【技术实现步骤摘要】
本申请涉及隧道监测，特别是涉及一种狭长隧道多站联测自动监测方法。
技术介绍
1、由于隧道存在工程建造费用高、服役期长、结构安全影响因素多且不可拆除重建等特点，因此对隧道的健康状况进行实时监测与评估极为重要。目前，由于隧道长度大，跨区域面积大，因此越来越多的工程集中在地铁隧道周围实施，同时也包含上跨和下穿隧道工程，为确保既有隧道的结构安全，隧道外围工程施工过程中有必要对既有隧道进行监测，目前最常见的的监测方法为全站仪三维自动化监测。
2、全站仪三维自动化监测主要是通过传感器感知层（棱镜）、测站（全站仪）、通讯单元、服务器（监测云平台）相互协同作业来实现，从数据采集、数据传输、数据处理分析来实现隧道自动化监测实时预警等功能。由于单测站的控制范围极为有限，满足不了狭长隧道的自动化监测需求，因此多测站联测技术应运而生，这其中，多站联测的点位埋设与坐标传递将是影响监测精度的重要因素，如何将所有测站和测点统一在同一坐标系下是多站联测技术的关键，目前通常采用背靠背双面棱镜方法进行坐标系统一，但因为不同全站仪的激光入射角度存在偏差，两棱镜中心可能不完全重合，测量过程中会带来一定的测量误差，从而影响到隧道监测精度。
技术实现思路
1、基于此，有必要针对测量误差大，隧道监测精度低的问题，提供一种狭长隧道多站联测自动监测方法。
2、本申请提供一种狭长隧道多站联测自动监测方法，其包括如下步骤：
3、s1：根据监测图纸确定隧道监测范围，并对隧道监测范围划分出影响区域和非影
4、s2：根据监测方案、影响区域和非影响区域，分别确定测站数量和安装位置、基准断面数量和位置以及基准断面内的基准点数量和安装位置、监测断面数量和位置以及监测断面内的监测点数量和安装位置、公共断面数量和位置以及公共断面内的公共点数量和安装位置；
5、s3：建立隧道变形的计算坐标系，并将所有测站统一至同一坐标系下；
6、s4：在测站监测仪器和通讯模块，完成自动监测作业。
7、上述的多站联测自动监测方法应用于对狭长隧道进行自动化监测预紧，以保证隧道健康和安全的场合中，监测工作时，首先根据监测图纸确定隧道监测范围，并对隧道监测范围划分出影响区域和非影响区域；紧接着根据监测方案、影响区域和非影响区域，分别确定测站数量和安装位置、基准断面数量和位置以及基准断面内的基准点数量和安装位置、监测断面数量和位置以及监测断面内的监测点数量和安装位置、公共断面数量和位置以及公共断面内的公共点数量和安装位置；之后再建立隧道变形的计算坐标系，并将所有测站统一至同一坐标系下；最后在测站监测仪器和通讯模块，完成自动监测作业，该方法能将隧道不同功能区域进行准确划分，并对环境影响特征进行测前评估，从而能将各个站点的不同全站仪更好的统一至统一坐标系下，并借助自动化监测手段消除不同全站仪的激光入射角度存在的偏差，使两棱镜中心能够完全重合，消除测量过程中带来的测量误差，提高隧道监测精度。
8、下面对本申请的技术方案作进一步的说明：
9、在其中一个实施例中，在所述步骤s2中，根据监测方案和非影响区域，需分别确定基准断面位置、基准断面数量、相邻两个基准断面的间距和基准断面内的基准点数量和安装位置。
10、在其中一个实施例中，在所述步骤s2中，根据监测方案和影响区域，确定全站仪的测站数量和安装位置。
11、在其中一个实施例中，在所述步骤s2中，根据隧道里程号和坐标传递方法，确定监测断面位置、相邻两个监测断面的间距和监测断面数量，根据隧道设计图纸确定监测断面内的监测点数量，根据隧道内实际情况确定监测点的安装位置。
12、在其中一个实施例中，在所述步骤s2中，根据测站数量和安装位置，确定公共断面数量和位置以及公共断面内的公共点数量和安装位置；其中，两个测站之间的距离不大于100m，公共点布设于相邻两台全站仪的间距的1/3~2/3范围内。
13、在其中一个实施例中，在所述步骤s2中，公共断面与监测断面采用间隔布设，每两个测站之间的公共断面的数量不少于4个，每个公共断面内布设不少于两个公共点；基准点、公共点和监测点布设根据全站仪通视条件布设。
14、在其中一个实施例中，在所述步骤s3中，采用绝对坐标法或自由设站法来建立隧道变形的计算坐标系，选择x=1000m、y=1000m、z=10为测站1的坐标，测站2至测站n根据后方交会方法进行推算，将所有测站统一至同一坐标系下。
15、在其中一个实施例中，在所述步骤s4中，在测站安置好监测仪器及通讯模块并与远程计算机通讯连接正常后，在监测仪器内置的监测软件的控制下，采用测站坐标，隧道前进方向为北方向，建立统一的坐标系统，根据定向方向确定三维坐标正负号的变形的方向，然后对基准点、公共点和监测点进行学习测量并将各基准点、公共点和监测点的角度、距离记录到数据库中，作为进行监测所必须的自动定位数据；
16、学习测量完成后，按照既定的观测测回数对基准点进行3次测量，取其平均值作为系统中的基准点原始数据，在系统设置好基准点原始数据后，按照既定的观测测回数对基准点、监测点进行3次测量，根据基准点原始数据对测站坐标进行平差，当平差结果均满足规范要求时，取各监测点的平均值作为其初始值；
17、设置差分基准点的联测方案及每台监测仪器的变形监测点，按照既定的观测测回数，按先控制再散点的原则现场进行学习监测，学习后设置监测时间间隔及各点的观测顺序，由监测软件及通讯模块自动完成常规监测。
18、在其中一个实施例中，在所述步骤s3中，建立隧道变形的计算坐标系，并将所有测站统一至同一坐标系下中，具体涉及一种狭长隧道多站联测坐标传递方法，该方法具体包括如下步骤：
19、构建统一坐标系：用测站1确定测站1一侧的基准点坐标，该基准点坐标确定后将测站1与测站2之间cpⅲ球型棱镜朝向测站1，确定测站1与测站2之间cpⅲ球型棱镜坐标；
20、再将测站1与测站2之间cpⅲ球型棱镜朝向测站2，采用后方交会方法确定测站2的坐标；
21、测站2的坐标确定后，再将测站2与测站3之间cpⅲ球型棱镜朝向测站2，确定测站2和测站3之间cpⅲ球型棱镜坐标；
22、......
23、依次类推完成最后测站n的坐标，并确定测站n一侧的基准点坐标，至此完成所有测站统一坐标系。
24、在其中一个实施例中，所述狭长隧道多站联测坐标传递方法还包括步骤，计算公共点坐标差：
25、完成统一坐标系后，用背靠背双面棱镜替换cpⅲ球型棱镜，每相邻两个测站的全站仪分别对之间的背靠背双面棱镜进行观测以获取坐标；
26、相邻两台全站仪观测背靠背双面棱镜坐标分别为（xi，yi，zi）与（xi’，yi’，zi’），存在偏心差（δx，δy，δz），坐标差δx= xi’- xi、坐标差δy= yi’- yi、坐标差δz= zi’- zi；
27、将所本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种狭长隧道多站联测自动监测方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的狭长隧道多站联测自动监测方法，其特征在于，在所述步骤S2中，根据监测方案和非影响区域，需分别确定基准断面位置、基准断面数量、相邻两个基准断面的间距和基准断面内的基准点数量和安装位置。
3.根据权利要求1所述的狭长隧道多站联测自动监测方法，其特征在于，在所述步骤S2中，根据监测方案和影响区域，确定全站仪的测站数量和安装位置。
4.根据权利要求1所述的狭长隧道多站联测自动监测方法，其特征在于，在所述步骤S2中，根据隧道里程号和坐标传递方法，确定监测断面位置、相邻两个监测断面的间距和监测断面数量，根据隧道设计图纸确定监测断面内的监测点数量，根据隧道内实际情况确定监测点的安装位置。
5.根据权利要求1所述的狭长隧道多站联测自动监测方法，其特征在于，在所述步骤S2中，根据测站数量和安装位置，确定公共断面数量和位置以及公共断面内的公共点数量和安装位置；其中，两个测站之间的距离不大于100m，公共点布设于相邻两台全站仪的间距的1/3~2/3范围内。
<...【技术特征摘要】
1.一种狭长隧道多站联测自动监测方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的狭长隧道多站联测自动监测方法，其特征在于，在所述步骤s2中，根据监测方案和非影响区域，需分别确定基准断面位置、基准断面数量、相邻两个基准断面的间距和基准断面内的基准点数量和安装位置。
3.根据权利要求1所述的狭长隧道多站联测自动监测方法，其特征在于，在所述步骤s2中，根据监测方案和影响区域，确定全站仪的测站数量和安装位置。
4.根据权利要求1所述的狭长隧道多站联测自动监测方法，其特征在于，在所述步骤s2中，根据隧道里程号和坐标传递方法，确定监测断面位置、相邻两个监测断面的间距和监测断面数量，根据隧道设计图纸确定监测断面内的监测点数量，根据隧道内实际情况确定监测点的安装位置。
5.根据权利要求1所述的狭长隧道多站联测自动监测方法，其特征在于，在所述步骤s2中，根据测站数量和安装位置，确定公共断面数量和位置以及公共断面内的公共点数量和安装位置；其中，两个测站之间的距离不大于100m，公共点布设于相邻两台全站仪的间距的1/3~2/3范围内。
6.根据权利要求1所述的狭长隧道多站联测自动监测方法，其特征在于，在所述步骤s2中，公共断面与监测断面采用间隔布设，每两个测站之间的公共断面的数量不少于4个，每...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙向阳，李良俊，卜海兵，孙鹏，周山，刘帆，杨情豪，杨柯，
申请(专利权)人：广东省重工建筑设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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