[发明专利]运营隧道结构绝对位移量监测系统与使用方法

权利要求书

1.一种运营隧道结构绝对位移量监测系统，其特征在于：包括安装在隧洞内的若干相对临时测量点，安装在隧洞外的固定绝对测量点和往返于隧道内外的无人机，所述无人机搭载测量点追踪与测量系统，捕获各测量点的信息以比较所述相对临时测量点的偏移信息；

其中，所述相对临时测量点安装在若干测量面上，测量面间的距离10-200m，在每个测量面上的，以重心为原点形成临时坐标系；在所述临时坐标系上，选择坐标轴与隧洞的重合点为相对临时测量点，所述相对临时测量点上安装测量信息收发部件；

所述固定绝对测量点固定于隧道口处固定位置，测量信息收发部件上设有信息收发用信标，所述信息收发用信标为圆心所在的笛卡尔坐标系的三维坐标方向（x,y,z），圆心坐标值（0,0,0）；

所述无人机上设有至少一套测量点追踪与测量系统，以实现对每个相对临时测量点坐标位置的监测，所述无人机还连接远程信息传送装置，以将数字信息无线传递至后台服务器；

所述后台服务器连接显示器以实现图形模拟。

2.如权利要求1所述的运营隧道结构绝对位移量监测系统，其特征在于：所述无人机的侧面安装雷达测距机构，以实现对隧道壁超近距离的预警和规避。

3.如权利要求2所述的运营隧道结构绝对位移量监测系统，其特征在于：所述无人机上安装控制直线偏移距离的内嵌式控制部件。

4.如权利要求1所述的运营隧道结构绝对位移量监测系统，其特征在于：所述相对临时测量点包括球形安装块，所述安装块的底部为圆形，表面上设有信息收发层。

5.如权利要求4所述的运营隧道结构绝对位移量检测系统，其特征在于：所述信标包括带有荧光贴纸，对应的无人机上的测量点追踪与测量系统内设有得以处理该荧光贴纸图像信息的图像处理机构。

6.如权利要求4所述的运营隧道结构绝对位移量监测系统，其特征在于：所述安装块的顶部设有弹性拉绳以实现安装块间测距，所述弹性拉绳出口在安装块顶部，底部绕装在卷筒上，所述卷筒内部固定在卷簧上，所述安装块的顶部还设有垂直的十字形标线。

7.一种运营隧道结构绝对位移量监测方法，使用如权利要求1所述的运营隧道结构绝对位移监测系统，其特征在于，包括如下步骤：

（1）设备定位：在隧道洞口稳固安装固定绝对测量点，在隧道内以10-200m划定测量面，在每个测量面所在的隧道圆的左或右两侧安装相对临时测量点；

（2）设定绝对原点：开启无人机，以绝对测量点上的采集点设定为绝对原点，无人机行驶到隧洞入口所在平面的圆心处，以该圆心点为相对原点，开启测量；

（3）采集临时测量点：无人机在隧洞内沿理论轴心飞行，每路过一个预定截面，悬停至少五秒，悬停时间为预定截面的信息采集时间，信息采集时间内，依据飞行数据，形成无人机处于的相对坐标原点，收集预订截面的临时测量点的相对坐标信息，形成相对坐标值，之后实时传输至后台服务器；

（4）信息的汇总和分析：利用绝对坐标原点值，相对坐标原点值和相对极点坐标值，得出相对临时测量点的绝对坐标值，具体的，相对坐标原点值加相对临时测量点坐标值，得出以绝对原点为中心的绝对坐标值，各相对临时测量点坐标输入模拟系统，得出隧洞内变形情况，做出是否上浮或被挤压变形的结论。

8.如权利要求1所述的运营隧道结构绝对位移量监测方法，其特征在于：步骤（2）中，以系统中心为原点，在移动过程中实时追踪中间传递信标，并记录干涉距离值D以及垂直度盘和水平度盘上的角度α、β，并根据下式计算相对位置关系：

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