LD-503隧道断面仪使用说明书

前言
尊敬的用户：
欢迎你购买和使用北京北方力达光学科技有限公司的产品，向你对本公司产品的信任表示衷心的感谢！
本公司自成立以来，一直以振兴民族工业为己任，把生产具有国际先进水平的检测仪器产品作为公司奋斗的目标。

本公司生产的隧道和桥梁相关设备性能可靠，功能齐备。

我公司在同行业中掌握着处于领先的核心技术。

使用本仪器前请仔细阅读本使用手册。

本公司生产的“力达”系列检测仪器由北京北方力达光学科技有限公司负责最终的解释权。

厂家对技术及产品的规格修改不做另行通知。

如果在使用仪器过程中发现问题或提出建议可到公司网站()留言。

我们将竭诚为您服务并表示衷心的感谢。

北京北方力达光学科技有限公司
二零一贰年壹月
目录
一、数据采集使用说明------------------------------------------------------------------------------------1
1.概述------------------------------------------------------------------------------------------------------1
2.仪器概要介绍------------------------------------------------------------------------------------------1
2.1仪器用途------------------------------------------------------------------------------------------
2.2使用条件------------------------------------------------------------------------------------------
3.主机构成及简要介绍-------------------------------------------------------------------------------2
4.测量软件功能概要介绍----------------------------------------------------------------------------3
4.1手动调整-------------------------------------------------------------------------------------------
4.2测量当前断面------------------------------------------------------------------------------------
4.3手动转动测量------------------------------------------------------------------------------------
5.安装和注册-------------------------------------------------------------------------------------------3
5.1安装------------------------------------------------------------------------------------------------
5.2注册------------------------------------------------------------------------------------------------
6.软件功能及测量过程详细说明-------------------------------------------------------------------4
6.1软件主界面--------------------------------------------------------------------------------------
6.2测量之前的准备--------------------------------------------------------------------------------
6.3测量当前断面-----------------------------------------------------------------------------------
6.4手动控制测量-----------------------------------------------------------------------------------
7.参数的设置------------------------------------------------------------------------------------------9
二、数据后处理使用说明------------------------------------------------------------------------------10
8.后处理软件概述------------------------------------------------------------------------------------10
9.后处理软件特点------------------------------------------------------------------------------------10
10.软件使用环境---------------------------------------------------------------------------------------10
11.软件的安装与卸载---------------------------------------------------------------------------------10
12.软件各部分功能概览------------------------------------------------------------------------------11
13.各部分功能详细介绍------------------------------------------------------------------------------12
13.1文件菜单----------------------------------------------------------------------------------------
13.2编辑菜单----------------------------------------------------------------------------------------
13.3编辑菜单栏-------------------------------------------------------------------------------------
14.其它说明---------------------------------------------------------------------------------------------18
一、数据采集使用说明
1. 概述
本仪器是集先进的无合作目标激光测距和精密角度测量与控制技术，极坐标测量法本及配套数据处理软件于一体的先进测量仪器。

本软件是隧道断面仪数据采集专用软件。

软件主要功能包括手动调整、当前断面测量、手动调整测量、炮眼指示和围岩收敛检测等功能。

本软件结合工程实际，简单易用。

能够按照用户输入参数对隧道轮廓、限界进行快速检测，并将测量的数据保存为专门数据格式的文件。

结合专用数据后处理软件，可实现对数据进行编辑、打印数据报表、打印图形报告及导出到AutoCAD的DXF 文件，文本文件等功能。

2．仪器概要介绍
2.1仪器用途
主要用于隧道开挖过程中的隧道断面检测，铁路隧道通行限界检测。

结合专用软件，亦可以完成在建公路、铁路等路基土石方量计算，桥梁静载测试，桥梁线型检测等工作。

2.2使用条件
温度：-10℃—+45℃
湿度：≤85%
建议在基本清洁条件下使用。

轻微粉尘烟雾条件下也可以使用，但会降低测量精度。

3.主机构成及简要介绍
主机示意图如图所示
1、激光测距传感器：测量距离。

2、数据传输接口：通过USB数据电缆与专用数据采集软件进
行通讯，以完成相应测量功能。

3、长水泡：整平用。

4、水平指定旋钮：测量时，锁紧水平转动部分，使仪器能够
自动转动。

5、圆水泡：整平用。

6、三角基座固定孔：通过三脚架上的手拧螺钉，使主机牢固
固定在三脚架上。

7、水平微动旋钮：测量时辅助定位仪器方向。

8、角度刻度盘：测量时辅助定位仪器方向。

9、基座手拧螺钉：整平用。

4.测量软件功能概要介绍
4.1手动调整
功能包括竖向、水平顺逆时针转动，打开或关闭激光，测量距离，
垂直归零。

4.2测量当前断面
测量与隧道轴线正交仪器当前位置的断面（内轮廓）或限界。

可以输入测量的起始角、终止角和测量点数，仪器按照输入参数自动进行断面测量，在测量的过程中会实时显示图形，示意测量情况，在预先导入设计断面并设置好仪器水平偏移和竖向偏移的情况下，会现场提示超挖欠挖。

测量完成后自动存储或提示用户输入文件名进行存储，以便于后期数据整理存档。

4.3手动转动测量
在本功能中，仪器可按照用户输入参数转动到指定特征区域或指定位置进行距离和角度的测量。

在测量的过程中亦可按照设定角度间隔自动连续测量当前轮廓。

并可以将当前测量数据追加到用户指定的
文件中。

5.安装和注册
5.1安装
本软件为独立可执行文件，可运行于WindosXP，Win7操作系统。

使用时无需安装，直接拷贝到指定位置处设定好参数即可使用。

5.2注册
由于本软件属于配合隧道断面仪使用的专用软件。

软件中的一些参数通常是在仪器出厂前进行设置。

因此，软件通常是由厂家安装完毕同时注册到专用数据采集电脑中。

如果用户自行拷贝软件到未经厂家注册的数据采集电脑中，会出现注册提示，请联系厂家进行注册获取许可序列号。

6.软件功能及测量过程详细说明
6.1软件主界面
界面的上部包括菜单栏和工具条。

中部左侧为图形显示区域，在现场测量的过程中用于显示测量曲线及超欠挖数据。

中部右侧为功能区，在【工具】菜单中分别选择【手动调整】，【测量当前断面】，【手动转动测量】时，在功能区中会切换不同界面以供用户操作。

下部状态栏中分别显示鼠标在图形区域的位置坐标，指示当前软件是否能够和设备主机正常进行数据传输。

6.2测量之前的准备
1、方向的选择：在这里，我们规定沿隧道开挖方向为正向，测头与垂直转动正角度时激光出光的方向为仪器正向。

为了便于操作与记忆，结合仪器特点我们会发现，有长水泡安装的一端为仪器的正向，同时对应测量软件和数据处理软件的X轴正向。

进入隧道后，操作人员前方与隧道开挖方向一致时，那么右手侧为X轴正向。

依照上面所述，架设仪器时，选择仪器的正向与X轴正向一致，会给后面数据查看分析及处理带来极大便利。

2、整平：测量之前请先整平仪器，使仪器主机转动到各个方向时，长水泡得气泡在水准器的中部。

通常先调整三脚架使圆水准器气
泡大致居中，然后在不同的方向上调整三角基座上的“基座手拧螺钉”使长水泡的气泡居中即可完成仪器的整平。

3、准确定位仪器的位置和方向：在测量之前，首相用全站仪或经纬仪在指定测量位置确定一点A，用来定位隧道断面仪，同时再定位一点B或B1，用来准确定位断面仪方向。

同时注意记录A点的高程和标准断面原点的水平偏差值，以便于后面操作断面测量软件的时候输入相应的位置偏差值。

为了能够使激光准确定位地面标志点A，仪器架设整平后，基座的固定圆孔应该对准地面的标志点A。

通过数据电缆连接主机的数据通讯端口和数据采集计算机的USB 端口，点击【工具】菜单的【初始化设备】，当状态栏上显示“当前已连接通信端口”同时激光打开，说明软件和主机之间已经正常建立起来连接。

在“手动调整”界面上，点击【垂直归零】，主机激光测距传感器竖向位置重置。

主机归零操作完成后，检查激光指示点是否对准隧道轴线上的标
志点A。

若没有对准，请松开三脚架与主机之间的固定手拧螺钉，水平移动主机位置，使激光点对准地面标志点，同时查看水准器气泡位置，以确定调整后是否需要重新整平。

若偏差较大，水平移动主机不能照准地面点A，那么请移动三脚架位置，重复上面操作，直到对准地面点A为止。

完成上述操作后，接下来准确定位仪器的方向。

确定方向的最终目的是使测量的断面曲线所在平面与隧道轴向正交。

此时可以操作仪器，使激光点照准之前在地面或者隧道壁上确定的B
或B1点。

竖向改变激光指示位置时，需要在测量软件的“手动调整”界面上点击【竖向转动】按钮，水平转动可以直接手动转动主机侧头，锁紧水平制动旋钮之后，利用手动微调精确定位。

也可以锁紧水平制动旋钮，在测量软件的“手动调整”界面上点击【水平转动】按钮，设定转动角度完成水平定位功能。

这里需要注意的一点是，当按照“仪器架设示意图”（1）中所示，仪器激光点指示到B点后，需再水平顺时针转动90°。

方向准确定位之后，仍然要执行竖向归零操作。

这时，通常先手动调整使仪器竖向转动到0°附近后再进行归零，否则仪器可能竖向转动较大范围，浪费时
间。

对于曲线隧道“当前断面”的测量，
仪器架设的位置确定与直线隧道测量
当前断面相同，用全站仪或经纬仪在地
面上确定A点，然后按照测量当前断
面的方法是激光指示点照准A点。

对
于方向的确定，同样需要在地面或隧道
壁上确定B点，但是需要B点垂直于
地面的投影在过A点的圆曲线的法线
上。

这样仪器照准B点之后即与隧道
轴线垂直。

竖向归零后即可进行当前断
面的测量。

6.3测量当前断面
在测量之前的准备完成之后便可进行当前断面的测量。

测量软件界面如图所示，图中只显示了控制界面部分，现场曲线显示部分省略。

首先输入将要保存的测量文件名，在【文件名】下面的编辑框中输入。

输入测量的起始角、终止角和测量点数参数。

角度间隔与这三个参数的关系是：角度间隔=（终止角-起始角）/（点数-1）。

然后输入水平偏移量Xo和竖向偏移量Zo1，这两个数据是在测量准备阶段，确定仪器架设点A时确定的。

在这里辅以图示进一步说明这两个参数。

其中H为仪器高，即仪器中心到地
面的高度，该值在测量断面时会自动测
量。

Zo为仪器到隧道标准断面设计原
点的距离。

Zo1为Zo和仪器高H的差
值，该值可由经纬仪或全站仪测出，其
值可能为正也可能为负。

具体计算方法
为（Zo1=地面标志点标高减去标志点
标准断面X轴标高。

Xo为仪器偏离隧
道中线偏差值，仪器一般应架设在隧道
轴线上，且标准断面原点也设在隧道中
线上，这是该值默认0即可。

除非特殊
情况，如隧道中线上有障碍物或积水不
能架设仪器。

若仅是测量当前断面的情况下，Xo，Zo可以在测量完成后在数据处理软件中修改，其含义和处理软件中的曲线信息中的主机位置X （Z）相同。

最后，如果想在测量的过程中实时查看超挖欠挖数据，请点击【文件】中的【导入设计曲线】功能，将之前编辑好的设计曲线导入到当前测量界面中。

若不想现场查看超挖欠挖情况，则直接点击【开始】按钮，仪器便自动开始测量当前断面。

同时在图形显示区域显示当前测量曲线。

若要放弃当前测量需点击【停止】按钮。

6.4手动控制测量
手动转动测量是指测量当前断面时，
手动控制仪器逐点进行测量，测量时，
仪器转动角度间隔可变，测点数可按用
户需求任意设定。

并可对已经测量的断
面文件手动追加新的测量点。

界面如图
所示。

仪器的位置和方向的确定和测量当
前断面相同，请参阅本书“6.3测量当
前断面”恕不在此详述。

区别于其他测量方式，只有在手动转
动测量时，软件主界面中的“文件打开”
功能可以正常使用，此时可以载入之前
已经测量的当前断面，并将新测量数据
追加到该文件中。

若没载入则保存到新
的文件中。

Xo，Zo1的含义与当前断面相同，若
在刚刚完成的当前断面测量时已经获取了这两个参数，那么直接输入既有值即可。

测量之前请首先执行【竖向归零】操作，之后便可以设定角度，控制仪器转动进行断面测量。

注意一定要逆时针（从长水泡安装方向）转出激光测距传感器，否则不能正常测量。

控制仪器转动到指定角度之后，点击【测距】。

测量到距离之后会自动添加当前数据的数据显示区域，并绘制曲线。

点击在数据显示框右侧【箭头】会弹出菜单，点击【开始自动转动设定角度并测距】功能，仪器会像自动测量当前断面一样，按照设定角度间隔进行测量并绘制曲线。

可随时点击【停止自动转动】。

注意，在手动控制测量的过程中，为了保证测量精度，请尽量避免回转或反复向前向后转动。

7.参数的设置
点击菜单中的【程序设置】会弹出上图所示对话框。

文件保存路径为每次测量完成后，在功能界面上输入的文件名保存的位置。

数据传输端口A和端口B是和主机进行通讯的串口，这个根据当前数据采集计算机相应参数进行设置。

如不清楚可点击界面上的【系统设备管理器】按钮，快速打开系统设备管理器，点击“端口”一项进行查看。

校正参数中的距离为测距传感器安装位置与仪器转动中心差值修正量。

角度为归零补偿偏移，其值通常设定为竖向归零后，水平转动主机，地面上激光指示点不划圈为宜。

水平默认转动方向的选择与否与测量前方断面的方向有关。

特别需要注意的是“校正参数”这一栏中的三个参数至关重要！通常在出厂之前都已经校验设定好！请用户在搞清楚并且需要修改的情况下再做相应修改！通常不需要修改！
二、数据后处理使用说明
8.概述
本软件为工程测量专用软件。

主要功能包括隧道断面数据的查看，超挖欠挖计算，数据报表及图形化报告的打印。

另外，本软件也可以将断面数据导出常见文件格式，如DXF、表格XLS和文本TXT格式，为用户对数据的进一步分析整理提供便利。

9.特点
1、界面清晰，稳定易用。

2、专有的文件格式，防止意外的篡改。

3、良好的数据兼容，可支持多种隧道断面仪数据格式。

10.软件使用环境
1、操作系统要求为WindowsXP，Win7。

2、本软件使用专用免驱型USB软件加密锁。

3、分辨率建议调整到1024x768以上，以便于清晰查看图形
4、在使用本软件的打印及打印预览功能之前，请确认已经正确
安装打印机驱动。

5、本软件只提供导出DXF及XLS文件，需要对导出的文件进
行查看时，请安装相应软件。

11.软件的安装与卸载
本软件为独立可执行文件，具备良好的操作系统兼容性，使用时直接拷贝软件到计算机指定位置处，并插入专用USB软件加密锁即可正常使用。

卸载只需从计算机中删除本软件即可。

12.软件各部分功能概览
软件主界面如图所示。

a)菜单栏：软件相关功能都可以在菜单中执行。

b)工具栏：常用菜单功能的快捷方式。

c)曲线信息窗口：显示当前文件的各个测量曲线的曲线名称、主
机位置坐标和日期等信息。

并可以直接在表格对应单元处修改相应信息。

d)数据列表窗口：每条测量曲线内包含的各个测点的数据。

包括
直角坐标和极坐标两种显示模式。

点击对应单元格按钮可控制图形显示区是否显示超挖欠挖注释信息。

e)常用计算结果窗口：包括设计曲线面积，测量曲线面积，最大
最小超欠挖等统计信息。

f)图形显示区：在用户打开断面数据时，该区域将自动绘制设计
曲线，
测量曲线及对应的超挖欠挖注释信息。

状态栏会显示当前鼠标在图形区域的二维坐标。

13.各部分功能详细介绍
13.1文件菜单
点击菜单栏中的【文件】菜单，会弹出图
示菜单。

1．新建
点击【新建】后，软件将会清空带当前各
个部分的内容，恢复到刚打开软件的状态，
等待用户打开新的数据文件。

2．打开
打开已经保存的断面数据文件。

打开之
后，对应的数据信息和图形会在软件界面相
应部分显示。

3．保存
与其他软件相同，对数据文件进行编辑操作之后，请点击【保存】，以便于下次查看时保留当前已编辑内容。

4．另存为
执行该功能可以将当前文件重新命名为新的文件并存储到系统指定目录下面。

5．导入并替换设计曲线
用其它文件中的设计曲线替换当前已经打开文件中的设计曲线。

替换之后，会重新计算超挖欠挖等信息。

6．导入测量曲线
本软件专用数据格式支持同一个文件中存储多条断面曲线，在数据的后期整理工作中可以将其他文件中的数据导入到当前打开的数据文件中。

点击【导入测量曲线】菜单项将弹出如图所示对话框。

首先点击【载入文件】按钮，弹出文件选择对话框，选择您要导入数据的文件，点击【确定】返回即可看到上图的界面。

接下来在“是否导入”列中选择您要导入的曲线，点击【确定】之后，被选曲线即导入到当前打开的文件中，同时更新视图。

本软件同样支持将既有测量数据文件作为设计（参考）曲线，可以方便用户对不隧道不同时期的轮廓（限界）的差异。

如需使用本功能，只需在弹出上面对话框时，在某条曲线的后面选择“作为设计曲线”即可。

注意，同时只支持一个测量曲线作为设计曲线。

7．导出
为满足用户对软件多样化的使用需求，本软
件可以将专用的断面数据导出为
AutoCAD的DXF，EXCEL及文本文件。

点
击对应的菜单项，将会弹出文件名选择对话框，输入正确的文件名，点击【确定】即可完成数据导出。

8．打印设置
在这里可以选择当前使用的打印机，纸型及打印的方向。

9．页面设置
点击【页面设置】菜单项将弹出
如图所示“页面设置”对话框。

项目信息编辑框可以输入对应
项目的名称等信息，在打印时，会
在报告中相应位置打印出来，以便
于后期存档管理。

选择“图形报告”或者“数据报
表”。

本软件支持两种数据打印模式，其中图形报告的内容包括设计曲线、测量曲线及超挖欠挖信息的图形和常用统计信息。

数据报表包括指定测量曲线中的所有测点的数据表格。

打印比例为实际断面尺寸和打印到纸上的图形的尺寸之间的比例，通常比例越小，打印的图形会越接近于实际。

改变字体大小参数只会影响到“图像报告”打印中的超挖欠挖注释字体大小和“数据报表”打印中的表格中的字体大小。

页边距设置请根据实际文档的装订或查看需求，进行合理的设置。

10．打印预览
请在正式的打印之前先进行预览，这样可以提前查看到不合理的打印比例和页边距设置，避免不必要的错误。

11．打印
即为常规的打印功能，恕不详述。

13.2编辑菜单
点击菜单栏中的【编辑】菜单，会弹出图示
菜单。

1．拷贝图形到剪切板
点击【拷贝图形到剪切板】菜单项后，请到
支持位图文件格式的图形或文字编辑软件中点
击【粘贴】，软件中的图形和部分统计信息将会
在该软件以图片的形式显示出来，用户可以进一步进行编辑。

2．编辑设计曲线
点击【编辑设计曲线】菜单项，将会弹出如图所示的“设计曲线信息”对话框。

通常情况下，正规的隧道设计断面可分解为若干线段或弧段。

在使用本软件的“编辑设计曲线”功能编辑设计曲线首先应正确的分解组成设计曲线的各个线段和弧段。

接下来的规则和步骤如下：1．对于弧段，以轨面或设计零点的坐标与本软图形显示的原点（0,0）对应，计算出该弧段的圆心坐标、半径长度、起始角及终止角。

本软件规定垂直向下的方向为零度，起始角和终止角为参考垂直向下0°逆时针计算。

对于整个设计曲线图形，弧向外突出的为“逆时针”，向内凹进去的为“顺时针”。

2．对于线段，按照和弧段同样的参考原点坐标，确定线段两个端点的坐标即可，其它参数均为0，方向为逆时针。

注意，多段连续线段只需输入相邻坐标，如两条线段组成多段线，只需输入三个坐标点。

与圆弧连接的线段，圆弧的端点将作为线段的一个端点，只需输入另一个端点的坐标即可。

相邻两段弧之间的线段端点不用输入。

举例如图所示。

该设计断面共由6段弧组成。

第一段弧的各项参数如图上标注所示，点击“编辑设计曲线”对话框上面的【新增】按钮，并双击对应的单元格即可完成对应参数的设置。

其它弧段重复相应操作即可。

注意！要按“逆时针”逐个输入，点击【上移】【下移】按钮可以调整弧段的顺序。

全部输入完成后，点击【确定】按钮，主界面图形显示区域即会显示刚刚输入的设计曲线。

3．删除当前选择曲线
本软件专用数据格式支持同一个文件中存储多条断面曲线，在数据的后期整理工作中亦可以删除指定数据曲线。

首先在“曲线信息窗口”中点选对应的曲线，图形区域执行相应的更新，会显示当前选择的曲线的图形及对应信息，这个时候点击【删除当前选择】曲线即可完成曲线的删除。

若要在下次打开文件时按照当前的编辑状态，请点击【保存】菜单项。

4．删除当前测量点
同“删除当前选择曲线”功能类似，本功能为删除指定测量曲线中的某个测量点数据，同时更新图形显示及相关统计数据信息，超挖欠挖数据等。

13.3编辑菜单栏
1．放大
放大显示当前图形显示区域，直到预设最大放大倍
数为止。

2．缩小
缩小显示当前图像显示区域，直到包含设计曲线和
测量曲线在内的所有曲线都能在图形显示区域中显示
完全，将不能进一步缩小。

3．显示全部
将包括设计曲线和测量曲线在内的所有曲线都在当前用户可见视图中显示。

4．移动视图
点击【移动视图】菜单项之后，在图形显示区域，点击“鼠标左键”不放同时移动鼠标，曲线视图会随之移动，以方便查看。

5．显示曲线标记点
默认的情况下，打开断面数据，图形显示区域的曲线上将绘制每个测量点的圆形、蓝色点状标记。

点击【显示曲线标记点】会控制当前是否显示该图形标记。

同时，打印“图形报告”也会做相应变化。

6．设定数据采集范围
在一些特殊的情况，当实测
断面数据与设计断面之间局部
差别较大时，直接导致面积及
超挖欠挖数据等统计数据的误
差较大，同时会反映到打印的
报告中。

使用本功能可尽量提
高数据的准确和美观。

操作方
式是点击【设定数据采集范围】
菜单项后，在图形显示区域拖
动矩形框即可，可以通过点击
矩形框的八个调节块重新调整
范围。

7．曲线显示模式
在打开数据文件时，本软件默认只显示当前测量曲线。

若想在界面上同时显示所有测量曲线，请点击“曲线显示模式”中的【显示全部曲线】。

8．列表极坐标显示
点击【列表极坐标显示】之后，列表中的第二列和第三列分别显示“角度”和“斜距”。

9．列表直角坐标显示
点击【列表直角坐标显示】之后，列表的第二列和第三列分别显示测量点的X、Z坐标。

10．超挖欠挖图示
该菜单项包含的子菜单分别为“显示全部超挖欠挖”、“隐藏全部超挖欠挖”和“显示局部超挖欠挖”。

点击对应的菜单项，在当前界面同时又测量曲线和设计曲线的情况下，会有三种不同的超挖欠挖注释显示模式，显示所有、隐藏所有和只显示局部最大。