[发明专利]空间位移计及孔洞位移测量方法

权利要求书

1.一种空间位移计，其特征在于，包括：

保护管；

多个在所述保护管内沿所述保护管轴向设置的矢量场传感器；

所述矢量场传感器包括Z向探头、X向探头和Y向探头；

所述Z向探头、X向探头和Y向探头两两垂直；

所述Z向探头与所述保护管轴向平行；

相邻的两个矢量场传感器Z向探头互相连接，X向探头互相连接，Y向探头互相连接。

2.根据权利要求1所述的空间位移计，其特征在于，所述保护管底端设置于底座上。

3.根据权利要求2所述的空间位移计，其特征在于，所述底座为橡胶底座。

4.根据权利要求1所述的空间位移计，其特征在于，相邻两个的矢量场传感器通过连接头电连接。

5.根据权利要求1～4之一所述的空间位移计，其特征在于，相邻两个的矢量场传感器通过电缆连接，且所述电缆长度大于两个矢量场传感器的距离。

6.根据权利要求1～4之一所述的空间位移计，其特征在于，所述保护管顶端设置有电缆连接头，所述电缆连接头与连接电缆连接。

7.一种利用权利要求1～6之一所述的空间位移计测量孔洞内部空间位移的方法，其特征在于，包括以下步骤：

将至少一个空间位移计插入孔洞内，每个矢量场传感器对应一个测点；

对于每个所述测点，利用下式计算该测点X方向的位移量Dx、Y方向的位移量Dy和Z方向的位移量Dz：

Dx＝L sinθ_y*cosθ_z-L sinθ_y0*cosθ_z0；

Dy＝L sinθ_y*sinθ_z-L sinθ_y0*sinθ_z0；

Dz＝-L cosθ_y+L cosθ_y0；

其中，θ_z＝tan^-1C21/C11；θ_z0＝tan^-1K21/K11；C为地球固有物理矢量Q到空间位移计初始姿态的变化矩阵；K为地球固有物理矢量Q到空间位移计当前姿态的变化矩阵；L为空间位移计的标距，即保护管的长度。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括：

利用下式计算孔洞整体位移：

Dx(n)＝Dx(n-1)+L sinθ_y*cosθ_z-L sinθ_y0*cosθ_z0；

Dy(n)＝Dy(n-1)+L sinθ_y*sinθ_z-L sinθ_y0*sinθ_z0；

Dz(n)＝Dz(n-1)-L cosθ_y+L cosθ_y0；

其中，n为空间位移计数量；Dx(n)为第n支空间位移计X方向的位移量；Dy(n)为第n支空间位移计Y方向的位移量；Dz(n)为第n支空间位移计Z方向的位移量；Dx(n-1)为第n-1支空间位移计X方向的位移量；Dy(n-1)为第n-1支空间位移计Y方向的位移量；Dz(n-1)为第n-1支空间位移计Z方向的位移量；

第n支空间位移计与第n-1支空间位移计串联。