近年来,地上交通状况越来越拥挤,许多城市都大力发展地下空间,修建地铁来缓解地面交通压力。盾构法是用来开发地下空间的较好选择,特别适合于软土隧道的挖掘。在盾构掘进的过程中,如何实时地、准确地、高精度地给出方向指引是保证施工能否顺利进行以及控制盾构偏差的重要环节。传统的人工测量方法只能在每一环结束后盾构机停止推进时进行,并不能实时获取盾构姿态。那么,如何实时地得到盾构姿态用以调整盾构的前进方向就显得得尤为重要。本文的目的就是设计一种操作简单、便于实现的盾构智能导向系统。该系统可以实现对盾构姿态的自动导向,大大减少人工测量的工作量,也避免了测量人员由于理论和经验的缺乏而导致的错误。该系统测量速度快,即使在盾构运行过程中也可以测量,能够实时地为盾构操作人员提供参考数据。该系统主要原理是:事先测定盾构机上特征点与盾构机轴线的相对关系,并将盾构机看成是刚体,通过对盾构机上的特征点进行自动测量,利用坐标转换的方法求得盾构机的轴线,并与设计线路进行比较,从而实现对盾构机姿态的测定。本系统还打破传统的以盾构机轴线代替隧道中心轴线来测量掘进偏差的观念,尝试通过管片中心来测定隧道中心轴线的偏差来指导盾构,更真实地表达了隧道施工的情形。本系统是在VC的开发环境下,通过徕卡自动全站仪的GeoCom函数库实现对TCR系列自动全站仪的控制,完成对盾构机姿态的自动测量,并在地铁隧道中进行了部分试验,取得了一定的效果。