本发明专利技术公开了一种拉线辅助摄影测量的沉管对接测量方法及系统，所述方法包括：在管节预制场地利用控制网建立管节坐标系，基于管节坐标系确定合作靶标安装点和摄影测量系统安装点的管节坐标；基于施工坐标系确定合作靶标安装点沉放后的实际坐标和摄影测量系统安装点的理论坐标；通过摄影测量系统测量合作靶标，计算摄影测量系统在施工坐标系的坐标，通过拉线测量摄影测量系统的平移和旋转参数，实时计算摄影测量系统安装点在施工坐标系的坐标，计算摄影测量系统安装点实测坐标与理论坐标的位置偏差，和测量点连线方向与理论方向的偏差，以指导沉管对接。通过进行水下无接触的管节位姿高精度测量，实现免测量塔的沉管隧道施工沉放对接。施工沉放对接。施工沉放对接。
【技术实现步骤摘要】
一种拉线辅助摄影测量的沉管对接测量方法及系统
[0001]本专利技术涉及测绘科学与技术精密工程测量
，尤其涉及一种拉线辅助摄影测量的沉管对接测量方法、系统、终端及计算机可读存储介质。
技术介绍
[0002]沉管隧道施工是采用工厂预制管节，浮运到现场沉放对接的施工方式。管节的沉放安装是沉管隧道施工建设的关键，沉放对接要求待沉放的管节与水下已经沉放的管节保持正确的位置和姿态，特别是对接后的线形精度，管节对接测量是使得当前沉放的管节和水下已经沉放的管节进行精准对接，以确保对接完成后的隧道线形满足设计线形的需求，对长度为200米左右的管节，要求非对接端管节中轴线与设计线形偏差一般要求2
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5cm，这需要对水下管节的位置和姿态进行精密测量。当前管节水下位姿测量主要利用安装在管节顶部首尾端测量塔顶的全球卫星定位系统GNSS(Global Navigation Satellite System)测量，将水下位姿测量转换为水上的位姿测量。由于受到江河径流的影响，测量塔受水流冲击可能会发生形变，而且测量塔的高度一般不能超过45米，难以满足45米以上水深测量需求，此外，测量塔的安装拆卸成本高，水下作业风险大，从而导致在精度、可靠性、安全性和水深适应性上存在一定的缺陷。
[0003]因此，现有技术还有待于改进和发展。
技术实现思路
[0004]本专利技术的主要目的在于提供一种拉线辅助摄影测量的沉管对接测量方法、系统、终端及计算机可读存储介质，旨在解决现有技术中测量塔对水下管节的位置和姿态进行精密测量时，受水流冲击可能会发生形变，且测量塔的安装拆卸成本高，水下作业风险大，从而导致在精度、可靠性、安全性和水深适应性上存在一定缺陷的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供一种拉线辅助摄影测量的沉管对接测量方法，所述拉线辅助摄影测量的沉管对接测量方法包括如下步骤：
[0006]在管节预制场地利用控制网建立管节坐标系，基于管节坐标系确定合作靶标安装点和摄影测量系统安装点的管节坐标，并换算出合作靶标上所有测量点位的管节坐标系坐标；
[0007]基于施工坐标系确定合作靶标安装点沉放后的实际坐标和摄影测量系统安装点的理论坐标，并换算出合作靶标上所有测量点位的施工坐标系坐标；
[0008]通过摄影测量系统测量合作靶标，计算摄影测量系统在施工坐标系的坐标，通过拉线测量摄影测量系统的平移和旋转参数，实时计算摄影测量系统安装点在施工坐标系的坐标，计算摄影测量系统安装点实测坐标与理论坐标的位置偏差，和测量点连线方向与理论方向的偏差，以指导沉管对接。
[0009]所述的拉线辅助摄影测量的沉管对接测量方法，其中，所述合作靶标安装在已沉管节上，利用防水密封结构保护，在待沉管节对接测量时打开。
[0010]所述的拉线辅助摄影测量的沉管对接测量方法，其中，所述摄影测量系统利用防水结构密封安装在待沉管节上。
[0011]所述的拉线辅助摄影测量的沉管对接测量方法，其中，所述摄影测量系统包括测量相机、距离传感器和辅助光源；
[0012]所述测量相机由外部触发进行测量工作，所述距离传感器控制伸缩杆运动，以调节摄影测量系统与合作靶标前后方向的关系，所述辅助光源为摄影测量系统提供照明。
[0013]所述的拉线辅助摄影测量的沉管对接测量方法，其中，所述通过拉线测量摄影测量系统的平移和旋转参数，具体包括：
[0014]通过三线拉线位移测量设备测量摄影测量系统的平移和旋转参数；
[0015]其中，所述三线拉线位移测量设备由三个拉线位移传感器和一个测量板组成。
[0016]所述的拉线辅助摄影测量的沉管对接测量方法，其中，所述通过三线拉线位移测量设备测量摄影测量系统的平移和旋转参数，具体包括：
[0017]拉线在摄影测量系统上，拉线位移传感器在摄影测量系统上，拉线由一个出线口出线，随摄影测量系统运动，三个拉线从一个出线口出线，测量板固定保持不动，三个拉线与测量板固定测量点位连接，测量点位在管节坐标系的坐标利用预制场控制网测定，通过测量三个长度，结合三个测量点位的已知坐标计算摄影测量系统的平移和旋转参数。
[0018]所述的拉线辅助摄影测量的沉管对接测量方法，其中，所述摄影测量系统安装在在管节对接端面顶部，所述摄影测量系统数量为两套及以上；
[0019]测量得到多个摄影测量系统安装点在施工坐标系的坐标，计算测量坐标与理论坐标间的关系再计算已沉和待沉两管节关系，以判断管节对接状态。
[0020]所述的拉线辅助摄影测量的沉管对接测量方法，其中，所述合作靶标为反光靶标或主动光源靶标。
[0021]所述的拉线辅助摄影测量的沉管对接测量方法，其中，当所述合作靶标为反光靶标时，所述合作靶标为一个保证平整度的金属板，底色为黑色，中心反光标志为对中标志，右下角空缺，其他三个角反光标志确定靶标方向。
[0022]此外，为实现上述目的，本专利技术还提供一种拉线辅助摄影测量的沉管对接测量系统，其中，所述拉线辅助摄影测量的沉管对接测量系统包括：摄影测量系统和合作靶标；
[0023]所述合作靶标安装在已沉管节上，利用防水密封结构保护，在待沉管节对接测量时打开；
[0024]所述摄影测量系统利用防水结构密封安装在待沉管节上；
[0025]基于管节坐标系确定合作靶标安装点和摄影测量系统安装点的管节坐标，换算出合作靶标上所有测量点位的管节坐标系坐标，基于施工坐标系确定合作靶标安装点沉放后的实际坐标和摄影测量系统安装点的理论坐标，并换算出合作靶标上所有测量点位的施工坐标系坐标；
[0026]通过所述摄影测量系统测量所述合作靶标，计算摄影测量系统在施工坐标系的坐标，通过拉线测量摄影测量系统的平移和旋转参数，实时计算摄影测量系统安装点在施工坐标系的坐标，计算摄影测量系统安装点实测坐标与理论坐标的位置偏差，和测量点连线方向与理论方向的偏差，以指导沉管对接。
[0027]本专利技术中，在管节预制场地利用控制网建立管节坐标系，基于管节坐标系确定合
作靶标安装点和摄影测量系统安装点的管节坐标，并换算出合作靶标上所有测量点位的管节坐标系坐标；基于施工坐标系确定合作靶标安装点沉放后的实际坐标和摄影测量系统安装点的理论坐标，并换算出合作靶标上所有测量点位的施工坐标系坐标；通过摄影测量系统测量合作靶标，计算摄影测量系统在施工坐标系的坐标，通过拉线测量摄影测量系统的平移和旋转参数，实时计算摄影测量系统安装点在施工坐标系的坐标，计算摄影测量系统安装点实测坐标与理论坐标的位置偏差，和测量点连线方向与理论方向的偏差，以指导沉管对接。本专利技术利用三线拉线位移测量辅助水下摄影测量进行水下无接触的管节位姿高精度测量，实现免测量塔的沉管隧道施工沉放对接。
附图说明
[0028]图1是本专利技术拉线辅助摄影测量的沉管对接测量方法的较佳实施例的流程图；
[0029]图2是本专利技术拉线辅助摄影测量的沉管对接测量方法或者系统的较佳实施例中沉管隧道管节对接测量安装示本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种拉线辅助摄影测量的沉管对接测量方法，其特征在于，所述拉线辅助摄影测量的沉管对接测量方法包括：在管节预制场地利用控制网建立管节坐标系，基于管节坐标系确定合作靶标安装点和摄影测量系统安装点的管节坐标，并换算出合作靶标上所有测量点位的管节坐标系坐标；基于施工坐标系确定合作靶标安装点沉放后的实际坐标和摄影测量系统安装点的理论坐标，并换算出合作靶标上所有测量点位的施工坐标系坐标；通过摄影测量系统测量合作靶标，计算摄影测量系统在施工坐标系的坐标，通过拉线测量摄影测量系统的平移和旋转参数，实时计算摄影测量系统安装点在施工坐标系的坐标，计算摄影测量系统安装点实测坐标与理论坐标的位置偏差，和测量点连线方向与理论方向的偏差，以指导沉管对接。2.根据权利要求1所述的拉线辅助摄影测量的沉管对接测量方法，其特征在于，所述合作靶标安装在已沉管节上，利用防水密封结构保护，在待沉管节对接测量时打开。3.根据权利要求1所述的拉线辅助摄影测量的沉管对接测量方法，其特征在于，所述摄影测量系统利用防水结构密封安装在待沉管节上。4.根据权利要求1所述的拉线辅助摄影测量的沉管对接测量方法，其特征在于，所述摄影测量系统包括测量相机、距离传感器和辅助光源；所述测量相机由外部触发进行测量工作，所述距离传感器控制伸缩杆运动，以调节摄影测量系统与合作靶标前后方向的关系，所述辅助光源为摄影测量系统提供照明。5.根据权利要求1所述的拉线辅助摄影测量的沉管对接测量方法，其特征在于，所述通过拉线测量摄影测量系统的平移和旋转参数，具体包括：通过三线拉线位移测量设备测量摄影测量系统的平移和旋转参数；其中，所述三线拉线位移测量设备由三个拉线位移传感器和一个测量板组成。6.根据权利要求5所述的拉线辅助摄影测量的沉管对接测量方法，其特征在于，所述通过三线拉线位移测量设备测量摄影测量系统的平移和旋转参数，具体包括：拉线在摄影测量系统上，拉线位移传感器在摄影测量系统上，拉...
【专利技术属性】
技术研发人员：张德津，李清泉，刘国辉，管明雷，郭锴，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：
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