[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

说明书

本发明提供了一种基于伪卫星定位技术控制掘进机掘进方向的方法，通过洞外控制点与洞内控制点联测，伪卫星系统可不间断地测量洞内控制点终端的坐标，使掘进机掘进过程中的间断测量变为连续性测量，大大提高了测量数据的准确性与可靠性，在作业过程中及时有效地为掘进机前进控制提供数据支撑，伪卫星定位控制中心对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，将得到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。

技术领域

本发明涉及伪卫星定位技术领域，尤其涉及一种基于伪卫星定位技术控制掘进机掘进方向的方法。

背景技术

随着经济和科技的发展，建筑施工方法技术也得到了不断提高，在地铁、高速公路与高速铁路隧道建设中，使用掘进机开挖隧道技术已经得到广泛的应用，由于隧道处于地下或者是山体中，为了确保隧道施工中机器能够准确的按照设计要求完成准确开挖，施工中必须确保掘进机器的掘进姿态满足掘进方向的要求，这对隧道中控制测量和掘进机器位置和姿态测量提出了很高的要求，一旦施工方向发生方向偏差将会导致重大错误，将对项目质量、进度、成本造成巨大影响。

但是，现有技术掘进机掘进过程中存在以下问题：

1、测量工作测量任务频繁：在掘进过程成中随着长度的增加，要反复进行控制点的复测、增设，定期进行掘进机器标志点的测量，测量作业人员的工作强度高。

2、误差风险较高：由于控制网沿着隧道布设，控制网形状系数比较差，测量误差会随着掘进长度的增加而累计，进而降低了掘进机的姿态测量精度，并且位于隧道地面上的控制点容易遭到施工器械的伤害，大大提高了测量误差风险。

3、自动化程度低，数据不连续：每掘进一段距离，测量人员将重新测量计算标志点坐标，再人工导入掘进机掘进系统，任意两次测量间隔之间，真实姿态数据未能连续，缺乏检核，进而增加了数据错误风险。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在不足，而提供了一种基于伪卫星定位技术控制掘进机掘进方向的方法来解决上述问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：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，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结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相应的坐标，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。

进一步地：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。