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摘要：本发明属于盾构机位姿测量技术领域，公开了一种盾构掘进姿态测量方法及系统，获取陀螺仪采集的角速度和倾角仪采集的角度数据；对陀螺仪的角速度信息进行积分获得角度；对陀螺仪角度和倾角仪角度进行自适应加权预处理；将陀螺仪角速度与预处理后的角度传输到信息融合模型中，得到最优估计姿态角；在低振动时采用角度标定技术补偿陀螺仪角速度，输出姿态角。本发明的基于陀螺仪和倾角仪融合的盾构掘进姿态测量方法，根据倾角仪的高精度数据，在盾构机稳态工作时对陀螺仪的偏移角速率进行准确估计并实时补偿，提高陀螺仪的工作精度，在倾角仪受到剧烈振动时利用补偿后的陀螺仪角度与倾角仪数据融合获得盾构机实时姿态角信息。

主权项：1.一种盾构掘进姿态测量方法，其特征在于，所述盾构掘进姿态测量方法包括以下步骤：步骤一，获取陀螺仪和倾角仪采集到的数据，并对陀螺仪的角速度数据进行积分获得角度；步骤二，对陀螺仪角度和倾角仪角度采用自适应加权预处理的卡尔曼信息融合方法进行预处理；步骤三，自适应加权预处理的卡尔曼信息融合方法将陀螺仪角速度与自适应加权预处理后的角度传输到信息融合模型中，得到最优估计姿态角；步骤四，在低振动时采用角度标定技术补偿陀螺仪角速度，并将信息融合后的姿态角输出；所述步骤二中，自适应加权预处理的卡尔曼信息融合方法包括自适应加权预处理和卡尔曼信息融合两个步骤；自适应加权预处理方法根据不同振动强度下陀螺仪角度和倾角仪角度方差给两个角度赋予不同的权重，使预处理角度在振动较小时趋向于倾角仪角度，在振动较大时趋向于陀螺仪角度；其中，所述自适应加权预处理的卡尔曼信息融合方法包括：设α1为陀螺仪数值积分角度，α2为倾角仪角度： 式中，α1为陀螺仪数值积分后的滚转角，α2为倾角仪角度，α为滚转角真值，δ1，δ2分别为两个传感器的随机误差；服从方差分别为的正态分布；设经数据加权后α为滚转角α的无偏估计，则α用下式表示： 式中，αi为陀螺仪和倾角仪滚转角输出，i＝1,2，wi为对应的权重因子；引入两个传感器的测量方差，测量角度的总方差为： 式中，α1、α2均为α的无偏估计，通过下式计算： 加权计算后的总方差是由权重因子和方差构成的多元二次函数，则由多元函数求解理论可知，测量总方差存在最小值，且满足以下条件： 当均方差最小时，权重系数由下式计算： 式中，为陀螺仪和倾角仪滚转角输出角度的方差，i＝1,2，wi为对应的权重因子；通过对权重因子的调整进行倾角仪和陀螺仪数据的预加权。

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