盾構(gòu)姿態(tài)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用

1、 盾構(gòu)姿態(tài)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用 盾構(gòu)先鋒網(wǎng) (2004-10-30)        新聞來(lái)源：隧道網(wǎng)     摘  要：本文介紹了基于Leica TCA機(jī)器人系列所開(kāi)發(fā)的盾構(gòu)機(jī)三維姿態(tài)跟蹤自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)思路、具備的功能特點(diǎn)。隧道工程應(yīng)用以及對(duì)結(jié)果數(shù)據(jù)所做分析表明，系統(tǒng)性能速度、精度、動(dòng)態(tài)適應(yīng)性和運(yùn)行穩(wěn)定性等方面已達(dá)到實(shí)用要求。     關(guān)鍵詞：隧道工程 盾構(gòu)姿態(tài) 自動(dòng)測(cè)量 系統(tǒng)開(kāi)發(fā)  

2、60;  1  引言    盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)實(shí)時(shí)正確測(cè)定，是隧道順利推進(jìn)和確保工程質(zhì)量的前提，其重要性不言而喻。在盾構(gòu)機(jī)自動(dòng)化程度越來(lái)越高的今天，甚至日掘進(jìn)量超過(guò)二十米，可想而知，測(cè)量工作的壓力是相當(dāng)大的。這不僅要求精度高，不出錯(cuò)；還必須速度快，對(duì)工作面交叉影響盡可能小。因此，為了能夠在隧道施工過(guò)程中及時(shí)準(zhǔn)確給出方向偏差，并予以指導(dǎo)糾偏，國(guó)內(nèi)外均有研制的精密自動(dòng)導(dǎo)向系統(tǒng)用于隧道工程中，對(duì)工程起到了很好的保證作用。    1.1  國(guó)內(nèi)使用簡(jiǎn)況   &#

3、160;國(guó)內(nèi)隧道施工中測(cè)量盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)所采用的自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)有：德國(guó)VMT公司的SLST方向引導(dǎo)系統(tǒng)；英國(guó)的ZED系統(tǒng)；日本TOKIMEC的TMG32B（陀螺儀）方向檢測(cè)裝置等等。所采用的設(shè)備都是由國(guó)外進(jìn)口來(lái)的。據(jù)了解，目前有些地鐵工程中（如廣州、南京）在用SLST系統(tǒng)，應(yīng)用效果尚好。    總的來(lái)看，工程中使用自動(dòng)系統(tǒng)的較少。究其原因：一是設(shè)備費(fèi)或租賃費(fèi)較昂貴；二是對(duì)使用者要求高，普通技術(shù)人員不易掌握；三是有些系統(tǒng)的操作和維護(hù)較人工方法復(fù)雜，在精度可靠性上要輔助其它方法來(lái)保證。    1.2  國(guó)外系統(tǒng)簡(jiǎn)況

4、    國(guó)外現(xiàn)有系統(tǒng)其依據(jù)的測(cè)量原理，是把盾構(gòu)機(jī)各個(gè)姿態(tài)量（包括：坐標(biāo)量X.Y.Z，方位偏角、坡度差、軸向轉(zhuǎn)角）分別進(jìn)行測(cè)定，準(zhǔn)確性和時(shí)效性受系統(tǒng)構(gòu)架原理和測(cè)量方法限制，其系統(tǒng)或者很復(fù)雜而降低了系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性，加大了投入的成本，或者精度偏低，或者功能不足，需配合其他手段才能完成。國(guó)外生產(chǎn)的盾構(gòu)設(shè)備一般備有可選各自成套的測(cè)量與控制系統(tǒng)，作業(yè)方式主要以單點(diǎn)測(cè)距定位、輔以激光方向指向接收靶來(lái)檢測(cè)橫向與垂向偏移量的形式為主。另外要有縱、橫兩個(gè)精密測(cè)傾儀輔助7。有些（日本）盾構(gòu)機(jī)廠商提供的測(cè)控裝置中包括陀螺定向儀，采用角度與距離積分的計(jì)算方法1 2，對(duì)較長(zhǎng)距離和

5、較長(zhǎng)時(shí)間推進(jìn)后的盾構(gòu)機(jī)方位進(jìn)行校核，但精度偏低，對(duì)推進(jìn)只起到有限的參考作用。    2  系統(tǒng)開(kāi)發(fā)思路與功能特點(diǎn)    2.1開(kāi)發(fā)思路    基于對(duì)已有同類(lèi)系統(tǒng)優(yōu)缺點(diǎn)的分析，為達(dá)到更好的實(shí)用效果，我們就此從新進(jìn)行整體設(shè)計(jì)，理論原理和方法同過(guò)去有所不同，主要體現(xiàn)在：其一，系統(tǒng)運(yùn)行不采用直接激光指向接收靶的引導(dǎo)方式，而是根據(jù)測(cè)點(diǎn)精確坐標(biāo)值來(lái)對(duì)盾構(gòu)機(jī)剛體進(jìn)行獨(dú)立解算，計(jì)算盾構(gòu)姿態(tài)元素的精確值，擯棄以往積分推算方法，防止誤差積累；其二，選用具有自主開(kāi)發(fā)功能的高精度全自動(dòng)化的測(cè)量機(jī)器人

6、，測(cè)量過(guò)程達(dá)到完全自動(dòng)化和計(jì)算機(jī)智能控制；其三，在理論上將平面加高程的傳統(tǒng)概念，按空間向量歸算，在理論上以三維向量表達(dá)，簡(jiǎn)化測(cè)量設(shè)置方式和計(jì)算過(guò)程。    目前全站儀具備了過(guò)去所沒(méi)有的自動(dòng)搜索、自動(dòng)瞄準(zhǔn)、自動(dòng)測(cè)量等多種高級(jí)功能，還具有再開(kāi)發(fā)的能力，這為我們得以找到另外的測(cè)量盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)的方法，提供了思路上和技術(shù)上的新途徑。    系統(tǒng)開(kāi)發(fā)著眼于克服傳統(tǒng)測(cè)控方式的缺點(diǎn)，提高觀測(cè)可靠性和測(cè)量的及時(shí)性，減少時(shí)間占用，最大限度降低人工測(cè)量勞動(dòng)強(qiáng)度，避免大的偏差出現(xiàn)，有利于盾構(gòu)施工進(jìn)度，提高施工質(zhì)量，在總體上提高盾構(gòu)法隧道施工

7、水平。系統(tǒng)設(shè)計(jì)上改進(jìn)其他方式的缺點(diǎn)，在盾構(gòu)推進(jìn)過(guò)程中無(wú)需人工干預(yù)，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)盾構(gòu)姿態(tài)測(cè)量。    2.2 原理與功能特點(diǎn)盾構(gòu)機(jī)能夠按照設(shè)計(jì)線(xiàn)路正確推進(jìn)，其前提是及時(shí)測(cè)量、得到其準(zhǔn)確的空間位置和姿態(tài)方向，并以此為依據(jù)來(lái)控制盾構(gòu)機(jī)的推進(jìn)，及時(shí)進(jìn)行糾正。系統(tǒng)功能特點(diǎn)與以往方式不同，主要表現(xiàn)在：   (1)  獨(dú)特的同步跟進(jìn)方式：本系統(tǒng)采用同步跟進(jìn)測(cè)量方式，較好克服了隨著掘進(jìn)面推進(jìn)測(cè)點(diǎn)越來(lái)越遠(yuǎn)造成的觀測(cè)困難和不便。   (2)  免除輔助傳感器設(shè)備，六要素一次給出（六自由度）。

8、60;  (3)  三維向量導(dǎo)線(xiàn)計(jì)算：系統(tǒng)充分利用測(cè)量機(jī)器人(Leica TCA全站儀)的已有功能，直接測(cè)量點(diǎn)的三維坐標(biāo)（X，Y，Z）,采用新算方法“空間向量”進(jìn)行嚴(yán)密的姿態(tài)要素求解。    (4)  運(yùn)行穩(wěn)定精度高：能充分滿(mǎn)足隧道工程施工對(duì)精度控制的要求以及對(duì)運(yùn)行穩(wěn)定性的要求。    (5)  適用性強(qiáng)：能耐高低溫，適于條件較差的施工環(huán)境中的正常運(yùn)行（溫度變化大，濕度高，有震動(dòng)的施工環(huán)境）。圖1系統(tǒng)主信息界面示意    系統(tǒng)

9、連續(xù)跟蹤測(cè)定當(dāng)前盾構(gòu)機(jī)的三維空間位置、姿態(tài)，和設(shè)計(jì)軸線(xiàn)進(jìn)行比較獲得偏差信息。在計(jì)算機(jī)屏幕上顯示的主要信息如圖一所示。包括：盾構(gòu)機(jī)兩端（切口中心和盾尾中心）的水平偏差和垂直偏差及盾構(gòu)機(jī)剛體三個(gè)姿態(tài)轉(zhuǎn)角：1)盾購(gòu)機(jī)水平方向偏轉(zhuǎn)角（方位角偏差）、2)盾構(gòu)機(jī)軸向旋轉(zhuǎn)角、3)盾構(gòu)機(jī)縱向坡度差（傾斜角差），以及測(cè)量時(shí)間和盾構(gòu)機(jī)切口的當(dāng)前里程，并顯示盾構(gòu)機(jī)切口所處位置的線(xiàn)路設(shè)計(jì)要素。    2.3  運(yùn)行流程    系統(tǒng)采用跟蹤式全自動(dòng)全站儀（測(cè)量機(jī)器人），在計(jì)算機(jī)的遙控下完成盾構(gòu)實(shí)時(shí)姿態(tài)跟蹤測(cè)量。測(cè)量方式如圖二所示：由固定在吊

10、籃（或隧道壁）上的一臺(tái)自動(dòng)全站儀T2和固定于隧道內(nèi)的一個(gè)后視點(diǎn)Ba，組成支導(dǎo)線(xiàn)的基準(zhǔn)點(diǎn)與基準(zhǔn)線(xiàn)。按連續(xù)導(dǎo)線(xiàn)形式沿盾構(gòu)推進(jìn)方向，向前延伸傳遞給在同步跟進(jìn)的車(chē)架頂上安置的另一臺(tái)自動(dòng)全站儀T1及棱鏡，由測(cè)站T1測(cè)量安置于盾構(gòu)機(jī)內(nèi)的固定點(diǎn)P1、P2、P3，得到三點(diǎn)的坐標(biāo)。盾構(gòu)機(jī)本體上只設(shè)定三個(gè)目標(biāo)測(cè)點(diǎn)。該方式能較好地解決激光指向式測(cè)量系統(tǒng)的痼疾對(duì)曲線(xiàn)段推進(jìn)時(shí)基準(zhǔn)站設(shè)置與變遷頻繁的問(wèn)題。    2.4  剛體原理    盾構(gòu)機(jī)體作為剛體，理論上不難理解，剛體上三個(gè)不共線(xiàn)的點(diǎn)唯一地確定其空間位置與姿態(tài)。由三測(cè)點(diǎn)的實(shí)時(shí)坐標(biāo)值，按向量歸算方

11、法（另文），解算得出盾構(gòu)機(jī)特征點(diǎn)坐標(biāo)與姿態(tài)角度精確值。即通過(guò)三維向量歸算直接求得盾構(gòu)機(jī)切口和盾尾特征部位中心點(diǎn)O1和O2當(dāng)前的三維坐標(biāo)（X01、Y01、Z01和X02、Y02、Z02）。同時(shí)根據(jù)里程得到設(shè)計(jì)所對(duì)應(yīng)的理論值，兩者比較得出偏差量。圖2      2.5 系統(tǒng)初始化操作    系統(tǒng)初始化包括四項(xiàng)內(nèi)容：    1) 設(shè)置盾構(gòu)機(jī)目標(biāo)測(cè)點(diǎn)和后視基準(zhǔn)點(diǎn)；    2) 固定站和動(dòng)態(tài)站上全站儀安置；    3

12、) 盾構(gòu)控制室內(nèi)計(jì)算機(jī)與全站儀通訊纜連接；    4) 系統(tǒng)運(yùn)行初態(tài)數(shù)據(jù)測(cè)定和輸入。    在固定站T2換位時(shí)，相關(guān)的初態(tài)數(shù)據(jù)須重測(cè)重設(shè)，而其他幾項(xiàng)只在首次安裝時(shí)完成即可。    F1鍵啟動(dòng)系統(tǒng)。固定的T2全站儀后視隧道壁上的Ba后視點(diǎn)（棱鏡）進(jìn)行系統(tǒng)的測(cè)量定向。T2和安裝于盾構(gòu)機(jī)車(chē)架頂上的T1全站儀（隨車(chē)架整體移動(dòng)）以及固定于盾構(gòu)機(jī)內(nèi)的測(cè)量目標(biāo)（反射鏡）P1、P2、P3構(gòu)成支導(dǎo)線(xiàn)進(jìn)行導(dǎo)線(xiàn)自動(dòng)測(cè)量。    2.6 運(yùn)行操作與控制

13、0;   本系統(tǒng)在兩個(gè)測(cè)站點(diǎn)T1、T2安裝自動(dòng)全站儀，由通信線(xiàn)與計(jì)算機(jī)連接，除計(jì)算機(jī)“開(kāi)”與“關(guān)”外，運(yùn)行中無(wú)須人員操作和干予，計(jì)算機(jī)啟動(dòng)后直接進(jìn)入自動(dòng)測(cè)量狀態(tài)界面，當(dāng)系統(tǒng)周而復(fù)始連續(xù)循環(huán)運(yùn)行時(shí)，能夠智能分析工作狀態(tài)來(lái)調(diào)整循環(huán)周期（延遲時(shí)間），直到命令停止測(cè)量或退出。    3系統(tǒng)軟件與設(shè)備構(gòu)成    3.1 軟件開(kāi)發(fā)依據(jù)的基礎(chǔ)    測(cè)量要素獲得是系統(tǒng)工作的基礎(chǔ)，選用瑞士Leica公司TCA自動(dòng)全站儀（測(cè)量機(jī)器人）及相應(yīng)的配件，構(gòu)成運(yùn)行硬件基礎(chǔ)

14、框架?；赥CA自動(dòng)全站儀系列的接口軟件GeoCom和空間向量理論及定位計(jì)算方法，實(shí)現(xiàn)即時(shí)空間定位，這在設(shè)計(jì)原理上不同于現(xiàn)有同類(lèi)系統(tǒng)。系統(tǒng)通過(guò)啟動(dòng)自動(dòng)測(cè)量運(yùn)行程序，讓IPC機(jī)和通訊設(shè)備遙控全站儀自動(dòng)進(jìn)行測(cè)量，完成全部跟蹤跟進(jìn)測(cè)量任務(wù)。    3.2系統(tǒng)硬件組成的五個(gè)部分    全自動(dòng)全站儀    測(cè)量主機(jī)采用瑞士徠卡公司的TCA1800自動(dòng)測(cè)量全站儀，它是目前同類(lèi)儀器中性能最完善可靠的儀器之一。TCA1800的測(cè)角精度為±1”、測(cè)距精度為1mm+2ppm；儀器可以在

15、同視場(chǎng)范圍內(nèi)安裝二個(gè)棱鏡并實(shí)現(xiàn)精密測(cè)量，使觀測(cè)點(diǎn)設(shè)置自由靈活，大大提高了系統(tǒng)測(cè)量的精度。    測(cè)量附屬設(shè)備    包括棱鏡和反射片等。    自動(dòng)整平基座    德國(guó)原裝設(shè)備，糾平范圍大(10o48)，反應(yīng)快速靈敏(±32”)。    工業(yè)計(jì)算機(jī)    系統(tǒng)控制采用日本的CONTEC  IPCRT/L600S計(jì)算機(jī)，它能在震動(dòng)狀態(tài)、5。

16、50。C及80%相對(duì)濕度環(huán)境中正常運(yùn)行，工礦環(huán)境下能夠防塵、防震、防潮。其配置如下：      Pentiun(r)-MMX233HZ 處理器      32M內(nèi)存      10G硬盤(pán)或更高      3.5英寸軟驅(qū)      Super VGA1024*768液晶顯示器      PC

17、/AT（101/102鍵）鍵盤(pán)接口      標(biāo)準(zhǔn)PS/2鼠標(biāo)接口      8串口多功能卡（內(nèi)置于計(jì)算機(jī)擴(kuò)展槽）    雙向通訊（全站儀D計(jì)算機(jī)）設(shè)備    系統(tǒng)長(zhǎng)距離雙向數(shù)據(jù)通訊設(shè)備采用國(guó)內(nèi)先進(jìn)的元器件，性能優(yōu)良，使得本系統(tǒng)通訊距離允許長(zhǎng)達(dá)1000m（通常200m以?xún)?nèi)即滿(mǎn)足系統(tǒng)使用要求），故障率較國(guó)外同類(lèi)系統(tǒng)低得多，約減少90以上。通訊原理如圖三所示。圖3    每個(gè)通訊單

18、元的組成：由用戶(hù)發(fā)請(qǐng)求到服務(wù)器（全站儀），服務(wù)器回送應(yīng)答到用戶(hù)。主要運(yùn)行控制與功能模塊表 模  塊  名  稱(chēng)功       能1MEASURE自動(dòng)測(cè)量模塊2CACU_A矢量轉(zhuǎn)換求取盾構(gòu)機(jī)特征點(diǎn)坐標(biāo)模塊3CACU_B計(jì)算切口中心里程及偏差模塊4DRAWSCALE設(shè)計(jì)顯示屏幕圖形5DRAWPOSITION計(jì)算并顯示盾構(gòu)機(jī)的里程、偏差及姿態(tài)數(shù)據(jù)     3.3 系統(tǒng)硬件組成簡(jiǎn)單的優(yōu)勢(shì)    從設(shè)備構(gòu)成可知，系統(tǒng)

19、不使用陀螺儀，也不必配裝激光發(fā)射接收裝置，并舍去其他許多系統(tǒng)所依賴(lài)的傳感設(shè)備或測(cè)傾儀設(shè)備，從而最大限度地簡(jiǎn)化了系統(tǒng)構(gòu)成，系統(tǒng)簡(jiǎn)化提高了其健壯性，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)最簡(jiǎn)和最優(yōu)。    帶來(lái)上述優(yōu)點(diǎn)的原因，在于機(jī)器人良好的性能和高精度以及定位原理上直接采用三維框架，通過(guò)在計(jì)算理論和方法上突破過(guò)去傳統(tǒng)方式的框框，使之能夠高精度直接給出盾構(gòu)機(jī)上任意（特征）點(diǎn)的三維坐標(biāo)（X，Y，Z）以及三個(gè)方向的（偏轉(zhuǎn)）角度（，），這樣在盾構(gòu)機(jī)定位定向中，即使是結(jié)構(gòu)復(fù)雜的盾構(gòu)機(jī)也能夠簡(jiǎn)單地同時(shí)確定任意多個(gè)特征點(diǎn)。比如DOT式雙圓盾構(gòu)需解決雙軸中心線(xiàn)位或其他盾構(gòu)更多 軸心、以及鉸接式變角等問(wèn)

20、題，可通過(guò)向量和坐標(biāo)轉(zhuǎn)換計(jì)算解出而不必增加必要觀測(cè)。    由此可知，本構(gòu)架組成系統(tǒng)的硬件部件少，運(yùn)行更加可靠，較其他形式的姿態(tài)測(cè)量方式優(yōu)點(diǎn)明顯。實(shí)際上本系統(tǒng)的最大特點(diǎn)就是由測(cè)量點(diǎn)的坐標(biāo)直接解算來(lái)直接給定測(cè)量對(duì)象（剛體）的空間姿態(tài)。    另外特別說(shuō)明一點(diǎn)：本系統(tǒng)由兩臺(tái)儀器聯(lián)測(cè)時(shí)，每次測(cè)量都從隧道基準(zhǔn)導(dǎo)線(xiàn)點(diǎn)開(kāi)始，測(cè)量運(yùn)行過(guò)程中每點(diǎn)和每條邊在檢驗(yàn)通過(guò)之后才進(jìn)行下步。得到的姿態(tài)結(jié)果均相互獨(dú)立，無(wú)累積計(jì)算，故系統(tǒng)求解計(jì)算中無(wú)累計(jì)性誤差存在。因此，每次結(jié)果之間可以相互起到檢核作用，從而避免產(chǎn)生人為的或系統(tǒng)數(shù)據(jù)的運(yùn)行錯(cuò)誤。這種每次直接

21、給出獨(dú)立盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)六要素（X，Y，Z，）的測(cè)算模式，在同類(lèi)系統(tǒng)中是首次采用。    冗余觀測(cè)能夠避免差錯(cuò)，也是提高精度的有效方法。最短可設(shè)置每三分鐘測(cè)定一次盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)，由此產(chǎn)生足量冗余，不僅確保了結(jié)果的準(zhǔn)確，也保證了提供指導(dǎo)信息的及時(shí)性，同時(shí)替代了隧道不良環(huán)境中的人工作業(yè)，改善了盾構(gòu)隧道施工信息化中的一個(gè)重要但較薄弱的環(huán)節(jié)。    4 工程應(yīng)用及結(jié)論    4.1 工程應(yīng)用     上海市共和新路高架工程中山北路站延長(zhǎng)路站區(qū)間

22、盾構(gòu)推進(jìn)工程，本系統(tǒng)在該隧道的盾構(gòu)掘進(jìn)中成功應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)自動(dòng)測(cè)量，通過(guò)了貫通檢驗(yàn)。該工程包括上行線(xiàn)和下行線(xiàn)二條隧道，單線(xiàn)全長(zhǎng)1267m。每條隧道包含15段平曲線(xiàn)（直線(xiàn)、緩和曲線(xiàn)、圓曲線(xiàn)）和17段豎曲線(xiàn)（坡度線(xiàn)、圓曲線(xiàn)），線(xiàn)型復(fù)雜。    盾構(gòu)姿態(tài)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)于2001年12月11日至2002年3月7日在盾構(gòu)推進(jìn)施工中調(diào)試應(yīng)用。首先在下行線(xiàn)（里程SK15+804SK16+103）安裝自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，調(diào)試獲得成功，由于下行線(xiàn)推進(jìn)前方遇到灌注樁障礙被迫停工，自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)轉(zhuǎn)移安裝到上行線(xiàn)的盾構(gòu)推進(jìn)施工中使用，直到上行線(xiàn)于2002年3月7日準(zhǔn)確貫通，取得滿(mǎn)意結(jié)果。

23、    4.2 系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)果精度分析表1 盾構(gòu)機(jī)非推進(jìn)狀態(tài)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)精度估計(jì)分析    由表1統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可以看出，盾構(gòu)機(jī)在非推進(jìn)狀態(tài)下，測(cè)量得到的數(shù)據(jù)精度高，并且穩(wěn)定。說(shuō)明系統(tǒng)運(yùn)行內(nèi)符合性很好。表2 當(dāng)盾構(gòu)機(jī)在推進(jìn)狀態(tài)時(shí)連續(xù)測(cè)量得到的姿態(tài)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)特征   通過(guò)實(shí)驗(yàn)調(diào)試和施工運(yùn)行引導(dǎo)推進(jìn)表明，系統(tǒng)在盾構(gòu)推進(jìn)過(guò)程中連續(xù)跟蹤測(cè)量盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)運(yùn)行狀況良好。測(cè)量一次大約23分鐘。在“停止”狀態(tài)測(cè)得數(shù)據(jù)中，里程是不變的，此時(shí)的偏差變化，直接反映出系統(tǒng)在低度干擾狀態(tài)下的內(nèi)符合穩(wěn)定性，其數(shù)據(jù)偏差量用來(lái)指

24、導(dǎo)盾構(gòu)機(jī)的掘進(jìn)和糾偏。盾構(gòu)不推進(jìn)所測(cè)定盾構(gòu)機(jī)偏差的較差<±1cm，盾構(gòu)推進(jìn)時(shí)測(cè)定盾構(gòu)機(jī)偏差的誤差<±2cm。表3中和人工測(cè)量的結(jié)果對(duì)比，考慮對(duì)盾構(gòu)機(jī)特征點(diǎn)預(yù)置是獨(dú)立操作的，從而存在的不共點(diǎn)誤差，由此推估測(cè)量結(jié)果和人工測(cè)量是一致的，在盾構(gòu)機(jī)貫通進(jìn)洞時(shí)得到驗(yàn)證。    4.3 開(kāi)發(fā)與應(yīng)用小結(jié)    經(jīng)數(shù)據(jù)隨機(jī)抽樣統(tǒng)計(jì)計(jì)算得出中誤差（表1、表2）表明：以?xún)杀吨姓`差為限值，盾構(gòu)機(jī)停止和推進(jìn)兩種狀態(tài)偏差結(jié)果的中誤差均小于±20毫米，滿(mǎn)足規(guī)范要求。    

25、為了檢核盾構(gòu)姿態(tài)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的實(shí)測(cè)精度，仍采用常規(guī)的人工測(cè)量方法，測(cè)定切口和盾尾的水平偏差和垂直偏差，并與同里程的自動(dòng)測(cè)量記錄相比較（表三），求得二者的較差()。由于二者各自確定的切口中心點(diǎn)1和盾尾中心點(diǎn)2不一致偏差約為2cm，所以各自測(cè)定的偏差不是相對(duì)于同一中心點(diǎn)的，即二者之間先期存在著系統(tǒng)性差值。    通過(guò)工程實(shí)用運(yùn)行，對(duì)多種困難條件適應(yīng)性檢驗(yàn)，系統(tǒng)表現(xiàn)出良好的性能：    1)   實(shí)時(shí)性系統(tǒng)自動(dòng)測(cè)量反映當(dāng)前盾構(gòu)機(jī)空間(六自由度)狀態(tài)；    2)

26、   動(dòng)態(tài)性系統(tǒng)自動(dòng)跟蹤跟進(jìn)，較好解決了彎道轉(zhuǎn)向問(wèn)題；    3)   簡(jiǎn)易性系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理，操作和維護(hù)方便，易于推廣使用；    4)   快速性系統(tǒng)測(cè)量一次僅需約兩分鐘；    5)   準(zhǔn)確性結(jié)果準(zhǔn)確精度高，滿(mǎn)足規(guī)范要求，在各種工況狀態(tài)都小于±20毫米；    6)   穩(wěn)定性適應(yīng)震動(dòng)潮濕的地下隧道環(huán)境，系統(tǒng)可以長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行。    本系統(tǒng)已成功