标；
[0032] 2)中心计算机从目标棱镜盾构坐标文件中读取3个目标棱镜在盾构坐标系下的 坐标；
[0033] 3)中心计算机获取倾斜仪测得的当前盾构机的角度数据，并进行常数修正；
[0034] 4)利用三个目标棱镜在工程坐标系和盾构坐标系间的对应关系，组建坐标误差方 程；然后，将倾斜仪测量值作为限制条件，组建角度误差方程；
[0035] 5)将两种误差方程进行联合平差，计算出工程坐标系和盾构坐标系间的转换参 数；
[0036] 6)根据盾构机参数获取盾构机盾尾中心和切口中心的盾构坐标；。
[0037] 7)再利用求出的工程坐标系和盾构坐标系间转换参数计算盾尾中心和切口中心 在工程坐标系下的坐标；
[0038] 8)读取设计线路的平竖曲线要素表，生成设计线路模型；
[0039] 9)根据设计线路模型反算盾尾中心对应的当前里程；
[0040] 10)根据当前里程，考虑断链和偏距的影响，计算盾尾中心和切口中心在设计线路 中的设计位置；
[0041] 11)对比盾尾中心、切口中心的当前位置和设计位置间的偏差，获得当前盾构机的 8个姿态参数。
[0042] 与现有技术相比，本发明具有以下优点：在硬件配置方面采用一静一动两台全站 仪，有效解决了盾构姿态解算时频繁换站造成的影响；并且利用随盾构机同步运动的全站 仪对目标棱镜实时监测，可以快速完成对所有棱镜的识别与测量，在姿态解算方法方面，弓丨 入倾斜角数据作为限制条件，大大提高盾构姿态解算精度。
【附图说明】
[0043] 图1为本发明系统的硬件组成示意图；
[0044] 图2为本发明系统的工作流程示意图；
[0045] 图3为本发明方法计算盾构姿态参数的流程示意图。
【具体实施方式】
[0046] 下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
[0047] 如图1所示，一种盾构姿态快速解算系统有一台用于采集盾构姿态位置的动态全 站仪6、一台用于获取测站瞬时坐标的静态全站仪8、两台用于采集盾构机姿态角度的倾斜 仪3、三个用于姿态解算的目标棱镜4以及一个后视棱镜10 ;所述的动态全站仪6、静态全 站仪8以及两台倾斜仪3各自连接一分站11，所述的分站11通过通讯模块连接一主站2， 所述的主站2连接一中心计算机1。
[0048] 所述的动态全站仪6安装在盾构机身上，所述的静态全站仪8安装在隧道的顶部， 所述的动态全站仪6和静态全站仪8的手柄上分别安装一棱镜，棱镜中心和仪器底座中心 重合，并且能够精确测定两者间相对位置关系。所述的后视棱镜10位于静态全站仪8的后 方；所述的三个目标棱镜4安装在盾构机12身上且不在同一平面，三个目标棱镜4相互间 距离差不小于10厘米，有一个目标棱镜4位于盾构机右半部，三个目标棱镜4的镜面均朝 向动态全站仪6 ;两台倾斜仪对应安装在平行于盾构机纵向轴线和横向轴线的位置。3个目 标棱镜固定安装在盾构机机身上且镜面朝向动态全站仪6, 3个目标棱镜和动态全站仪6之 间不应有遮挡物。中间一个目标棱镜应位于盾构机机身顶部，另外两个目标棱镜分别位于 盾尾左右两侧，位置尽量分散且易于被动态全站仪6搜索。支架7的位置选择在控制室的 中后部，要求视野要好，既能满足后视的需要又能测量到三个目标棱镜。支架在确保稳定平 整的同时，能够固定一个自动整平装置5。自动整平装置5固定在随盾构机同步运动的支架 7上，通过RS232串口线与从站11连接。
[0049] 一种盾构姿态快速解算系统利用一静一动两台全站仪进行姿态测量，静态全站仪 对动态全站仪实时跟踪测量，获取测站瞬时坐标，动态全站仪随盾构机同步运动，对三个目 标棱镜进行实时快速监测，中心计算机结合倾斜仪获取的角度数据，计算出盾构机首尾中 心的工程坐标，通过与设计线路数据进行比较，得到当前盾构机的姿态参数，具体步骤如图 2所示：
[0050] 在步骤1中，新建工程，输入工程名称和隧道开挖区间起止站台名称，并明确是上 行线还是下行线。
[0051] 在步骤2中，打开项目进行工程配置，导入相关设计文件：包括设计线路平竖曲线 参数文件、控制点坐标文件、目标棱镜盾构坐标文件、倾斜仪改正常数文件、以及断链设置 文件等；输入相关参数：包括管片宽度、管片间隙、起始环号、起始里程、盾构机长等。
[0052] 在步骤3中，设置每台全站仪和倾斜仪的通讯参数，包括串口号、波特率和通讯协 议。
[0053] 在步骤4中，中心计算机通过无线通讯模块测试各个传感器的通讯状况。
[0054] 在步骤5中，判断步骤4的仪器通讯测试是否正常，即计算机是否可以随时通过无 线通讯模块连接或断开各个传感器。如果正常，则执行步骤6 ;否则，返回步骤3,重新对各 台仪器进行通讯设置，并检查无线通讯模块的收发状况。
[0055] 在步骤6中，中心计算机连接静态全站仪，并发送指令控制其完成设站操作，即从 控制点文件中选择当前静态测站所在控制点。
[0056] 在步骤7中，中心计算机控制静态全站仪完成后视定向，即在控制点文件中选择 与静态测站通视且位置合适的控制点作为后视点，并在该位置安装后视棱镜，动态全站仪 根据测站和后视点的位置关系计算旋转角度，自动转向后视方向，搜索、照准棱镜，然后将 该方向设置为后视方向并测量后视点坐标。如果测量坐标与已知坐标之差小于设置的限差 则执行步骤8，否则，检查是否选错后视控制点。
[0057] 在步骤8中，中心计算机控制静态全站仪转向动态全站仪，即根据静态全站仪和 动态全站仪之间的位置关系计算旋转角度，静态全站仪利用旋转马达转向动态全站仪。如 果静态全站仪未能搜索到静态全站仪，则说明静态全站仪和动态全站仪相互不通视，此时 需要暂停盾构机进行换站。
[0058] 在步骤9中，静态全站仪搜索动态全站仪手柄上的安置的目标棱镜。
[0059] 在步骤10中，判断是否需要换站，如果步骤9中无法搜索到目标棱镜，则说明静态 全站仪和动态全站仪不通视，此时需要暂停盾构机往前移动静态全站仪的位置，然后执行 步骤7,否则执行步骤11。实际工程中，可以人为的预先判断是否需要换站，提前安置好吊 篮和计算出相应控制点坐标，从而大大减少盾构机暂停时间。
[0060] 在步骤11中，中心计算机控制静态全站仪精确照准动态全站仪上的棱镜，并测量 其坐标，作为姿态解算的瞬时测站坐标。
[0061] 在步骤12中，中心计算机断开静态全站仪，连接动态全站仪。
[0062] 在步骤13中，动态全站仪利用自动安平装置进行自动整平。
[0063] 在步骤14中，中心计算机控制动态全站仪进行设站操作，坐标采用步骤11中测量 结果。
[0064] 在步骤15中，动态全站仪进行转向后视点，并进行定向作业，过程同步骤8。
[0065] 在步骤16中，判断此次姿态监测是否第一次，如果是则执行步骤17,否则执行步 骤18。
[0066] 在步骤17中，人工转动动态全站仪逐个照准盾构机身上的目标棱镜，测量其坐标 保存到系统的学习文件中。
[0067] 在步骤18中，动态全站读取当前学习文件中最新的3个目标棱镜位置，反算出测 量各个棱镜时需要的旋转角度。
[0068] 在步骤19中，动态全站仪搜索目标棱镜并照准。
[0069] 在步骤20中，动态全站仪逐个测量目标棱镜的位置，将测量结果保存到系统的学 习文件中，完成对之前数据的更新，从而保证动态全站仪始终能快速搜索目标。
[0070] 在步骤21中，中心计算机断开与动态全站仪，连接倾斜仪，获取倾斜仪的倾角数 据。
[0071]