述的一种基于伪卫星定位技术控制掘进机掘进方向的方法，其特征在于，

所述伪卫星相位天线用于提供所述掘进机在掘进坐标系统下的空间坐标和时间信息；

所述洞内控制点终端用于接收所述伪卫星相位天线提供的空间坐标和时间信息，并将掘进坐标系统下空间坐标和时间信息以及工程坐标系统下的坐标信息以无线方式发送到所述伪卫星定位控制中心；

所述伪卫星定位控制中心用于接收和处理所述洞内控制点终端传输的工程坐标系统和掘进坐标系统下的原始观测数据。

3.如权利要求2所述的一种基于伪卫星定位技术控制掘进机掘进方向的方法，其特征在于，所述掘进坐标系统为掘进工程时建立的坐标系统，所述工程坐标系统为整个工程的坐标系统，所述掘进坐标系统与工程坐标系统采用坐标形成角度、距离、比例变换关系，在测量和控制过程中可完成转换运算。

4.如权利要求3所述的一种基于伪卫星定位技术控制掘进机掘进方向的方法，其特征在于，所述伪卫星定位控制中心包括适配电源模块、授时系统、天线控制模块、数据传输模块、数据处理模块、数据存储模块、减振减干扰模块。

5.如权利要求4所述的一种基于伪卫星定位技术控制掘进机掘进方向的方法，其特征在于，所述伪卫星相位天线设置为四个，四个所述伪卫星相位天线均固定安装在所述掘进机掘进方向尾端竖向平面内，并沿圆周方向均匀分布，四个所述伪卫星相位天线可与隧道内三个以上相同均匀分布的洞内控制点终端实现通视。

6.如权利要求5所述的一种基于伪卫星定位技术控制掘进机掘进方向的方法，其特征在于，所述洞内控制点终端为若干个，若干个所述洞内控制点终端均匀分布在所述隧道的管壁上，所述洞内控制点终端包括锚固强制对中连接器、供电模块、信号接收机相位天线、数据存储管理存储模块、数据无线传输模块。

7.如权利要求1所述的一种基于伪卫星定位技术控制掘进机掘进方向的方法，其特征在于，步骤S5所述七参数坐标转换模型参数的计算方式为，获取隧道内控制点P坐标在工程坐标系统下的坐标，在掘进坐标系统下隧道内控制点P点坐标为，求解方程为：

（1）

（2）

（3）

（4）

其中m为比例参数，、、均为旋转参数，、、均为坐标平移参数，将公式（2）、公式（3）和公式（4）带入公式（1），得到变换公式用以求解七参数。

8.如权利要求6所述的一种基于伪卫星定位技术控制掘进机掘进方向的方法，其特征在于，所述洞内控制点终端上设有棱镜测量反光标识，所述棱镜测量反光标识用于所述洞内控制点终端与所述洞外控制点之间的联系测量。