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盾构坐标和测量坐标的转换摘要随着空间定位技术的不断发展，全球一体化的形成，越来越要求全球测绘资料的统一，研究各测量坐标系统的建立方法及其相互转换模型，对于实现不同测量坐标系成果的换算具有重要的意义。
坐标转换已经不是一个新的课题了，随着与人们生活密切相关的测绘事业的迅速发展，全球一体化的形成，越来越多的要求全球测绘资料形成统一规范，尤其是坐标系统的统一。
由于各测量单位工作目的不同，所选择的椭球参考系也会有所不同，出现了许多不同形式的坐标系，例如WGS-84坐标系、国家80坐标系、北京54坐标系、独立地方坐标及各种城建坐标。
在同一坐标系下坐标的表示方式又有空间直角坐标、大地坐标、平面坐标。
根据不同的测绘需求，需要将不同的坐标系下的坐标进行相互转换，在这些坐标转换的过程中既会运用到同一坐标系下的坐标转换模型，又会用到不同参考系下各坐标系间的坐标转换模型。
本文主要研究的是设想先求出盾构机轴线局部坐标系与实际三维空间坐标系两种坐标系的转换参数，然后再利用转换参数求出盾首中心和盾尾中心点的实际坐标，获取盾构机的空间位置信息。
该方法数学模型的实质是空间直角坐标系之间的转换。
基于这些理论并结合相关的转换模型及算法编程实现了坐标转换系统。
关键词：坐标系转换模型转换参数测量坐标坐标转换系统Shield coordinates and the measurement coordinates conversionAbstract新罗马小四目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第一章绪论 (1)1.1 研究背景及意义 (2)1.2 盾构导向系统的测量方法与应用 (8)1.3 盾构系统的发展趋势 (8)第二章测量坐标系基础理论 (9)2.1 测量坐标系统的类型 (9)2.1.1 地心坐标系 (10)2.1.2 参心坐标系 (11)2.1.3 地方独立坐标系 (12)2.2 我国常用的坐标系统 (9)2.2.1 1954年北京坐标系 (10)2.2.2 1980年西安坐标系 (12)2.2.3 WGS-84坐标系 (13)2.2.4 2000国家大地坐标系 (14)2.3 常用等价坐标系……………………………………………………………2.3.1 大地坐标系…………………………………………………………… 2.3.2 空间直角坐标系……………………………………………………… 2.3.3 平面直角坐标系………………………………………………………第三章坐标转换原理3.1 坐标转换原理……………………………………………………………3.2 坐标转换模型…………………………………………………………… 3.3 坐标转换模型的精度……………………………………………………第四章算例………………………………………………………………………第五章盾构坐标与测量坐标转换系统的设计与实现5.1 盾构坐标与测量坐标转换系统的设计5.1.1 系统开发工具……………………………………………………5.1.2 系统的总体设计…………………………………………………5.1.3 系统的功能设计…………………………………………………5.1.4 系统的流程设计…………………………………………………… 5.2 盾构坐标与测量坐标转换系统的实现5.2.1 系统主程序界面…………………………………………………… 5.2.2 系统实现中的关键技术…………………………………………… 5.3 盾构坐标与测量坐标转换系统的应用5.3.1结语 (104)参考文献 (106)致谢 (107)第一章绪论1.1 研究背景及意义在地铁隧道贯通测量中，及时地获取盾构的姿态非常重要。
盾构坐标和测量坐标的转换摘要随着空间定位技术的不断发展，全球一体化的形成，越来越要求全球测绘资料的统一，研究各测量坐标系统的建立方法及其相互转换模型，对于实现不同测量坐标系成果的换算具有重要的意义。
坐标转换已经不是一个新的课题了，随着与人们生活密切相关的测绘事业的迅速发展，全球一体化的形成，越来越多的要求全球测绘资料形成统一规范，尤其是坐标系统的统一。
由于各测量单位工作目的不同，所选择的椭球参考系也会有所不同，出现了许多不同形式的坐标系，例如WGS-84坐标系、国家80坐标系、北京54坐标系、独立地方坐标及各种城建坐标。
在同一坐标系下坐标的表示方式又有空间直角坐标、大地坐标、平面坐标。
根据不同的测绘需求，需要将不同的坐标系下的坐标进行相互转换，在这些坐标转换的过程中既会运用到同一坐标系下的坐标转换模型，又会用到不同参考系下各坐标系间的坐标转换模型。
本文主要研究的是设想先求出盾构机轴线局部坐标系与实际三维空间坐标系两种坐标系的转换参数，然后再利用转换参数求出盾首中心和盾尾中心点的实际坐标，获取盾构机的空间位置信息。
该方法数学模型的实质是空间直角坐标系之间的转换。
基于这些理论并结合相关的转换模型及算法编程实现了坐标转换系统。
关键词：坐标系转换模型转换参数测量坐标坐标转换系统Shield coordinates and the measurement coordinates conversionAbstract新罗马小四目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第一章绪论 (1)1.1 研究背景及意义 (2)1.2 盾构导向系统的测量方法与应用 (8)1.3 盾构系统的发展趋势 (8)第二章测量坐标系基础理论 (9)2.1 测量坐标系统的类型 (9)2.1.1 地心坐标系 (10)2.1.2 参心坐标系 (11)2.1.3 地方独立坐标系 (12)2.2 我国常用的坐标系统 (9)2.2.1 1954年北京坐标系 (10)2.2.2 1980年西安坐标系 (12)2.2.3 WGS-84坐标系 (13)2.2.4 2000国家大地坐标系 (14)2.3 常用等价坐标系……………………………………………………………2.3.1 大地坐标系…………………………………………………………… 2.3.2 空间直角坐标系……………………………………………………… 2.3.3 平面直角坐标系………………………………………………………第三章坐标转换原理3.1 坐标转换原理……………………………………………………………3.2 坐标转换模型…………………………………………………………… 3.3 坐标转换模型的精度……………………………………………………第四章算例………………………………………………………………………第五章盾构坐标与测量坐标转换系统的设计与实现5.1 盾构坐标与测量坐标转换系统的设计5.1.1 系统开发工具……………………………………………………5.1.2 系统的总体设计…………………………………………………5.1.3 系统的功能设计…………………………………………………5.1.4 系统的流程设计…………………………………………………… 5.2 盾构坐标与测量坐标转换系统的实现5.2.1 系统主程序界面…………………………………………………… 5.2.2 系统实现中的关键技术…………………………………………… 5.3 盾构坐标与测量坐标转换系统的应用5.3.1结语 (104)参考文献 (106)致谢 (107)第一章绪论1.1 研究背景及意义在地铁隧道贯通测量中，及时地获取盾构的姿态非常重要。
浅谈盾构机姿态的控制方法
一、简介
盾构机为沉管全封闭式施工机械，具有自动化程度高、施工质量可控、施工速度快和管片拼装精度高等优势，深受广大施工企业的青睐，用于水
利工程、市政工程、油气工程等城市基础设施的管线施工，不仅可以大大
减少施工难度，节省施工时间，还可以提高施工质量和提升施工效率。
但是，控制盾构机姿态是盾构钻机施工中的关键，盾构机控制姿态不准确，
既会影响施工质量，又会严重延误施工进度，甚至出现施工安全事故，因此，控制盾构机姿态是施工质量的重要保障。
1、建立坐标系：首先，应建立一个轨道工程坐标系，可以通过在地
形上标准点测量来建立。
2、采用传感器测量方法：在盾头前设置激光传感器，可以利用它来
测量盾头的垂直位置，并定时发送信号，通过接收系统转换后可以获得盾
头的三维坐标信息，从而可以准确控制盾头的姿态。
3、采用水平仪测量法：在盾头前方设置水平仪，可以实时水平测量，通过控制盾头的角度，从而准确控制盾头的姿态。
4、采用视觉控制方法：同样，可以在盾头前方设置一台摄像头，通
过视觉控制，可以准确控制盾头的姿态。
收稿日期：2008－12－16 作者简介：潘国荣（1960），男，教授、博士生导师，工学博士. 主要研究方向为精密工程测量、工业测量盾构姿态自动测量系统的开发与应用潘国荣1)、2)，王穗辉1)，陈传林3)，张德海3)1) 同济大学 测量与国土信息工程系，上海 2000922) 现代工程测量国家测绘局重点实验室，上海 2000923) 上海地铁盾构设备工程有限公司, 上海 200031摘要：综合国内外既有测量系统优点和通过用户需求的调研，开发了一套集盾构自动导向测量和工程动态管理可视化、操作简单、自动化程度高的测量系统。
该系统在某标段地铁区间施工现场进行了实地应用。
应用结果表明，在地铁隧道中采用该系统进行自动测量是方便、准确和可行的，可在无人值守情况下完成测量导向，完全能够取代人工测量。
同时提供可视化的地面建筑物与盾构推进相关关系的信息，便于盾构推进过程中对环境影响事故的预防。
关键词：自动导向测量，盾构，自动全站仪，可视化 中文分类号：U455.3 文献标识码： ADevelopment and application of automatic surveying system inShield tunnelin gPAN Guorong 1)、2), WANG Suihui 1)，CHEN Chuanlin 3)，ZHANG Dehai 3)1) Department of Surveying and Geo-Informatics,Tongji university, Shanghai 200092 2) Key Laboratory of Modern Engineering Surveying of SBSM, Shanghai 200092 3) Shanghai Metro Shield Equipment and Engineering Co. Ltd, Shanghai 200031Abstract: By synthesizi ng the advantages of various surveying systems at home andabroad, a visual automatic surveying system is developed in this paper. This surveying system has the important function of automatic shield tunneling guiding survey visualization and engineering dynamic management visualization, and it also has merits of simply operation and higher automation level. It has been applied to the construction of a section of railways, the result indicated that the surveying system is convenient, accurate and feasible, and can automatically accomplish the whole measurement task taking the place of manual measurement. Meanwhile, thissystem also provides the visual information of the correlations of the TPM site and the building around, which is propitious to prevent accidents caused by surroundings during the tunnel construction .Key words : automatic-guiding survey, Shield-Driven, automatic total station, visualization地下工程大多数投资大、施工复杂、对周围环境影响显著，对国民经济和大众生活具有重要影响，具有重要的社会、经济和战略意义。
文件编号：RHD-QB-K8696 （安全管理范本系列）编辑：XXXXXX查核：XXXXXX时间：XXXXXX关于盾构机实时姿态测量和计算方法的研究示范文本关于盾构机实时姿态测量和计算方法的研究示范文本操作指导：该安全管理文件为日常单位或公司为保证的工作、生产能够安全稳定地有效运转而制定的，并由相关人员在办理业务或操作时进行更好的判断与管理。
，其中条款可根据自己现实基础上调整，请仔细浏览后进行编辑与保存。
随着社会经济的发展和城市建设的加快，城市规模不断扩大，人口不断增多，交通越来越来拥挤。
一些地方的城市建设者为了治理交通拥堵，分散交通压力。
不断寻求解决方式，修建地铁成为了一些城市建设者的主要的选择方式。
但是在修建地铁的过程中，工程量非常大，施工难度相对较高。
在地铁施工过程中，采用盾构技术，与传统的施工技术相比，有着许多优势，逐渐成为地铁修建过程中的主要施工方法。
本文将主要分析盾构姿态的测量的原理和方法，探究盾构姿态的测量的精度分析。
盾构机姿态简介盾构施工过程就像生活中的目标运动，先进行重心平移，然后在运动的过程中偏航，最后进行自身重心的滚动。
因此，在盾构施工过程中，需要监测的数据是盾构机位置和姿态的参数。
主要是三维坐标和滚动角、偏航角和俯仰角。
盾构机姿态的控制对整个工程施工意义重大，它决定着施工的质量和隧道推进方向的精度。
一旦控制不好，容易导致隧道偏差过大和盾尾间隙过小而相碰。
盾构机液压系统液压系统是盾构机的核心部分，盾构机的工作机构主要是由液压系统驱动完成，对盾构机系统的运行起着很大的作用。
盾构机的液压系统主要包括两大系统，一是推进系统，二是主动铰接系统。
2.1.推进系统盾构机的主要工作系统是推进系统，它主要是通过油缸作用于成型观片，以此来实现盾构前进。
推进系统的动力单元是一台80L/min旋转柱塞泵，执行元件是24个油缸，调节和控制部分包括方向的控制、油缸电磁阀的选择、安全阀、节流阀等。
盾构机工作时的最大工作压力是35MPa，液压泵最大推进流量是80L/min，推进油缸是240/180-1950（mm）。
