曲线段管节标定方法

摘要

本发明涉及一种曲线段管节标定方法，属于沉管隧道施工技术领域，用于对管节进行标定，管节顶部安装有导向系统，导向系统包括导向杆和导向托架预埋件；该曲线段管节标定方法包括构建标定系统和利用导向系统对管节进行标定，构建标定系统又包括建立管节坐标系、构建导向系统坐标系和获取两个坐标系之间的换算关系，根据换算关系，将导向托架预埋件在管节坐标系中的坐标换算为导向系统坐标系中的坐标，以利用导向托架预埋件在导向系统坐标系中的坐标对管节进行标定。该曲线段管节标定方法还包括复核检验坐标系的步骤，以检验标定系统构建的准确性。本发明提供的曲线段管节标定方法操作简单、标定精度高且受沉管预制偏差影响小。

权利要求

1.曲线段管节标定方法，用于对管节进行标定，所述管节顶部安装有导向系统，所述导向系统包括导向杆和导向托架预埋件；其特征在于，所述曲线段管节标定方法包括以下步骤：构建标定系统，包括以下步骤：

建立管节坐标系：取位于所述管节首端的点o和位于所述管节尾端的点o1，以点o为所述管节坐标系的原点，以点o和点o1所在直线为所述管节坐标系的x轴，以经过点o且垂直于所述管节顶面的直线为z轴，建立三维直角坐标系，作为所述管节坐标系；

构建导向系统坐标系：导向系统坐标系包括管节首端导向系统坐标系和管节尾端导向系统坐标系；所述管节首端导向系统坐标系的构建步骤为：以所述点o为原点，以经过所述点o且垂直于所述管节首端端面的直线为x轴，以经过所述点o且垂直于所述管节顶面的直线为z轴，建立三维直角坐标系，作为所述管节首端导向系统坐标系；所述管节尾端导向系统坐标系的构建步骤为：以所述点o1为原点，以经过所述点o1且垂直于所述管节尾端端面的直线为x轴，以经过所述点o1且垂直于所述管节顶面的直线为z轴，建立三维直角坐标系，作为所述管节尾端导向系统坐标系；

获取坐标系转换关系：在所述导向杆布设控制点DG，根据所述控制点DG在所述管节坐标系中的坐标及其在所述导向系统坐标系中的坐标，得到所述管节坐标系的坐标与所述导向系统坐标系的坐标的换算关系，所述管节坐标系中坐标与所述导向系统坐标系中坐标的换算公式为：x'=（x‑a）cosα+（y‑b）sinα;

y'=（y‑b）cosα‑（x‑a）sinα;

其中，a、b分别为所述导向系统坐标系原点在所述管节坐标系中的横坐标和纵坐标，x、y分别为所述控制点DG在所述管节坐标系中的横坐标和纵坐标，x'、y'分别为所述控制点DG在所述导向系统坐标系中的横坐标和纵坐标，α为所述导向系统坐标系x轴相对于所述管节坐标系x轴的旋转角；

管节标定：根据所述换算关系，将所述导向托架预埋件在所述管节坐标系中的坐标换算为所述导向系统坐标系中的坐标，以利用所述导向托架预埋件在所述导向系统坐标系中的坐标对所述管节进行标定；其中，在所述导向托架预埋件靠近所述管节首端时，换算到所述管节首端导向系统坐标系，在所述导向托架预埋件靠近所述管节尾端时，换算到所述管节尾端导向系统坐标系中。

2.根据权利要求1所述的曲线段管节标定方法，其特征在于，所述点o是通过所述管节首端端面的首端特征点拟合得到，获取所述点o具体步骤为：在管节首端端面布设首端特征点：在所述管节首端端面的对应位置分别布设多个首端特征点，多个所述首端特征点分别位于所述管节首端端面的左右两侧；

确定管节首端端面中点：将所述首端特征点进行拟合，以确定所述首端特征点的中点S1；

确定点o：将所述中点S1投影至所述管节顶端，得到所述点o；

所述点o1是通过所述管节尾端端面的尾端特征点拟合得到，获取所述点o1的具体步骤为：在管节尾端端面布设尾端特征点：在所述管节尾端端面布设多个尾端特征点，多个所述尾端特征点分别位于所述管节尾端端面的左右两侧；

确定管节尾端端面中点：将所述尾端特征点进行拟合，以确定所述尾端特征点的中点S2；

确定点o1：将所述中点S2投影至所述管节顶端，得到所述点o1。

3.根据权利要求2所述的曲线段管节标定方法，其特征在于，在所述建立管节坐标系中，以所述管节尾端指向所述管节首端的方向为所述管节坐标系x轴正方向。

4.根据权利要求3所述的曲线段管节标定方法，其特征在于，根据所述管节坐标系原点o、x轴及x轴正方向，使用左手法则，左手拇指所在直线为所述管节坐标系的y轴，左手拇指指向的方向为所述管节坐标系的y轴正方向。

5.根据权利要求1所述的曲线段管节标定方法，其特征在于，在所述导向杆的中轴线上布设至少三个控制点DG。

6.根据权利要求1所述的曲线段管节标定方法，其特征在于，所述曲线段管节标定方法还包括复核检验坐标系的步骤，具体包括以下步骤：在所述管节内部布设多个中廊道贯通点GT；

计算所述中廊道贯通点GT在所述管节坐标系中的坐标，并将所述中廊道贯通点GT在所述管节坐标系中的坐标换算为所述导向系统坐标系中的坐标；

根据所述中廊道贯通点GT在所述导向系统坐标系中的坐标计算得到不同所述中廊道贯通点GT之间的理论量程g；

实际测量不同所述中廊道贯通点GT之间的实测量程d；

比较所述中廊道贯通点GT之间的所述理论量程g与对应的所述实测量程d：若理论量程g与实测量程d差值小于或等于误差值σ，则说明标定系统构建合格；

若理论量程g与实测量程d差值大于误差值σ，则说明标定系统构建不合格。

7.根据权利要求6所述的曲线段管节标定方法，其特征在于，所述误差值σ为5mm。

说明书

曲线段管节标定方法

技术领域

[0001] 本发明属于沉管隧道施工技术领域，尤其涉及一种曲线段管节标定方法。

背景技术

[0002] 沉管隧道是将隧道管段分段预制，每段沉管管节两端设置临时止水头部，然后浮运至隧道轴线处，沉放在预先挖好的地槽(基槽)内，完成管段间的水下连接，移去临时止水
头部，回填基槽保护沉管，铺设隧道内部设施，从而形成一个完整的水下通道。沉管安装施
工将直接影响整个沉管隧道的施工质量，在沉管安装定位过程中，需要对沉管管节进行标
定，从而实现沉管精准定位和安装。

[0003] 在实际施工中，沉管隧道并不是直线施工，这导致预制的沉管管节除了直线段外，还包括曲线段，由于曲线段的轴线是一条弧线，与管节坐标轴线不能很好的重合，因此，曲
线段管节的标定要比直线段管节标定复杂。对于曲线段管节，现阶段主要采用以直代曲的
标定方法，按照直线段管节标定方法，将导向杆与导向托架中点标定至设计位置，这种方法
只适用于小曲率管节，在大曲率长管节中由于管节中轴线与首尾端面夹角大，这种方法会
导致安装偏差较大。

[0004] 现有技术中的沉管标定方法无法适用于大曲率沉管的标定，无法保证标定精度。

发明内容

[0005] 针对相关技术中存在的不足之处，本发明提供了一种曲线段管节标定方法，以简化曲线段管节标定方法的操作过程，使曲线段管节能够被快速且精确标定。

[0006] 本发明提供一种曲线段管节标定方法，用于对管节进行标定，管节顶部安装有导向系统，导向系统包括导向杆和导向托架预埋件；曲线段管节标定方法包括以下步骤：

[0007] 构建标定系统，包括以下步骤：

[0008] 建立管节坐标系：取位于管节首端的点o和位于管节尾端的点o1，以点o为管节坐标系的原点，以点o和点o1所在直线为管节坐标系的x轴，以经过点o且垂直于管节顶面的直
线为z轴，建立三维直角坐标系，作为管节坐标系；

[0009] 构建导向系统坐标系：导向系统坐标系包括管节首端导向系统坐标系和管节尾端导向系统坐标系；管节首端导向系统坐标系的构建步骤为：以点o为原点，以经过点o且垂直
于管节首端端面的直线为x轴，以经过点o且垂直于管节顶面的直线为z轴，建立三维直角坐
标系，作为所述管节首端导向系统坐标系；管节尾端导向系统坐标系的构建步骤为：以点o1
为原点，以经过点o1且垂直于管节尾端端面的直线为x轴，以经过点o1且垂直于管节顶面的
直线为z轴，建立三维直角坐标系，作为所述管节尾端导向系统坐标系；

[0010] 获取坐标系转换关系：在导向杆布设控制点DG，根据控制点DG在管节坐标系中的坐标及其在导向系统坐标系中的坐标，得到管节坐标系的坐标与导向系统坐标系的坐标的
换算关系；

[0011] 管节标定：根据换算关系，将导向托架预埋件在管节坐标系中的坐标换算为导向系统坐标系中的坐标，以利用导向托架预埋件在导向系统坐标系中的坐标对管节进行标
定。

[0012] 本技术方案通过建立管节坐标系和导向系统坐标系，利用二者之间的转换关系，对导向托架预埋件进行标定，以保证曲线段管节的安装精度。

[0013] 在其中一些实施例中，点o是通过管节首端端面的首端特征点拟合得到，获取点o具体步骤为：

[0014] 在管节首端端面布设首端特征点：在管节首端端面的对应位置分别布设多个首端特征点，多个首端特征点分别位于管节首端端面的左右两侧；

[0015] 确定管节首端端面中点：将首端特征点进行拟合，以确定首端特征点的中点S1；

[0016] 确定点o：将中点S1投影至管节顶端，得到点o；

[0017] 点o1是通过管节尾端端面的尾端特征点拟合得到，获取点o1的具体步骤为：

[0018] 在管节尾端端面布设尾端特征点：在管节尾端端面布设多个尾端特征点，多个尾端特征点分别位于管节尾端端面的左右两侧；

[0019] 确定管节尾端端面中点：将尾端特征点进行拟合，以确定尾端特征点的中点S2；

[0020] 确定点o1：将中点S2投影至管节顶端，得到点o1。

[0021] 在其中一些实施例中，在建立管节坐标系中，以管节尾端指向管节首端的方向为管节坐标系x轴正方向。

[0022] 在其中一些实施例中，根据管节坐标系原点o、x轴及x轴正方向，使用左手法则，左手拇指所在直线为管节坐标系的y轴，左手拇指指向的方向为管节坐标系的y轴正方向。

[0023] 本技术方案通过使用左手法则，根据管节坐标系原点o、x轴及x轴正方向，可以快速且准确的确定管节坐标系的y轴及y轴正方向。

[0024] 在其中一些实施例中，在导向杆的中轴线上布设至少三个控制点DG。

[0025] 本技术方案通过在导向杆设置控制点DG，利用控制点DG在管节坐标系中坐标和导向系统坐标系中坐标，以推算得到管节坐标系中坐标与导向系统坐标系中坐标的换算关
系。

[0026] 在其中一些实施例中，管节坐标系中坐标与导向系统坐标系中坐标的换算公式为：

[0027] x'=（x‑a）cosα+（y‑b）sinα;

[0028] y'=（y‑b）cosα‑（x‑a）sinα;

[0029] 其中，a、b分别为导向系统坐标系原点在管节坐标系中的横坐标和纵坐标，x、y分别为控制点DG在管节坐标系中的横坐标和纵坐标，x'、y'分别为控制点DG在导向系统坐标
系中的横坐标和纵坐标，α为导向系统坐标系x轴相对于管节坐标系x轴的旋转角。

[0030] 在其中一些实施例中，曲线段管节标定方法还包括复核检验坐标系的步骤，具体包括以下步骤：

[0031] 在管节内部布设多个中廊道贯通点GT；

[0032] 计算中廊道贯通点GT在管节坐标系中的坐标，并将中廊道贯通点GT在管节坐标系中的坐标换算为导向系统坐标系中的坐标；

[0033] 根据中廊道贯通点GT在导向系统坐标系中的坐标计算得到不同中廊道贯通点GT之间的理论量程g；

[0034] 实际测量不同中廊道贯通点GT之间的实测量程d；

[0035] 比较中廊道贯通点GT之间的理论量程g与对应的实测量程d：

[0036] 若理论量程g与实测量程d差值小于或等于误差值σ，则说明标定系统构建合格；

[0037] 若理论量程g与实测量程d差值大于误差值σ，则说明标定系统构建不合格。

[0038] 本技术方案通过设置中廊道贯通点GT，利用中廊道贯通点GT之间在标定系统中的理论量程g与实测量程d的关系，以验证标定系统的构建精度。

[0039] 在其中一些实施例中，误差值σ为5mm。

[0040] 基于上述技术方案，本发明实施例中曲线段管节标定方法能够对曲线段管节进行标定，标定方法简单、标定精度高且受沉管预制偏差影响小。

附图说明

[0041] 此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

[0042] 图1为本发明曲线段管节标定方法一个实施例中管节布设特征点后的左视图；

[0043] 图2为本发明曲线段管节标定方法一个实施例中管节布设特征点后的立体图；

[0044] 图3为本发明曲线段管节标定方法一个实施例中管节建立管节坐标系的结构示意图；

[0045] 图4为本发明曲线段管节标定方法一个实施例中管节建立管节坐标系和导向系统坐标系的俯视图；

[0046] 图5为本发明曲线段管节标定方法一个实施例中中廊道贯通点在管节坐标系和导向系统坐标系中的结构示意图；

[0047] 图6为本发明曲线段管节标定方法一个实施例中导向杆前后支座和导向杆托架预埋件在管节坐标系和导向系统坐标系中的结构示意图；

[0048] 图7为本发明曲线段管节标定方法一个实施例中导向系统的结构示意图；

[0049] 图8为本发明曲线段管节标定方法一个实施例中管节布设中廊道贯通点后的俯视图。

[0050] 图中：

[0051] 1、导向杆后支座；2、导向杆前支座；3、导向托架预埋件；4、导向杆；5、管节；A、右车道；B、左车道；C、管节首端；D、管节尾端；E、中廊道；L1、管节轴线。

具体实施方式

[0052] 下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明
的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，
都属于本发明保护的范围。

[0053] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对
本发明的限制。

[0054] 在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

[0055] 如附图1‑图8所示，在本发明曲线段管节标定方法的一个示意性实施例中，该曲线段管节标定方法用于对管节5进行标定，管节5顶部安装有导向系统，导向系统包括导向杆4
和导向托架预埋件3；该曲线段管节标定方法包括构建标定系统和利用标定系统对管节5进
行标定两个步骤，其中，构建标定系统又包括建立管节坐标系o‑xyz、构建导向系统坐标系
和获取两个坐标系之间的转换关系这三个步骤。

[0056] 上述曲线段管节标定方法中，建立管节坐标系o‑xyz具体包括：取位于管节首端C的点o和位于管节尾端D的点o1，以点o为管节坐标系o‑xyz的原点，以点o和点o1所在直线为
管节坐标系o‑xyz的x轴，以管节尾端D指向管节首端C的方向为管节坐标系o‑xyz的x轴正方
向；根据管节坐标系o‑xyz原点o、x轴及x轴正方向，使用左手法则，左手拇指所在直线为管
节坐标系o‑xyz的y轴，左手拇指指向的方向为管节坐标系o‑xyz的y轴正方向；以经过点o且
垂直于管节5顶面的直线为z轴，以竖直向上的方向为z轴正方向，建立三维直角坐标系，作
为管节坐标系o‑xyz。

[0057] 需要说明的是，点o是通过管节首端C端面的首端特征点拟合得到，获取点o具体步骤为：在管节首端C端面的对应位置分别布设多个首端特征点，多个首端特征点分别位于管
节首端C端面的左右两侧；将首端特征点进行拟合，以确定首端特征点的中点S1；将中点S1
投影至管节5顶端，得到点o。同理，点o1是通过管节尾端D端面的尾端特征点拟合得到，获取
点o1的具体步骤为：在管节尾端D端面布设多个尾端特征点，多个尾端特征点分别位于管节
尾端D端面的左右两侧；将尾端特征点进行拟合，以确定尾端特征点的中点S2；将中点S2投
影至管节5顶端，得到点o1。

[0058] 上述曲线段管节标定方法中，导向系统坐标系包括管节首端导向系统坐标系o‑x1y1z1和管节尾端导向系统坐标系o1‑x2y2z2；管节首端导向系统坐标系o‑x1y1z1的构建步骤为：以点o为原点，以经过点o且垂直于管节首端C端面的直线为x轴，以管节尾端D指向管节
首端C的方向为管节首端导向系统坐标系o‑x1y1z1的x轴正方向；根据管节首端导向系统坐
标系原点o、x轴及x轴正方向，使用左手法则，左手拇指所在直线为管节首端导向系统坐标
系的y轴，左手拇指指向的方向为管节首端导向系统坐标系o‑x1y1z1的y轴正方向；以经过点
o且垂直于管节5顶面的直线为z轴，建立三维直角坐标系，作为管节首端导向系统坐标系o‑
x1y1z1。同理，管节尾端导向系统坐标系o1‑x2y2z2的构建步骤为：以点o1为原点，以经过点o1且垂直于管节尾端D端面的直线为x轴，以管节尾端D指向管节首端C的方向为管节尾端导向
系统坐标系o1‑x2y2z2的x轴正方向；根据管节尾端导向系统坐标系原点o1、x轴及x轴正方向，使用左手法则，左手拇指所在直线为管节尾端导向系统坐标系的y轴，左手拇指指向的方向
为管节尾端导向系统坐标系o1‑x2y2z2的y轴正方向；以经过点o1且垂直于管节5顶面的直线
为z轴，建立三维直角坐标系，作为管节尾端导向系统坐标系o1‑x2y2z2。

[0059] 上述曲线段管节标定方法中，获取坐标系转换关系具体包括：在导向杆4布设控制点DG，为了增加换算结果的准确性，在导向杆4的中轴线上布设至少三个控制点DG；根据控
制点DG在管节坐标系o‑xyz中的坐标及其在导向系统坐标系中的坐标，得到管节坐标系o‑
xyz的坐标与导向系统坐标系的坐标的换算关系，管节坐标系o‑xyz中坐标与导向系统坐标
系中坐标的换算公式为：

[0060] x'=（x‑a）cosα+（y‑b）sinα;

[0061] y'=（y‑b）cosα‑（x‑a）sinα;

[0062] 其中，a、b分别为导向系统坐标系原点在管节坐标系o‑xyz中的横坐标和纵坐标，x、y分别为控制点DG在管节坐标系o‑xyz中的横坐标和纵坐标，x'、y'分别为控制点DG在导
向系统坐标系中的横坐标和纵坐标，α为导向系统坐标系x轴相对于管节坐标系o‑xyz的x轴
的旋转角。

[0063] 上述曲线段管节标定方法中，管节标定具体包括：根据上述换算公式，将导向托架预埋件3在管节坐标系o‑xyz中的坐标换算为导向系统坐标系中的坐标，以利用导向托架预
埋件3在导向系统坐标系中的坐标对管节5进行标定。

[0064] 上述曲线段管节标定方法中，还包括复核检验坐标系的步骤，具体包括以下步骤：

[0065] 在管节5内部布设多个中廊道贯通点GT；

[0066] 计算中廊道贯通点GT在管节坐标系o‑xyz中的坐标，并将中廊道贯通点GT在管节坐标系o‑xyz中的坐标换算为导向系统坐标系中的坐标；

[0067] 根据中廊道贯通点GT在导向系统坐标系中的坐标计算得到不同中廊道贯通点GT之间的理论量程g；

[0068] 实际测量不同中廊道贯通点GT之间的实测量程d；

[0069] 比较中廊道贯通点GT之间的理论量程g与对应的实测量程d：

[0070] 若理论量程g与实测量程d差值小于或等于误差值σ，则说明标定系统构建合格；

[0071] 若理论量程g与实测量程d差值大于误差值σ，则说明标定系统构建不合格。

[0072] 需要说明的是，误差值σ的取值范围优选为0～5mm。

[0073] 下面以一个具体实施例说明上述曲线段管节标定方法在实际施工中的具体应用。

[0074] 1.在管节首端端面和尾端端面布设特征点

[0075] 如图1和图2所示，在管节首端C端面上分别在高程3.5m、3.8m、7.0m、14.9m处使用自贴式反射片布设4组特征点，每组特征点包括两个，同一组的两个特征点对称设置于管节
首端C端面的左右两侧，第1组特征点（S1‑1、S1‑2）设置在高程14.9m处，第2组特征点（S1‑3、S1‑4）设置在高程3.8m处，第3组特征点（S1‑5、S1‑6）设置在高程7.0m处，第4组特征点（S1‑
7、S1‑8）设置在高程3.5m处，其中，S1‑1、S1‑3、S1‑5、S1‑7位于管节首端C端面的右侧，S1‑2、S1‑4、S1‑6、S1‑8位于管节首端C端面的左侧。同理，在管节尾端D端面的高程3.5m、3.8m、
7.0m、14.9m处同样布设4组特征点，管节尾端D端面特征点的位置与管节首端C端面特征点
的位置对应。

[0076] 2.在管节5顶部安装导向系统，并布设控制点DG

[0077] 导向系统包括导向杆支座、导向杆4和导向托架预埋件3，为了增加导向杆4的安装稳定性，导向杆支座包括导向杆后支座1和导向杆前支座2，如图6和图7所示，导向杆4通过
导向杆后支座1和导向杆前支座2连接于管节5顶部；在导向杆4上布设三个控制点DG1、DG2、
DG3，其中，DG1布设于导向杆4的一端，DG2布设于导向杆4的中间部分且靠近导向杆前支座2
设置，DG3布设于导向杆4的另一端且靠近导向杆后支座1设置。

[0078] 3.在管节5内部布设中廊道贯通点GT

[0079] 如图8所示，在管节5内部的中廊道E布设中廊道贯通点GT1和GT2，GT1和GT2分别布设于中廊道E的两端。

[0080] 4.建立管节坐标系o‑xyz

[0081] 将管节首端C端面的特征点S1‑1～S1‑8拟合得到中点S1，将管节尾端D端面的特征点S8‑1～S8‑8拟合得到中点S2，分别将将中点S1、中点S2投影至管节5顶端，得到对应的点
o、点o1，如图3所示，点o和点o1所在直线为管节坐标系o‑xyz的x轴，以管节尾端D指向管节首端C的方向为管节坐标系o‑xyz的x轴正方向；根据管节坐标系o‑xyz原点o、x轴及x轴正方
向，使用左手法则，左手拇指所在直线为管节坐标系o‑xyz的y轴，左手拇指指向的方向为管
节坐标系o‑xyz的y轴正方向；以经过点o且垂直于管节5顶面的直线为z轴，以竖直向上的方
向为z轴正方向。

[0082] 5.建立导向系统坐标系

[0083] 导向系统坐标系包括管节首端导向系统坐标系o‑x1y1z1和管节尾端导向系统坐标系o1‑x2y2z2；如图4所示，以点o为原点，以经过点o且垂直于管节首端C端面的直线为x轴，以管节尾端D指向管节首端C的方向为管节首端导向系统坐标系o‑x1y1z1的x轴正方向；根据管
节首端导向系统坐标系原点o、x轴及x轴正方向，使用左手法则，左手拇指所在直线为管节
首端导向系统坐标系的y轴，左手拇指指向的方向为管节首端导向系统坐标系o‑x1y1z1的y
轴正方向；以经过点o且垂直于管节5顶面的直线为z轴，建立三维直角坐标系，作为管节首
端导向系统坐标系o‑x1y1z1。同理，管节尾端导向系统坐标系o1‑x2y2z2的构建步骤为：以点o1为原点，以经过点o1且垂直于管节尾端D端面的直线为x轴，以管节尾端D指向管节首端C的
方向为管节尾端导向系统坐标系o1‑x2y2z2的x轴正方向；根据管节尾端导向系统坐标系原
点o1、x轴及x轴正方向，使用左手法则，左手拇指所在直线为管节尾端导向系统坐标系的y
轴，左手拇指指向的方向为管节尾端导向系统坐标系o1‑x2y2z2的y轴正方向；以经过点o1且
垂直于管节5顶面的直线为z轴，建立三维直角坐标系，作为管节尾端导向系统坐标系o1‑
x2y2z2。

[0084] 6.获取管节坐标系o‑xyz与导向系统坐标系的转换关系

[0085] 计算三个控制点DG1、DG2、DG3分别在管节坐标系o‑xyz、导向系统坐标系中的坐标，并进行换算，得到管节坐标系o‑xyz与导向系统坐标系中坐标的换算公式为：

[0086] x'=（x‑a）cosα+（y‑b）sinα;

[0087] y'=（y‑b）cosα‑（x‑a）sinα;

[0088] 其中，a、b分别为导向系统坐标系原点在管节坐标系o‑xyz中的横坐标和纵坐标，x、y分别为控制点DG在管节坐标系o‑xyz中的横坐标和纵坐标，x'、y'分别为控制点DG在导
向系统坐标系中的横坐标和纵坐标，α为导向系统坐标系x轴相对于管节坐标系o‑xyz的x轴
的旋转角。

[0089] 需要说明的是，如图4所示，导向系统坐标系的z轴与管节坐标系o‑xyz的z轴重合，导向系统坐标系是管节坐标系o‑xyz绕z轴旋转α。

[0090] 7.验证导向系统坐标系与管节坐标系o‑xyz的换算关系

[0091] 分别计算GT1、GT2在管节坐标系o‑xyz中坐标位置，并通过换算公式换算得到导向系统坐标系中的坐标位置，利用GT1、GT2在导向系统坐标系中的坐标位置得到二者之间的
理论量程g；

[0092] 实际测量中廊道贯通点GT1、GT2之间的量程，记为实测量程d；

[0093] 比较理论量程g与实测量程d之间的差值，若差值小于或等于5mm，则说明换算公式是准确的；若差值大于5mm，则说明换算公式误差大，可能是管节坐标系o‑xyz或者导向系统
坐标系建立错误，也可能是换算公式的推断过程错误。

[0094] 8.在换算公式准确的前提下，计算导向托架预埋件3在管节坐标系o‑xyz中的坐标，并利用换算公式换算为导向系统坐标系的坐标，以对管节5进行标定。

[0095] 需要说明的是，由于管节首端导向系统坐标系o‑x1y1z1和管节尾端导向系统坐标系o1‑x2y2z2不同，因此在导向托架预埋件3靠近管节首端C时，换算到管节首端导向系统坐
标系o‑x1y1z1，靠近管节尾端D时，换算到管节尾端导向系统坐标系o1‑x2y2z2中；还需要说明的是，步骤1～3顺序可任意颠倒，步骤4和步骤5顺序也可任意颠倒。

[0096] 上述曲线段管节标定方法能够对曲线段管节5进行标定，标定方法简单、标定精度高且受沉管预制偏差影响小。

[0097] 最后应当说明的是：本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

[0098] 以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体
实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，
其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。