【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及盾构隧道，尤其涉及一种大直径盾构管片姿态测量方法、系统及存储介质。
技术介绍
1、盾构法修建隧道，直径在8m左右，随着盾构法在高速铁路、公路、引水等项目中应用，盾构直径增加，达到15m左右。衬砌采用预制管片衬砌环，为及时检查管片安装位置的准确性及注浆之后变化情况，在管片安装完成后、脱出盾尾前测量管片姿态，成熟的方法是管片尺法。管片尺测量方法，尺的长度决定了管片姿态的精度。管片直径较小时，尚可采用，管片直径变大后，管片尺长度也要随之增加，才能满足管片姿态的测量计算精度。管片尺增长后容易变形、搬运和操作难度增加。由于管片未脱出盾尾和后配套设施，通视条件差，圆心拟合的方法效果差。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种大直径盾构管片姿态测量方法、系统及存储介质。
2、本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：本专利技术第一方面提供：一种大直径盾构管片姿态测量方法，包括以下步骤：
3、s1：测点采集阶段，现场采集n个在同一断面的测点，其中n大于等于2；并计算每个测点的里程、偏距和轨面高；
4、s2：基准面计算阶段，计算n个测点的平均里程，将平均里程所在的断面作为基准面；并在执行管片姿态测量阶段之前根据平均里程、圆心至轨面高差求设计圆心坐标；
5、s3：测点投影阶段，根据平曲线和竖曲线将n个测点投影至基准面，得到多个与测点对应的投影点并计算出投影点的偏距和高程；
6、s4：计算圆心坐标计算
7、s5：管片姿态测量阶段，求加权后的计算圆心坐标与设计圆心坐标的高程差值、偏距差值得到管片姿态。
8、优选的，所述的s4：计算圆心坐标计算阶段，还包括以下步骤：
9、s41：求设计圆心到投影点的方位角，其中 x0为设计圆心的高程， y0为设计圆心的偏距，为第i个投影点的高程，为第i个投影点的偏距；
10、s42：将方位角由小到大排序，排序后为，根据方位角的排序结果对投影点进行排序，排序后为，其中为设计圆心到第1个投影点的方位角，为设计圆心到第i个投影点的方位角，为设计圆心到第n个投影点的方位角，为根据方位角排序结果对投影点进行排序后的第1个投影点，为根据方位角排序结果对投影点进行排序后的第i个投影点，为根据方位角排序结果对投影点进行排序后的第n个投影点；
11、s43：将排序后的投影点中的任意两点组合，计算任意两点到的距离和方向：得到到的距离、方向；
12、s44：数据剔除，当小于预设的最小弦长或大于预设的最大弦长时，不参与计算；
13、s45：计算到的中心点坐标：
14、；
15、s46：计算 m j到计算圆心 o j的方位角和距离：
16、方位角：，距离：；
17、s47：计算 m j到 o j的坐标增量：，得到 m j到 o j高程方向的坐标增量和偏距方向的坐标增量；
18、s48：计算的坐标：；
19、s49：进行定权， o j对应的弦长为，将所有参与计算的弦长求和、权；
20、s410：求计算圆心坐标的加权平均值得到加权后的计算圆心坐标：
21、。
22、优选的，设计圆心 o0的高程 x0= h+ h，其中 h为根据平均里程和竖曲线计算出的基准面的轨面高， h为轨面到管片圆心的高差是一个定值；设计圆心 o0的偏距 y0=d，其中d为隧道中线至设计平曲线的距离是一个定值，设计平曲线偏距为0。
23、本专利技术第二方面提供：一种大直径盾构管片姿态测量系统，用于实现上述任一种大直径盾构管片姿态测量方法，包括：
24、测点采集模块，用于现场采集n个在同一断面的测点，其中n大于等于2；并计算每个测点的里程、偏距和轨面高；
25、基准面计算模块，用于计算n个测点的平均里程，将平均里程所在的断面作为基准面；并在测量管片姿态之前根据平均里程、圆心至轨面高差求设计圆心坐标；
26、测点投影模块，用于根据平曲线和竖曲线将n个测点投影至基准面，得到多个与测点对应的投影点并计算出投影点的偏距和高程；
27、计算圆心坐标计算模块，用于根据投影点的偏距、高程和管片设计半径r求加权后的计算圆心坐标；
28、管片姿态测量模块，用于求加权后的计算圆心坐标与设计圆心坐标的高程差值、偏距差值得到管片姿态。
29、本专利技术第三方面提供：一种计算机可读存储介质，所述的计算机可读存储介质中存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令被处理器加载并执行时，实现上述任一种大直径盾构管片姿态测量方法。
30、本专利技术的有益效果是：
31、1）在大直径（14m以上）盾构隧道中，若选择管片尺法测量管片姿态，管片尺长度要达到6m及以上，这种长度的管片尺容易变形，影响测量精度。且在盾构机有限的空间内无法使用。采用本测量方法，不使用管片尺，直接通过测量点即可测量出管片姿态。
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1.一种大直径盾构管片姿态测量方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的大直径盾构管片姿态测量方法，其特征在于：所述的S4：计算圆心坐标计算阶段，还包括以下步骤：
3.根据权利要求1所述的大直径盾构管片姿态测量方法，其特征在于：设计圆心O0的高程x0=H+h，其中H为根据平均里程和竖曲线计算出的基准面的轨面高，h为轨面到管片圆心的高差是一个定值；设计圆心O0的偏距y0=D，其中D为隧道中线至设计平曲线的距离是一个定值，设计平曲线偏距为0。
4.一种大直径盾构管片姿态测量系统，其特征在于：用于实现如权利要求1-3任一项所述的大直径盾构管片姿态测量方法，包括：
5.一种计算机可读存储介质，其特征在于：所述的计算机可读存储介质中存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令被处理器加载并执行时，实现如权利要求1-3任一项所述的大直径盾构管片姿态测量方法。
【技术特征摘要】
1.一种大直径盾构管片姿态测量方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的大直径盾构管片姿态测量方法，其特征在于：所述的s4：计算圆心坐标计算阶段，还包括以下步骤：
3.根据权利要求1所述的大直径盾构管片姿态测量方法，其特征在于：设计圆心o0的高程x0=h+h，其中h为根据平均里程和竖曲线计算出的基准面的轨面高，h为轨面到管片圆心的高差是一个定值；设计圆心o0的偏距y0...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵艳飞，卜锋剑，程安文，陈世超，张慧，熊绍宇，田维雄，张博，涂钦浩，
申请(专利权)人：中国水利水电第七工程局有限公司，
类型：发明
国别省市：
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