本发明专利技术涉及一种便携式线路基坑深度测量装置及方法，属于基坑测量技术领域。基坑深度测量装置主要包括直线导轨控制盒、导轨滑块以及基坑深度测量传感模块；其中直线导轨控制盒通过直线导轨与导轨底座连接；所述基坑深度测量传感模块设置在导轨滑块上；所述导轨滑块设置在直线导轨上。基坑深度测量方法主要包括三大步骤，即调整基坑深度测量装置、测量基坑深度以及检测基坑深度数据、基坑深度测量数据的精准处理。本发明专利技术能够提高深度测量数据的准确度，避免测量装置产生误差导致的数据误差，避免了人工填报数据填写错误的情况。免了人工填报数据填写错误的情况。免了人工填报数据填写错误的情况。
【技术实现步骤摘要】
一种便携式线路基础基坑深度测量装置及方法
[0001]本专利技术属于线路基础基坑测量
，涉及一种便携式线路基础基坑深度测量装置及方法。
技术介绍
[0002]线路基坑存在坑口窄小、坑深度大等特点，在进行基坑深度测量过程中存在安全风险；同时，输电线路距离长，涉及范围广，基坑数量多，导致在基坑质量监督检查中工作人员的工作量大，工作人员填报基坑数据时会出现填写错误而使数据不准确。目前针对线路基坑深度的测量方式有下至坑底测量以及激光测距等。下至坑底测量的方式主要由坑底的工作人员与坑口的工作人员相配合，使用钢卷尺进行测量，该种方式由于需要下至坑底而存在一定的安全隐患，且测量数据存在误差。采用激光测距的方式主要通过工作人员手持激光仪进行测量，人工手持激光仪会出现晃动的情况，导致测量结果不准确，并且操作人员站在坑口测量，不能在坑口中间位置测量，得不到基坑深度的代表性数据。
[0003]因此，亟需一种新的路基础基坑参数测量方法，来解决现有人工测量不准确的问题。
技术实现思路
[0004]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种便携式线路基础基坑深度测量装置及方法，采用基坑深度测量装置在坑口中间位置测量基坑深度，同时对采集的深度数据进行处理以得到更准确的测量值，并结合智能设备整理数据，避免人工填写数据出现错误。
[0005]为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]方案一、一种线路基础基坑深度测量方法，该方法包括以下步骤：
[0007]S1、放置并调整用于测量线路基坑深度的装置；
[0008]S2、测量装置进行状态自检，自检完成后开始测量基坑深度；
[0009]S3、检测基坑深度数据是否异常，如数据异常则返回步骤S1，如数据正常则进入下一步骤作进一步处理；
[0010]S4、采用卡尔曼滤波结合基坑深度测量值对基坑深度进行预测；
[0011]S5、结合当前状态基坑深度的测量值和预测值，计算得到当前状态基坑深度的最优估计值，作为基坑的深度数值。
[0012]进一步，在步骤S3中，采用3sigma原则检测测量数据是否异常：
[0013]计算测量点的测量数据的均值
[0014][0015]式中，N表示测量点的测量数据量；
[0016]计算标准差σ：
[0017][0018]当均值不在区间内时，判断数据异常。
[0019]进一步，步骤S4具体为：将基坑深度的获取过程表示为一个离散的过程系统，随后采用卡尔曼滤波根据过程系统的过程模型来预测系统的下一状态，包括以下步骤：
[0020]S41、构建线性随机微分方程和基坑参数观测方程来表述过程系统；
[0021]线性随机微分方程如下所示：
[0022]ε(k)＝Aε(k
‑
1)+Bμ(k)+ω(k)
[0023]基坑参数观测方程如下所示：
[0024]Z(k)＝Hε(k)+ν(k)
[0025]式中，ε(k)表示k时刻基坑深度的预测值，μ(k)表示k时刻基坑深度的影响因素，A和B表示基坑深度测量的影响因子，均为矩阵，Z(k)表示k时刻基坑深度的测量值，H表示基坑深度测量装置的特征参数，ω(k)和ν(k)表示噪声函数；
[0026]S42、采用卡尔曼滤波对线性随机微分方程做递归处理，预测出过程系统的下一状态，如下式所示：
[0027]ε(k|k
‑
1)＝Aε(k
‑
1|k
‑
1)+Bμ(k)
[0028]P(k|k
‑
1)＝AP(k
‑
1|k
‑
1)A
′
+Q
[0029]式中，ε(k|k
‑
1)表示利用上一状态预测得到的当前状态的结果，ε(k
‑
1|k
‑
1)表示上一状态的最优结果，μ(k)表示k时刻对土壤侵蚀深度的影响因素，P(k|k
‑
1)表示ε(k|k
‑
1)的协方差，P(k
‑
1|k
‑
1)表示ε(k
‑
1|k
‑
1)的协方差，A
′
表示A的转置矩阵，Q表示过程系统的协方差。
[0030]进一步，在步骤S5中，最优估计值的计算方式如下：
[0031]ε(k|k)＝ε(k|k
‑
1)+Kg(k)(Z(k)
‑
Hε(k|k
‑
1))
[0032]式中，ε(k|k)表示最优估计值，ε(k|k
‑
1)表示利用上一状态预测得到的当前状态的结果，Kg(k)表示卡尔曼增益，Z(k)表示k时刻基坑深度的测量值；
[0033]进一步，在持续进行基坑深度测量过程中，需不断更新k状态下ε(k|k)的协方差P(k|k)：
[0034]P(k|k)＝(I
‑
Kg(k)H)P(k|k
‑
1)
[0035]式中，I＝1，H表示基坑深度测量装置的特征参数。
[0036]方案二、一种便携式线路基础基坑深度测量装置，该装置包括直线导轨控制盒、导轨滑块以及基坑深度测量传感模块。其中，直线导轨控制盒与导轨底座设置在直线导轨两端；基坑深度测量传感模块设置在导轨滑块上；导轨滑块设置在直线导轨上。
[0037]进一步，基坑深度测量传感模块包括控制芯片、蓝牙通信模块、倾角监测模块和激光测距模块。控制芯片用于控制基坑深度测量传感模块的工作；蓝牙通信模块用于基坑深度测量装置与基坑测量控制端之间的通信；倾角监测模块用于监测基坑参数测量传感模块的倾角；激光测距模块用测量基坑深度。
[0038]本专利技术的有益效果在于：本专利技术采用基坑深度测量装置能够方便的获取基坑的深度数据，同时通过对采集的深度数据的卡尔曼滤波处理，提高了深度测量数据的准确度，避
免测量装置产生误差导致的数据误差；同时本专利技术还采用智能设备与测量装置蓝牙通信，直接采集测量数据，提高了工作效率，避免了人工填报数据填写错误的情况。
[0039]本专利技术的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本专利技术的实践中得到教导。本专利技术的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
[0040]为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术作优选的详细描述，其中：
[0041]图1为便携式线路基坑深度测量装置结构示意图；
[0042]图2为直线导轨控制盒结构图；
[0043]图3为基坑深度测量传感模块结构图；
[0044]图4基坑深度测量方法过程图。
具体实施方式
[0045]以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种线路基础基坑深度测量方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、放置并调整用于测量线路基坑深度的装置；S2、测量装置进行状态自检，自检完成后开始测量基坑深度；S3、检测基坑深度数据是否异常，如数据异常则返回步骤S1，如数据正常则进入下一步骤作进一步处理；S4、采用卡尔曼滤波结合基坑深度测量值对基坑深度进行预测；S5、结合当前状态基坑深度的测量值和预测值，计算得到当前状态基坑深度的最优估计值，作为基坑的深度数值。2.根据权利要求1所述的基坑深度测量方法，其特征在于：在步骤S3中，采用3sigma原则检测测量数据是否异常：计算测量点的测量数据的均值点的测量数据的均值式中，N表示测量点的测量数据量；计算标准差σ：当均值不在区间内时，判断数据异常。3.根据权利要求1所述的基坑深度测量方法，其特征在于：步骤S4具体为：将基坑深度的获取过程表示为一个离散的过程系统，随后采用卡尔曼滤波根据过程系统的过程模型来预测系统的下一状态，包括以下步骤：S41、构建线性随机微分方程和基坑参数观测方程来表述过程系统；线性随机微分方程如下所示：ε(k)＝Aε(k
‑
1)+Bμ(k)+ω(k)基坑参数观测方程如下所示：Z(k)＝Hε(k)+v(k)式中，ε(k)表示k时刻基坑深度的预测值，μ(k)表示k时刻基坑深度的影响因素，A和B表示基坑深度测量的影响因子，均为矩阵，Z(k)表示k时刻基坑深度的测量值，H表示基坑深度测量装置的特征参数，ω(k)和v(k)表示噪声函数；S42、采用卡尔曼滤波对线性随机微分方程做递归处理，预测出过程系统的下一状态，如下式所示：ε(k|k
‑
1)＝Aε(k
‑
1|k
‑
1)+Bμ(k)P(k|k
‑
1)＝AP(k
‑
1|k
‑
1)A
′
+Q式中，ε(k|k
‑
1)表示利用上一状态预测得到的当前状态的结果，ε(k
...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡立锦，岳杨，何文彬，邹飞，刘晓霖，黄嬿婉，
申请(专利权)人：国网重庆市电力公司建设分公司，
类型：发明
国别省市：
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