CN113503856A - 一种隧道用台车定位测量方法及*** - Google Patents

一种隧道用台车定位测量方法及*** Download PDF

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CN113503856A CN202110870053.9A CN202110870053A CN113503856A CN 113503856 A CN113503856 A CN 113503856A CN 202110870053 A CN202110870053 A CN 202110870053A CN 113503856 A CN113503856 A CN 113503856A
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李鹏宇
荆留杰
贾连辉
王永胜
鞠翔宇
刘涛
郑赢豪
牛孔肖
徐受天
陈帅
杨晨
贾正文
张娜
臧家琪
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Abstract

本发明提出了一种隧道用台车定位测量方法及***，用以解决现有隧道用设备定位方法成本高，测量精度易受作业环境影响，不能进行实时定位的技术问题。本发明的步骤为：在台车两侧布设至少两个定位装置；在隧道两侧布设有与定位装置数量相同的固定点组，每个固定点组包括至少3个固定点；测量每个固定点在隧道坐标系中的平面坐标和高程，定位装置通过拉线传感器与固定点连接；将拉线传感器测量的数据实时上传至工控机，工控机通过近似定位和平差计算进行定位，实时得到定位点的平面坐标和高程，从而实现对台车进行定位。本发明抗粉尘干扰，且定位精度高、实时性强、可靠性高、使用便捷，非常适合隧道专用设备悬臂掘进机的定位应用需要。

Description

一种隧道用台车定位测量方法及***
技术领域
本发明涉及隧道专用设备定位的技术领域，尤其涉及一种隧道用台车定位测量方法及***，基于拉线传感器测量的距离进行定位，可以应用在悬臂掘进机隧道定位中。
背景技术
隧道施工专用设备自动化、智能化是隧道施工机械发展的主要趋势之一，专用设备在隧道中空间位置姿态测量是隧道自动化施工的关键步骤，一些隧道专用设备如悬臂掘进机，在作业过程中可能随时移动，且作业环境粉尘较大，一些激光测量方法难以实施，急需抗粉尘干扰的空间位置实时测量手段和方法。目前，市场上已有的隧道专用设备定位方法主要问题有：
(1)采用全站仪等测量仪器测量台车两个以上的棱镜空间位置实现台车定位，该方法定位精度高，但实时性较差，难以实现自动化跟踪测量，如果使用多台全站仪进行同步测量需要考虑时间同步，***成本较高，***长时间处于粉尘环境需要维护。
(2)在台车外部署多目视觉测量***，在台车上布设视觉标靶的多目视觉成像测量方式定位精度较高，但是***布设较为复杂。多目视觉***部署后需要***标定后才能应用，且需要与隧道测量坐标***一，在动态测量中需要多目相机同步成像，***成本较高。
(3)在台车上布设成像传感器进行自定位的方式，需要在隧道外布设视觉标靶，能够实现同步位姿测量，位姿精度受到成像分辨率与成像距离的影响。该方法在静态定位时可以达到定位精度要求，但是在台车工作过程中台车本身存在一定震动，容易使成像模糊，严重影响视觉测量精度。
发明内容
针对现有隧道用设备定位方法成本高，测量精度易受作业环境影响，不能进行实时定位的技术问题，本发明提出一种隧道用台车定位测量方法及***，基于拉线传感器实现定位测量，实现了在粉尘环境中对隧道专用设备台车的实时定位。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：一种隧道用台车定位测量方法，其步骤如下：在台车两侧布设至少两个定位装置；在隧道两侧布设有与定位装置数量相同的固定点组，每个固定点组包括至少3个固定点；测量每个固定点在隧道坐标系中的平面坐标和高程，并将定位装置中拉线传感器的拉绳与固定点连接；将拉线传感器测量的数据实时上传至工控机，工控机通过近似定位和平差计算进行定位，实时得到定位点的坐标，从而对台车进行定位。
优选地，所述工控机进行定位的方法为：近似定位为利用空间坐标运算计算各个定位点的近似空间坐标；将定位点作为平差点、将固定点作为已知固定点、将拉线传感器测量的数据作为观测值构成空间三维网间接平差关系，进行空间网平差法计算，得到定位点的平差坐标，利用平差坐标对台车进行定位。
优选地，所述空间坐标运算的实现方法为：在一个固定点组中，拉线传感器测量的数据为对应的定位点到固定点组中固定点的距离，利用固定点的坐标、定位点的坐标与距离之间的关系建立空间几何方程组，从而计算出定位点的近似空间坐标。
优选地，所述固定点组中任意一个固定点距离其余固定点的平面距离大于0.3m，且任意四个点不在一个平面上，实现定位装置的稳定工作。
所述定位装置包括第一定位装置和第二定位装置，第一定位装置上设有定位点p1，第二定位装置上设有定位点p2，定位点p1上设有4个拉线传感器，4个拉线传感器分别与隧道壁上的固定点d1、d2、d3、d4相连接，4个拉线传感器测量的拉线长度分别为L1、L2、L3、L4，则建立空间几何方程组I：
Figure BDA0003188768300000021
其中，(Xp1,Yp1,Zp1)为定位点p1在隧道坐标系中的坐标，(Xd1,Yd1,Zd1)为固定点d1在隧道坐标系中的坐标，(Xd2,Yd2,Zd2)为固定点d2在隧道坐标系中的坐标，(Xd3,Yd3,Zd3)为固定点d3在隧道坐标系中的坐标，(Xd4,Yd4,Zd4)为固定点d4在隧道坐标系中的坐标；
通过求解空间几何方程组I得到定位点p1在隧道坐标系中的坐标(Xp1,Yp1,Zp1)，即定位点p1的近似空间坐标；
定位点p2上设有3个拉线传感器，3个拉线传感器分别与另一侧隧道壁上的固定点d5、d6、d7相连接，3个拉线传感器测量的拉线长度分别为L5、L6、L7；同时，定位点p2与定位点p1的距离L0是固定的，则建立空间几何方程组II：
Figure BDA0003188768300000022
其中，(Xp2,Yp2,Zp2)为定位点p2在隧道坐标系中的坐标，(Xd5,Yd5,Zd5)为固定点d5在隧道坐标系中的坐标，(Xd6,Yd6,Zd6)为固定点d6在隧道坐标系中的坐标，(Xd7,Yd7,Zd7)为固定点d7在隧道坐标系中的坐标；
通过求解空间几何方程组II得到定位点p2在隧道坐标系中的坐标(Xp2,Yp2,Zp2)，即定位点p2的近似空间坐标。
在隧道同一侧布设两个定位装置，定位装置对应的固定点组中有共用的固定点，且任意4个固定点不在同一个平面上，且任意一点距离其余三个点组成的平面的距离大于0.3m。
优选地，所述定位装置包括第一定位装置、第二定位装置和第三定位装置，第一定位装置上设有定位点p1，第二定位装置上设有定位点p2，第三定位装置上设有定位点p3，定位点p1上设有4个拉线传感器，4个拉线传感器分别与隧道壁上的固定点d1、d2、d3、d4相连接，4个拉线传感器测量的拉线长度分别为L1、L2、L3、L4，建立一个空间几何方程组；定位点p2上设有3个拉线传感器，3个拉线传感器分别与另一侧隧道壁上的固定点d5、d6、d7相连接，3个拉线传感器测量的拉线长度分别为L5、L6、L7，同时，定位点p2与定位点p1的距离L0是固定的，建立一个空间几何方程组；定位点p3上设有3个拉线传感器，3个拉线传感器分别与另一侧隧道壁上的固定点d6、d7、d8相连接，3个拉线传感器测量的拉线长度分别为L8、L9、L10，定位点p3与定位点p2或定位点p1的距离是固定的，建立一个空间几何方程组；分别求解三个空间几何方程组，得到定位点p1、定位点p2、定位点p3的近似空间坐标。
优选地，所述空间网平差法进行平差计算包括一次平差计算和二次平差计算，当二次平差计算得到的中误差小于一次平差计算得到的中误差时，以二次平差计算中定位点的平差坐标作为台车定位的参考，否者输出异常信息。
优选地，所述空间网平差法的实现方法为：将定位点p1、p2作为平差点，将固定点d1、d2、d3、d4、d5、d6、d7作为已知固定点，将拉线长度L0、L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7作为观测值构成空间三维网间接平差关系进行整体一次平差计算，得到定位点p1、p2的平差坐标和中误差
Figure BDA0003188768300000031
然后对定位点p1、p2进行二次平差计算得到中误差
Figure BDA0003188768300000032
如果
Figure BDA0003188768300000033
则以定位点p1、p2的二次平差坐标作为台车定位参考。
一种隧道用台车定位测量***，包括至少两个定位装置，定位装置分别布设在隧道的两侧，定位装置上设有定位点，定位点上设有至少3个拉线传感器，拉线传感器与隧道侧壁上设置的固定点相连接，拉线传感器与工控机相连接。
优选地，所述拉线传感器通过集线器与工控机相连接，便于测量信息实时获取处理。
优选地，所述定位点上设有出线定位板，出线定位板上设有预留孔，拉线传感器穿过预留孔。方便拉线传感器的固定并汇集到定位点。
优选地，设有四个预留孔的出线定位板上的预留孔排列为正方形，设有三个预留孔的出线定位板上的预留孔排列为正三角形，相连预留孔之间的距离为预留孔孔径的2倍。保证拉线尽可能汇聚于一点。
本发明的有益效果：将3个或4个拉线传感器组成定位装置，布设在台车两侧组成台车定位***，定位装置的出线口结构采用圆弧倒角，减少拉线磨损，尽可能保证拉线汇聚在一点；将多个拉线测量传感器的测量数据读取到工控机上，工控机利用测量数据通过建立空间几何方程组计算定位装置上定位点的近似空间坐标，然后利用空间网平差方法进行平差计算得到定位点的平差坐标，从而进行实时定位。针对隧道专用设备台车高粉尘情况的定位需求出发，本发明设计了抗粉尘干扰的台车位姿的定位测量***，定位精度高、实时性强、可靠性高、使用便捷，非常适合隧道专用设备悬臂掘进机的定位应用需要。需要***工作时，在隧道两侧布设固定点并进行隧道坐标测量，然后将拉线传感器于固定点连接，即可实时定位；不需要***工作时，解除固定点连接，拉线传感器自动收回到定位装置中。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的实施例1的结构示意图。
图2为本发明空间网平差法的流程图。
图3为本发明的实施例2的结构示意图
图4为本发明的实施例3的出线定位板的结构示意图。
图5为本发明的实施例3的电路连接的结构示意图。
图中，1为第一定位装置，2为第二定位装置，3为第二定位装置，4为隧道岩壁，5为出线定位板，6为预留孔，7为拉线传感器，8为集线器，9为工控机。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1，一种隧道用台车定位测量方法，其步骤如下：在台车两侧布设至少两个定位装置，通过对定位装置的定位对台车进行定位；在隧道两侧的隧道岩壁4上布设有与定位装置数量相同的固定点组，每个固定点组包括至少3个固定点，通过固定点的已知坐标两点之间的距离去计算定位装置上定位点的坐标；测量每个固定点在隧道坐标系即世界坐标系中的平面坐标和高程，并将定位装置中从定位点伸出的拉线传感器通过拉绳与固定点连接，拉线传感器测量的拉线距离即是固定点与定位点之间的距离；将拉线传感器7测量的数据实时上传至工控机9，工控机通过近似定位和平差计算进行定位，实时得到定位点的坐标，从而对台车进行定位。
优选地，所述工控机进行定位的方法为：近似定位为利用空间坐标运算计算各个定位点的近似空间坐标；所述空间坐标运算的实现方法为：在一个固定点组中，拉线传感器测量的数据为对应的定位点到固定点组中固定点的距离，利用固定点的坐标、定位点的坐标与距离之间的关系建立空间几何方程组，从而计算出定位点的近似空间坐标。直接通过距离交会计算的空间点坐标并不精确，因此为近似空间坐标。
优选地，将定位点作为平差点、将固定点作为已知固定点、将拉线传感器测量的数据作为观测值构成空间三维网间接平差关系，进行空间网平差法计算，得到定位点的平差坐标，利用平差坐标作为台车定位结果，平差后可以提升定位精度。
优选地，所述固定点组中任意4个固定点不在同一个平面上，且任意一点距离其余三个点组成的平面的距离大于0.3m，保证定位装置的稳定工作。如果4个点在一个平面上定位结果会出现两个，且此时计算精度非常差。
在具体实施例中，最简洁的台车空间定位定姿方案，如图1所示，所述定位装置包括第一定位装置1和第二定位装置2，第一定位装置1上设有定位点p1，第二定位装置2上设有定位点p2，定位点p1上设有4个拉线传感器7，4个拉线传感器7分别与隧道岩壁4上的固定点d1、d2、d3、d4相连接，固定点d1、d2、d3、d4是四个已知坐标点且位置固定，d1、d2、d3、d4四点中任意一点距离其余三个点组成平面的距离大于0.3m，4个拉线传感器7在第一个定位装置上汇集相交于定位点p1。4个拉线传感器7测量的拉线长度分别为L1、L2、L3、L4即拉线传感器测量的是定位点p1分别到固定点d1、d2、d3、d4的距离。在定位装置计算时，首先通过L1、L2、L3、L4四条边则建立空间几何方程组I：
Figure BDA0003188768300000051
其中，(Xp1,Yp1,Zp1)为定位点p1在隧道坐标系中的坐标，(Xd1,Yd1,Zd1)为固定点d1在隧道坐标系中的坐标，(Xd2,Yd2,Zd2)为固定点d2在隧道坐标系中的坐标，(Xd3,Yd3,Zd3)为固定点d3在隧道坐标系中的坐标，(Xd4,Yd4,Zd4)为固定点d4在隧道坐标系中的坐标。
通过求解空间几何方程组I得到定位点p1在隧道坐标系中的坐标(Xp1,Yp1,Zp1)，即定位点p1的近似空间坐标。
定位点p2上设有3个拉线传感器，3个拉线传感器分别与另一侧隧道岩壁4上的固定点d5、d6、d7相固定连接，固定点d5、d6、d7三个已知坐标点，3条拉线传感器在第二定位装置2上汇集相交于点定位点p2。3个拉线传感器测量的拉线长度分别为L5、L6、L7即拉线传感器测量的是定位点p2分别到固定点d5、d6、d7的拉线长度，同时，已知定位点p1、p2在台车坐标系中的位置，且两点相对固定，设定位点p1、p2在台车坐标系中的距离长度为L0。定位点p2与定位点p1的距离L0是固定的。通过L0、L5、L6、L7四条边建立空间几何方程组II：
Figure BDA0003188768300000061
其中，(Xp2,Yp2,Zp2)为定位点p2在隧道坐标系中的坐标，(Xd5,Yd5,Zd5)为固定点d5在隧道坐标系中的坐标，(Xd6,Yd6,Zd6)为固定点d6在隧道坐标系中的坐标，(Xd7,Yd7,Zd7)为固定点d7在隧道坐标系中的坐标；
通过求解空间几何方程组II得到定位点p2在隧道坐标系中的坐标(Xp2,Yp2,Zp2)，即定位点p2的近似空间坐标。
完成定位点p1、p2近似空间坐标计算后，运用空间网平差方法，所述空间网平差法进行平差计算包括一次平差计算和二次平差计算，当二次平差计算得到的中误差小于一次平差计算得到的中误差时，以二次平差计算中定位点的平差坐标作为台车定位的参考，否者输出平差结果异常，提示测量可能存在粗差。二次平差是将一次平差作为近似值继续进行平差，通常二次平差结果的中误差更小，结果精度更高更可靠。
如图2所示，所述空间网平差法的实现方法为：将定位点p1、p2作为平差点，将固定点d1、d2、d3、d4、d5、d6、d7作为已知固定点，将拉线长度L0、L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7作为观测值构成空间三维网间接平差关系，进行整体一次平差计算，得到定位点p1、p2的平差坐标和中误差
Figure BDA0003188768300000062
二次平差是将一次平差结果作为近似值再一次进行平差，更新的定位点的坐标。然后对定位点p1、p2进行二次平差计算得到中误差
Figure BDA0003188768300000063
如果
Figure BDA0003188768300000064
则以定位点p1、p2的二次平差坐标作为台车定位参考。二次平差与一次平差的方程关系一致，就是使用一次平差结果作为近似坐标再计算一次。
实施例2，一种隧道用台车定位测量方法，与在隧道同一侧布设的两个定位装置对应的固定点组中，有共用的固定点，且任意4个固定点不在同一个平面上，且任意一点距离其余三个点组成的平面的距离大于0.3m，能够减少计算误差。
如图3所示，所述定位装置包括第一定位装置1、第二定位装置2和第三定位装置3，第一定位装置1上设有定位点p1，第二定位装置2上设有定位点p2，第三定位装置3上设有定位点p3，定位点p1、p2、p3在台车坐标系中的坐标已知。定位点p1上设有4个拉线传感器，4个拉线传感器分别与隧道壁上的固定点d1、d2、d3、d4相连接，4个拉线传感器测量的拉线长度分别为L1、L2、L3、L4，建立一个空间几何方程组；定位点p2上设有3个拉线传感器，3个拉线传感器分别与另一侧隧道壁上的固定点d5、d6、d7相连接，3个拉线传感器测量的拉线长度分别为L5、L6、L7，同时，定位点p2与定位点p1的距离L0是固定的，建立一个空间几何方程组；定位点p3上设有3个拉线传感器，3个拉线传感器分别与另一侧隧道壁上的固定点d6、d7、d8相连接，3个拉线传感器测量的拉线长度分别为L8、L9、L10，定位点p3与定位点p2或定位点p1的距离是固定的，建立一个空间几何方程组；分别求解三个空间几何方程组，得到定位点p1、定位点p2、定位点p3的近似空间坐标。隧道岩壁4中的点d1、d2、d3、d4、d5、d6、d7、d8在隧道测量坐标系中的坐标已知，通过三个拉线传感器定位装置测距实现对台车上定位点p1、p2、p3在隧道测量坐标系的位置测量。在3个定位点p1、p2、p3在台车坐标系已知情况下，即可计算台车在隧道坐标系中空间位置和姿态。两个空间坐标系可以通过三个定位点进行坐标系转换，如果得到台车上三个定位点在台车坐标系和世界坐标的坐标，就可以通过这三个定位点计算台车在世界坐标系的中空间位置和姿态。
三个定位装置不仅可以确定台车空间位置，还可以确定台车的三维空间姿态，两个装置仅可以确定台车空间位置和航向角度。
其他结构和方法与实施例1相同。
实施例3，一种隧道用台车定位测量***，包括至少两个定位装置，定位装置分别布设在隧道的两侧，定位装置上设有定位点，定位点上设有至少3个拉线传感器，拉线传感器与隧道侧壁上设置的固定点相连接，拉线传感器与工控机相连接。
如图5所示，所述拉线传感器7通过集线器8与工控机9相连接，实现对多个拉线传感器数据的采集，工控机9接收拉线传感器的距离测量值，然后按照实施例1的台车定位流程进行计算，得到台车两侧定位点p1、p2在隧道坐标系中的坐标值，进而判断台车在隧道中的位置和相对隧道的偏转角。两点确定一条直线，直线是有方向的，这个台车位置，具体的说，首先知道定位点p1、p2在台车坐标系中的坐标，又知道定位点p1、p2在隧道坐标系中的坐标，进而可以进行平面坐标系转换，进行平面坐标系转换就能够计算台车在隧道坐标系中的平面位置和偏转角，进而就得到台车在隧道中的位置和偏转角。
优选地，所述定位点上设有出线定位板，出线定位板上设有预留孔，拉线传感器穿过预留孔。出线定位板5为正六边形板，出线定位板可以实现将多个拉线传感器汇集到一点，如图4所示，拉线传感器从预留孔6中穿过，设有四个预留孔6的出线定位板5上的预留孔排列为正方形，设有三个预留孔的出线定位板上的预留孔排列为正三角形，相连预留孔之间的距离为预留孔孔径的2倍，保证拉线尽可能汇聚于一点。
其他结构和方法与实施例1相同。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种隧道用台车定位测量方法，其特征在于，其步骤如下：在台车两侧布设至少两个定位装置；在隧道两侧布设有与定位装置数量相同的固定点组，每个固定点组包括至少3个固定点；测量每个固定点在隧道坐标系中的平面坐标和高程，并将定位装置中的拉线传感器中通过拉绳与固定点连接；将拉线传感器测量的数据实时上传至工控机，工控机通过近似定位和平差计算进行定位，实时得到定位点的坐标，从而对台车进行定位。
2.根据权利要求1所述的隧道用台车定位测量方法，其特征在于，所述工控机进行定位的方法为：近似定位为利用空间距离交会计算各个定位点的近似空间坐标；将定位点作为平差点、将固定点作为已知点、将拉线传感器测量的数据作为观测值构成空间三维网间接平差关系，进行空间网平差法计算，得到定位点的平差坐标，利用平差坐标作为台车定位结果。
3.根据权利要求2所述的隧道用台车定位测量方法，其特征在于，所述空间坐标运算的实现方法为：在一个固定点组中，拉线传感器测量的数据为对应的定位点到固定点组中固定点的距离，利用固定点的坐标、定位点的坐标与距离之间的关系建立空间几何方程组，从而计算出定位点的近似空间坐标。
4.根据权利要求1或3所述的隧道用台车定位测量方法，其特征在于，所述固定点组中任意一个固定点距离其余固定点的平面距离大于0.3m，且任意四个点不在一个平面上。
5.根据权利要求4所述的隧道用台车定位测量方法，其特征在于，所述定位装置包括第一定位装置和第二定位装置，第一定位装置上设有定位点p1，第二定位装置上设有定位点p2，定位点p1上设有4个拉线传感器，4个拉线传感器分别与隧道壁上的固定点d1、d2、d3、d4相连接，4个拉线传感器测量的拉线长度分别为L1、L2、L3、L4，则建立空间几何方程组I：
Figure FDA0003188768290000011
其中，(Xp1,Yp1,Zp1)为定位点p1在隧道坐标系中的坐标，(Xd1,Yd1,Zd1)为固定点d1在隧道坐标系中的坐标，(Xd2,Yd2,Zd2)为固定点d2在隧道坐标系中的坐标，(Xd3,Yd3,Zd3)为固定点d3在隧道坐标系中的坐标，(Xd4,Yd4,Zd4)为固定点d4在隧道坐标系中的坐标；
通过求解空间几何方程组I得到定位点p1在隧道坐标系中的坐标(Xp1,Yp1,Zp1)，即定位点p1的近似空间坐标；
定位点p2上设有3个拉线传感器，3个拉线传感器分别与另一侧隧道壁上的固定点d5、d6、d7相连接，3个拉线传感器测量的拉线长度分别为L5、L6、L7；同时，定位点p2与定位点p1的距离L0是固定的，则建立空间几何方程组II：
Figure FDA0003188768290000021
其中，(Xp2,Yp2,Zp2)为定位点p2在隧道坐标系中的坐标，(Xd5,Yd5,Zd5)为固定点d5在隧道坐标系中的坐标，(Xd6,Yd6,Zd6)为固定点d6在隧道坐标系中的坐标，(Xd7,Yd7,Zd7)为固定点d7在隧道坐标系中的坐标；
通过求解空间几何方程组II得到定位点p2在隧道坐标系中的坐标(Xp2,Yp2,Zp2)，即定位点p2的近似空间坐标。
6.根据权利要求4所述的隧道用台车定位测量方法，其特征在于，在隧道同一侧布设两个定位装置，定位装置对应的固定点组中有共用的固定点。
7.根据权利要求6所述的隧道用台车定位测量方法，其特征在于，所述定位装置包括第一定位装置、第二定位装置和第三定位装置，第一定位装置上设有定位点p1，第二定位装置上设有定位点p2，第三定位装置上设有定位点p3，定位点p1上设有4个拉线传感器，4个拉线传感器分别与隧道壁上的固定点d1、d2、d3、d4相连接，4个拉线传感器测量的拉线长度分别为L1、L2、L3、L4，建立一个空间几何方程组；定位点p2上设有3个拉线传感器，3个拉线传感器分别与另一侧隧道壁上的固定点d5、d6、d7相连接，3个拉线传感器测量的拉线长度分别为L5、L6、L7，同时，定位点p2与定位点p1的距离L0是固定的，建立一个空间几何方程组；定位点p3上设有3个拉线传感器，3个拉线传感器分别与另一侧隧道壁上的固定点d6、d7、d8相连接，3个拉线传感器测量的拉线长度分别为L8、L9、L10，定位点p3与定位点p2或定位点p1的距离是固定的，建立一个空间几何方程组；分别求解三个空间几何方程组，得到定位点p1、定位点p2、定位点p3的近似空间坐标。
8.根据权利要求5-7中任一项所述的隧道用台车定位测量方法，其特征在于，所述空间网平差法进行平差计算包括一次平差计算和二次平差计算，当二次平差计算得到的中误差小于一次平差计算得到的中误差时，以二次平差计算中定位点的平差坐标作为台车定位的参考，否者输出异常信息。
9.根据权利要求8所述的隧道用台车定位测量方法，其特征在于，所述空间网平差法的实现方法为：将定位点p1、p2作为平差点，将固定点d1、d2、d3、d4、d5、d6、d7作为已知固定点，将拉线长度L0、L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7作为观测值构成空间三维网间接平差关系进行整体一次平差计算，得到定位点p1、p2的平差坐标和中误差
Figure FDA0003188768290000022
然后对定位点p1、p2进行二次平差计算得到中误差
Figure FDA0003188768290000031
如果
Figure FDA0003188768290000032
则以定位点p1、p2的二次平差坐标作为台车定位参考。
10.根据权利要求1-3、8中任意一项所述的隧道用台车定位测量方法的测量***，其特征在于，包括至少两个定位装置，定位装置分别布设在隧道的两侧，定位装置上设有定位点，定位点上设有至少3个拉线传感器，拉线传感器与隧道侧壁上设置的固定点相连接，拉线传感器与工控机相连接。
11.根据权利要求10所述的隧道用台车定位测量***，其特征在于，所述拉线传感器通过集线器与工控机相连接。
12.根据权利要求11所述的隧道用台车定位测量***，其特征在于，所述定位点上设有出线定位板，出线定位板上设有预留孔，拉线传感器穿过预留孔。
13.根据权利要求12所述的隧道用台车定位测量***，其特征在于，设有四个预留孔的出线定位板上的预留孔排列为正方形，设有三个预留孔的出线定位板上的预留孔排列为正三角形，相连预留孔之间的距离为预留孔孔径的2倍。
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