[发明专利]一种狭长型隧道变形监测方法

权利要求书

1.一种狭长型隧道变形监测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

S1、在隧道两端非变形区域分别设置第一基准点组和第二基准点组；

在隧道两端之间均匀设置两个或两个以上的测量机器人；最接近隧道两端的两个所述测量机器人可直接观测到与其邻近的所述第一基准点组或第二基准点组；

在相邻的所述测量机器人间设置搭接点组；所述搭接点组可以被两侧相邻的所述测量机器人直接观测到；所述搭接点组包括的两组搭接点数量分别为3个；

在隧道变形区域设置监测点；所述第一基准点组和第二基准点组的三维坐标已知；

S2、所有所述测量机器人对其相邻的所述基准点组，所述搭接点组及所述监测点进行测量得到方向值、天顶距值和斜距值，并对所述方向值、天顶距值和斜距值进行粗差检验；

S3、分别以所述第一基准点组和所述第二基准点组的已知三维坐标为起算数据，根据S2中得到的所述方向值、天顶距值和斜距值，以所述搭接点组作为坐标的换算中介，以后方交会方法及三角高程测量方法推算出所有所述测量机器人和所述搭接点组各自的两组近似三维坐标；利用间接平差原理对每个测量机器人及每个搭接点组的两组近似三维坐标进行平差，得到所有所述测量机器人和所述搭接点组的准确三维坐标；

所述利用间接平差原理对两组近似三维坐标进行平差的具体步骤包括：

根据所述得到的两组近似三维坐标，建立误差方程组，并确定误差方程组的权，以所述误差方程组建间接平差的法方程；

按照最小二乘原理解算所述法方程得出所述两组近似坐标的改正数，结合所述近似三维坐标可得到所对应的准确三维坐标；

S4、所述监测点附近的所述测量机器人以自身的准确三维坐标为起算数据，根据对所述监测点测量得到的所述方向值、天顶距值和斜距值，以极坐标方式推算出监测点的三维坐标，从而实现对监测点的监测。

2.如权利要求1所述的狭长型隧道变形监测方法，其特征在于，所述步骤S3的具体步骤包括：

S31、以所述第一基准点组的已知三维坐标为起算数据，根据最靠近所述第一基准点组的所述测量机器人对所述第一基准点组测量得到的所述方向值、天顶距值和斜距值，以后方交会方法推算出最靠近所述第一基准点组的所述测量机器人的近似平面坐标，以三角高程测量方法推算出最靠近所述第一基准点组的所述测量机器人的近似高差，所述近似平面坐标与所述近似高差组成所述测量机器人的近似三维坐标；最靠近所述第一基准点组的所述测量机器人再以自身的近似三维坐标为起算数据，通过对相邻的所述搭接点组测量得到的所述方向值、天顶距值和斜距值，以后方交会方法及三角高程测量方法推算出相邻的所述搭接点组的近似三维坐标；以所述相邻的搭接点组的近似三维坐标为起算数据，通过另一侧相邻的所述测量机器人对其测量得到的所述方向值、天顶距值和斜距值，以后方交会方法及三角高程测量方法推算出另一侧相邻的所述测量机器人的近似三维坐标；直至以所述第一基准点组的已知三维坐标为起算数据，推算出所有所述搭接点组及所述测量机器人的一组近似三维坐标；

同理，以所述第二基准点组的已知三维坐标为起算数据，推算出所有所述搭接点组及所述测量机器人的另一组近似三维坐标；

S32、利用间接平差原理，对步骤S31中得到的两组三维近似坐标进行平差，得到所有所述搭接点组及所述测量机器人的准确三维坐标。

3.如权利要求1所述的狭长型隧道变形监测方法，其特征在于，所述测量机器人为高精度智能型全站仪；在所述基准点组，所述搭接点组，所述监测点放置监测棱镜。

4.如权利要求1所述的狭长型隧道变形监测方法，其特征在于，所述第一基准点组和所述第二基准点组分别包括不少于3个基准点。

5.如权利要求1所述的狭长型隧道变形监测方法，其特征在于，所述搭接点组包括设置在隧道单侧或两侧的若干个搭接点。

6.如权利要求1所述的狭长型隧道变形监测方法，其特征在于，所述搭接点组包括设置在隧道两侧的数量相同的两组搭接点。

7.如权利要求1所述的狭长型隧道变形监测方法，其特征在于，相邻的所述测量机器人间设置的所述搭接点组包括的所述搭接点按一定间隔均匀分布。