米度
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米度测量

米度导向系统发展史

2022年03月09日

米度导向系统发展史

2022年03月09日

关于米度  


上海米度测量技术有限公司(以下简称“米度”)成立于2010年,在深圳、成都、石家庄等地设有办事处。致力于工程机械导向技术及地下空间智慧测量的研发、生产和服务。成立至今已研发并推出盾构、顶管、煤矿、工程机械等多个系列的自动测量应用系统及信息化、智能化监控平台。


 2010年,米度两棱镜版盾构导向系统发布,在重庆国际会展中心项目成功使用;自主研发的调光玻璃开关棱镜及隧道测量软件“隧道精灵”推出

❖ 2011年,推出国内自主研发激光靶技术导向系统,在长沙地铁2号线10标项目成功应用

❖ 2012 年,米度长距离曲线顶管系统发布,在上海白龙港排污工程项目成功应用;激光靶发明专利申请;米度导向系统 2.0版本发布

❖ 2013年,被认定为双软企业;米度导向系统 3.0 版本发布

❖ 2014 年,盾构导向系统获中国中铁科技进步二等奖,米度导向系统 4.0 版本发布

❖ 2015年,上海高新技术企业;激光靶发明专利获授权;米度短距离直线顶管导向系统发布;洛阳“引故入洛”项目TBM导向系统应用

❖ 2016年,米度短距离直线顶管导向系统三棱镜版本发布

❖ 2017年,通过ISO9001 质量管理体系认证

❖ 2019年,米度盾构导向系统维保服务产品推出,盾尾间隙测量系统、渣土体积测量系统、盾构新增项系统产品发布;悬臂式掘进机系统成功研制

❖ 2020年,上海市专精特新企业;矿用导向系统认证;米度矿用双护盾导向系统发布,在淮南张集北矿项目成功应用

❖ 2021年,米度竖井导向系统、凿岩台车自动测量系统、断面自动测量系统成功研制,陕西铁路工程职业技术学院盾构导向系统捐赠


研发背景 

20世纪70年代以来,国内盾构掘进施工技术有了新的飞跃,盾构施工的盾构姿态测量普遍还是采用人工测量的传统办法来实现。人工测量费时费力,测量精度依赖于测量人员的作业素质,出错率高、工作效率低。伴随着测绘技术、激光传感技术、计算机技术、机械电子与自动化控制等技术的发展成熟,自动导向系统在盾构施工中逐渐得到成功运用、发展和完善。

2010年米度自主研发了开关玻璃的两棱镜系统。随着激光传感技术的发展,2011年米度又自主研发了“MTG-T激光自动导向系统”,打破长期由国外导向系统垄断的局面。经过不断的技术迭代,当前已更新至第四代激光靶系统,已达到国际先进水平与国外进口产品同步。在致力于盾构导向系统领域十几年来,米度公司自主研发的顶管导向系统、盾构管理系统、盾尾间隙测量系统、自动纠偏系统也保持着国内行业先进水平,从而使盾构掘进工艺变得更自动化、智能化、高精化。


各类导向系统原理及特点

米度导向系统分类  

米度导向系统按照发展时间分为:

❖两棱镜导向系统

❖三棱镜导向系统

❖激光靶导向系统

两棱镜导向系统


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原理:通过全站仪来测量布设在盾构中盾上方固定位置上的3个目标棱镜的绝对坐标(一般设置3个,2个参与解算,另1个备用),根据预先测定棱镜与盾构机切口和盾尾的相对位置关系以及倾斜仪获取的盾构俯仰角、滚动角推算出切口和盾尾的绝对坐标,然后将切口和盾尾的绝对坐标与设计轴线相比较得出盾构机的位置偏差情况,即平面偏差和高程偏差。

优点:

❖系统构成简单,直线测量距离长

❖理论上全站仪只要能测量得到目标棱镜坐标就一直可用,测量距离主要受限于全站仪与工业电脑间的无线通讯距离

❖测量原理简单,复核较为方便

❖除了适配徕卡仪器外,也可兼容天宝全站仪,旧系统改造成本低

不足:

1、两个棱镜安装时需要满足较小的安装空间,对安装视场有一定要求,系统存在棱镜测量不同步的误差,盾构掘进速度越快误差越大

2、开关棱镜或者调光棱镜处于恶劣施工环境下且数量较多,长时间使用容易出现如下故障,如:调光棱镜密封破坏后由于温差引起镜面水汽凝结导致无法测量坐标、开光棱镜的开关转轴被泥沙堵塞等

3、盾构机处于小转弯半径曲线时需要频繁换站,测量人员的工作量比较大

说明:目前市面上尚有演算工坊的系统是以两棱镜系统为主

三棱镜导向系统

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原理:3个棱镜的坐标提供了七参数转换关系。全站仪测量固定于中盾上的3个圆棱镜绝对坐标,根据预先设定的3个棱镜与盾体的相对位置关系即可推算出盾构机的切口和盾尾的绝对坐标,并与之设计轴线相对比,从而得出盾构机的姿态偏差。

优点:

❖系统构成简单,无复杂的供电及通讯线缆,易维护,系统价格实惠

不足:

系统完成一次测量需要较长时间,系统精度不高,系统需要较大的安装及测量视场否则容易造成全站仪寻找目标混乱(多目标测量时全站仪小视场角问题难以避免),系统适用性较低,盾构处于小转弯半径曲线时换站频繁。

说明:目前主要运用于地铁联络通道的盾构法施工

激光靶导向系统

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原理:激光靶系统又可称为单棱镜系统,是因为全站仪只需要测量1个目标单元即可完成导向工作。激光靶主要用来接收来自全站仪的激光,利用图像处理技术计算出激光靶的大地方位角,同时激光靶上安装有棱镜,用于确定激光靶的三维坐标(位置),激光靶内置双轴倾斜仪可以实时计算其滚动角和俯仰角,即激光靶的空间位置(x,y,z,方位角、滚动角、俯仰角)能够时刻计算出来。由于激光靶固定安装于盾体上,通过激光靶的空间位置也可以计算出盾体的空间位置,进而解算盾体的姿态。

优点:

❖导向频率高,一个测量周期只需几秒,并且如果使用辅助油缸导向可以实现每秒计算盾构姿态

❖测量视场需求小,盾构处于小转弯半径时可以增加测量距离减少换站次数

❖系统计算精度高,可达到毫米级,系统主要误差来源于设站定向的精度(导线精度)

❖系统稳定性较高

❖可兼容天宝仪器,不受仪器激光类型限制

不足:

1、激光靶受限于本身工作原理导致测量距离不能过大,同时无线通讯也受通讯距离和环境影响,一般情况下有效距离在100米左右,也可通过调节全站仪发射激光功率增大测量距离

2、系统电子元器件较多维护不当容易出现故障

3、激光靶出现故障后一般需要厂家现场解决,耗时较多

4、系统价格较为昂贵

棱镜导向系统