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《西南交通大学》 2008年 硕士论文
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基于智能型全站仪的隧道断面自动测量方法及其软件的研究

曹体涛  
【摘要】: 国内外隧道越来越多地采用新奥法和复合式衬砌的施工方法,为了避免由于塌方和超欠挖等造成不必要的工程费用,必须通过断面测量获得围岩状态的有关数据,从而指导施工。竣工验收和隧道运营阶段同样也要进行断面形状和限界的检测。为此,需要有一款便捷、功能强大,能够在任何工况下方便、快捷地进行隧道断面测量和数据处理的系统,来解决施工中的超欠挖问题和竣工验收时断面实际形状的测量问题。上世纪90年代智能型全站仪的出现,对传统的断面测量工作产生了巨大的影响,用户可以通过仪器厂家提供的二次开发平台,开发相应的机载断面测量程序,实现隧道断面的自动测量。 本文针对施工单位普遍使用、易于操控、自动化程度、精度及可靠性等方面表现优良,瑞士徕卡公司生产的TCRA1102型全站仪作为隧道断面自动测量的硬件设备,通过Leica公司公开的GeoBasic开发语言,对基于智能型全站仪的隧道断面自动测量方法及其软件进行系统研究,主要研究内容包括: 对GeoBasic仪器控制语言和仪器控制指令使用方法的学习和研究:三维自由设站的简易平差和严密平差方法的讨论;自由设站点对应线路中线点的里程和坐标计算方法的研究;自由设站寻找横断面方向方法的研究;自由设站进行隧道断面自动测量方法的研究;断面测量数据的排序和格式转换方法的研究;隧道横断面超欠挖面积、超欠挖矢量值、实测面积和理论面积计算方法的研究;断面图生成方法和断面测量成果报表自动生成方法的研究;隧道断面自动测量机载软件及其数据处理软件的编程实现;上面所讨论算法的正确性、所编制软件的可操作性等性能的试验验证。 试验证明,本文所讨论的隧道断面测量和数据处理的方法是正确的;本文所研制的隧道断面自动测量机载软件,能够进行隧道断面的自动化、连续和高效的测量;本文所研制的断面测量数据处理软件,能够计算断面超欠挖面积、超欠挖矢量值及实测面积,也能够生成横断面图和数据报表等断面测量成果资料;因此本文的研究成果,待进一步完善后,可以在生产中试用。


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