【技术实现步骤摘要】
本申请用于大坝监测，特别是涉及一种大坝监测方法。
技术介绍
1、水库具有防洪、供水、蓄电、灌溉、生态等综合功能，是调控水资源时空分布、优化水资源配置、防治水害、以及保护生态环境等重要工程措施之一，是江河防洪体系不可替代的重要组成部分。因此，水库大坝的安全运行事关国民经济建设、社会安定和人民生命财产安全的大局，所以必须确保水库得安全，而大坝的三维位移监测是保证大坝安全性、可靠性尤为重要的监测项，目前用于三维位移的监测的产品主要有全站仪和全球导航卫星系统(gnss)两种设备，其中，全站仪由于测量采用激光测距与度盘测角的方式，测量过程受到温度、气压影响、风、雾水的影响较大，且在雨天不能进行测量，且被测物需要与全站仪通视，无法测量大坝内部水平位移及垂向位移；全球导航卫星系统(gnss)测量依赖接收到卫星发出的无线电波，利用前方交会方式确定坐标，故当无线电波受到电离层影响时测量精度难以满足大坝监测要求，且gnss监测点只是在大坝上局部布设，布设多成本高，无法测量大坝内部水平位移及垂向位移。
技术实现思路
1、本申请的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种大坝监测方法，其能够监测大坝内部的水平位移及垂向位移。
2、本申请解决其技术问题所采用的技术方案是：
3、一种大坝监测方法，包括以下步骤：
4、将监测设备放置在预设于待监测坝体内部的管道中；
5、所述监测设备内设有惯性测量模块，牵引所述监测设备沿所述管道往返，通过所述惯性测量模块
6、将测量的三轴角速度和三轴加速度通过惯导机械编排，生成所述监测设备的姿态信息、速度信息和坐标信息；
7、所述监测设备上设有里程计，所述里程计的行走轮紧贴所述管道的内壁，获取所述监测设备的行走里程信息；
8、所述监测设备沿所述管道作业时，获取所述惯性测量模块的位置误差和速度误差，获取所述监测设备的初始姿态及其姿态误差，通过所述里程计获取里程计刻度系数，通过位置误差、速度误差、姿态误差和里程计刻度系数得到误差向量，利用误差向量并采用卡尔曼滤波算法将姿态信息、速度信息、坐标信息和行走里程信息进行计算，得出大坝位置的最优估计坐标；
9、通过所述惯性测量模块测得的数据建立状态监测对比模型，形成大坝位置的期望坐标；
10、在监测过程中获取的大坝位置估计坐标与大坝位置期望坐标进行对比，若两者差异大于限定数值，则进行位移预警。
11、本申请的某些实施例中，在大坝两侧相对设置第一工作井和第二工作井，所述第一工作井内设有第一牵引装置，所述第二工作井内设有第二牵引装置，所述第一牵引装置和所述第二牵引装置均与所述监测设备相连。
12、本申请的某些实施例中，所述第一牵引装置与所述监测设备之间设有第一牵引绳，所述第二牵引装置与所述监测设备之间设有第二牵引绳，所述第一牵引绳和所述第二牵引绳位于所述管道内。
13、本申请的某些实施例中，所述第一牵引装置包括第一收卷轮，所述第一牵引绳收卷在所述第一收卷轮上，所述第一牵引装置包括驱动所述第一收卷轮转动的第一电机，所述第二牵引装置包括第二收卷轮，所述第二牵引绳收卷在所述第二收卷轮上，所述第二牵引装置包括驱动所述第二收卷轮转动的第二电机。
14、本申请的某些实施例中，所述第一牵引装置和所述第二牵引装置上均设有无线通信模块。
15、本申请的某些实施例中，所述惯性测量模块位于所述监测设备的中心位置处，所述监测设备的两端均设有支撑架，所述支撑架的一端与所述监测设备相连，所述支撑架的另一端设有与管道内壁抵接的行走轮，所述里程计设在所述支撑架上，所述里程计与所述行走轮相连。
16、本申请的某些实施例中，位置误差包括初始位置误差，使所述监测设备位于所述管道的管口，通过全站仪测量所述监测设备的初始位置坐标，通过所述全站仪测得的初始位置坐标与此时所述惯性测量模块测得的位置坐标来计算得到初始位置误差。
17、本申请的某些实施例中，位置误差还包括运动过程中的位置误差，在所述监测设备的运动过程中，运动过程中的位置误差通过卡尔曼滤波算法获取运动点的估算位置值与通过惯导机械编排获取的运动点的位置值计算得到。
18、本申请的某些实施例中，使所述监测设备位于所述管道的管口，此时所述监测设备处于静止状态，通过初始对准方法计算得到所述监测设备的初始姿态及其姿态误差。
19、本申请的某些实施例中，速度误差通过卡尔曼滤波算法获取运动点的估算速度值与通过惯导机械编排获取的运动点的速度值计算得到。
20、上述技术方案中的一个技术方案至少具有如下优点或有益效果之一：该大坝监测方法能够对大坝在日常性态监测形变与否作出初步判断，充分利用惯性测量模块具备的自主导航原理计算监测设备的行走三维轨迹，获取大坝位置的期望坐标，然后通过与卡尔曼滤波算法计算得出的大把位置的最优估计坐标进行对比，从而进行大坝的位移预警，该大坝监测方法基于监测装置在运动过程中的三维数据的处理，通过对比实现大坝内部水平位移和垂向位移的监控，保证大坝的安全，监测设备能够不间断的连续工作，由于其在管道内部，不会受到温度、气压影响、风、雾水的影响，且无需人工值守，即可实现对大坝的的三维位移监测。
21、本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
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1.一种大坝监测方法，其特征在于包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的大坝监测方法，其特征在于：在大坝两侧相对设置第一工作井和第二工作井，所述第一工作井内设有第一牵引装置，所述第二工作井内设有第二牵引装置，所述第一牵引装置和所述第二牵引装置均与所述监测设备相连。
3.根据权利要求2所述的大坝监测方法，其特征在于：所述第一牵引装置与所述监测设备之间设有第一牵引绳，所述第二牵引装置与所述监测设备之间设有第二牵引绳，所述第一牵引绳和所述第二牵引绳位于所述管道内。
4.根据权利要求3所述的大坝监测方法，其特征在于：所述第一牵引装置包括第一收卷轮，所述第一牵引绳收卷在所述第一收卷轮上，所述第一牵引装置包括驱动所述第一收卷轮转动的第一电机，所述第二牵引装置包括第二收卷轮，所述第二牵引绳收卷在所述第二收卷轮上，所述第二牵引装置包括驱动所述第二收卷轮转动的第二电机。
5.根据权利要求2所述的大坝监测方法，其特征在于：所述第一牵引装置和所述第二牵引装置上均设有无线通信模块。
6.根据权利要求1所述的大坝监测方法，其特征在于：所述惯性测量
7.根据权利要求1所述的大坝监测方法，其特征在于：位置误差包括初始位置误差，使所述监测设备位于所述管道的管口，通过全站仪测量所述监测设备的初始位置坐标，通过所述全站仪测得的初始位置坐标与此时所述惯性测量模块测得的位置坐标来计算得到初始位置误差。
8.根据权利要求1所述的大坝监测方法，其特征在于：位置误差还包括运动过程中的位置误差，在所述监测设备的运动过程中，运动过程中的位置误差通过卡尔曼滤波算法获取运动点的估算位置值与通过惯导机械编排获取的运动点的位置值计算得到。
9.根据权利要求1所述的大坝监测方法，其特征在于：使所述监测设备位于所述管道的管口，此时所述监测设备处于静止状态，通过初始对准方法计算得到所述监测设备的初始姿态及其姿态误差。
10.根据权利要求1所述的大坝监测方法，其特征在于：速度误差通过卡尔曼滤波算法获取运动点的估算速度值与通过惯导机械编排获取的运动点的速度值计算得到。
...【技术特征摘要】
1.一种大坝监测方法，其特征在于包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的大坝监测方法，其特征在于：在大坝两侧相对设置第一工作井和第二工作井，所述第一工作井内设有第一牵引装置，所述第二工作井内设有第二牵引装置，所述第一牵引装置和所述第二牵引装置均与所述监测设备相连。
3.根据权利要求2所述的大坝监测方法，其特征在于：所述第一牵引装置与所述监测设备之间设有第一牵引绳，所述第二牵引装置与所述监测设备之间设有第二牵引绳，所述第一牵引绳和所述第二牵引绳位于所述管道内。
4.根据权利要求3所述的大坝监测方法，其特征在于：所述第一牵引装置包括第一收卷轮，所述第一牵引绳收卷在所述第一收卷轮上，所述第一牵引装置包括驱动所述第一收卷轮转动的第一电机，所述第二牵引装置包括第二收卷轮，所述第二牵引绳收卷在所述第二收卷轮上，所述第二牵引装置包括驱动所述第二收卷轮转动的第二电机。
5.根据权利要求2所述的大坝监测方法，其特征在于：所述第一牵引装置和所述第二牵引装置上均设有无线通信模块。
6.根据权利要求1所述的大坝监测方法，其特征在于：所述惯性测量模块位于所述监测设备的中心位...
【专利技术属性】
技术研发人员：王威，袁明道，周浩，刘宜杰，徐云乾，伍艳良，刘毅，
申请(专利权)人：广东省水利水电科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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