目前，管道三维姿态一般通过在管道内置入测斜仪，根据倾斜角等参数计算得到。

　　一般测斜仪由探头、电缆、数据采集仪(读数仪)组成。探头的传感器型式有伺服加速度计式、电阻应变片式、钢弦式、差动电阻式等多种型式，目前使用最多的是伺服加速度式。国内有航天部33 所生产的CX 系列，国外有美国SINCO 公司的数字测斜仪，瑞士的PRIVEC 等。

　　内壁有导槽的管道，由管道、连接管、管座、管盖组成。管道是用聚氯乙烯、ABS 塑料、铝合金等材料制成，管内有互成90 度四个导向槽，国产塑料管道尺寸多为：内径Φ58mm，径Φ70mm、长度分2m，3m，4m 三种。塑料连接管多采用市场上出售的聚氯乙烯塑料管制成，还可用软的万能接头相连。连接管的尺寸为内径Φ70mm，外径Φ82mm，长度分300，400mm两种。在管壁的两端铣制有滑动槽各4 条或仅一端铣制滑动槽4 条，各槽相隔90 度。管座位于管道底端，与管外径匹配，防止泥砂从管底端进入管内的一个安全护盖。管盖用开云体育于保护管道管口，防止杂物从管口掉入管内影响正常观测工作也由聚氯乙烯制成，其外形尺寸同管座。

　　测斜仪的工作原理是测量管道轴线与铅垂线之间的夹角变化量，从而计算出土层各点的水平位移大小。通常在坝内埋设一垂直并互成90°四个导槽的管子，当管子受力发生变形时，将测斜仪探头放入管道导槽内，逐段(一般50cm 一个测点) 量测变形后管子的轴线与垂直线之间的夹角，并按测点的分段长度，分别求出不同高程处的水平位移增量，然后由管道底部测点开始逐段累加，可得任一高程处的实际位移，最后求出管口累积水平位移。

　　1. 测量效率低，测量过程费时费力。每次只能测量一个方向的角度，且花费时间较长，如一个深20m的测斜监测点需正测、反测共80个读数（每隔0.5m读数一次），每次读数一定要等候电压值稳定才能读数，确保读数准确性，一个监测点需要2个熟练的技术员测量半个小时左右，一天只能观测测斜监测点20个左右。

　　一种管道三维姿态测量仪，包括测量杆、若干倾角传感器、接收器，测量杆上安装倾角传感器，倾角传感器与接收器通过有线或无线的方式相连。

　　优选地，测量杆两侧均有一对滑轮，另外还备有多组尺寸不同的滑轮供选配安装。

　　优选地，测量杆长度、截面直径依次为490-1010mm、40-68mm。

　　优选地，当倾角传感器与接收器通过无线的方式相连时，倾角传感器内置有无线信号发射模块，接收器内置有无线信号接收模块。

　　该装置有益效果如下：1. 测量效率高，倾角传感器较传统测斜仪稳定所需时间短，读数效率高；2. 节省成本，首先倾角传感器直接安装在测量杆上，减少了其它附加结构成本；3. 适应性强，滑轮可根据具体管道尺寸选择更换，能适应不同管道。

　　图中：1. 测量杆、2. 倾角传感器、3. 接收器、4. 滑轮、5. 倾角传感器所在平面、6. 管道底端的测量杆。

　　如图1所示，一种管道三维姿态测量仪，包括测量杆、若干倾角传感器、接收器，测量杆上安装倾角传感器，倾角传感器与接收器通过有线的方式相连。

　　优选地，测量杆两侧均有一对滑轮，另外还备有多组尺寸不同的滑轮供选配安装。滑轮使得测量杆可在所测管道内自由滑动。根据管道大小更换相应尺寸的滑轮，成本低廉，结构简单、稳定性高。

　　测量杆上长度方向的垂直截面为圆形。圆形截面较矩形更能防止测量杆发生形变，另外圆形截面测量杆在管道内滑动更为顺畅。

　　测量杆长度、截面直径依次为490-1010mm、40-68mm。该直径范围是为了保证测量杆横截面稍小于一般测斜管管道内径，测量杆可在管道内自由滑动，又不至于间隔太宽，过于松弛。

　　所有倾角传感器在安装在测量杆上之前均已水平调零。这样，倾角传感器在测量过程所显示的角度即是其与水平方向的夹角，便于计算和数据处理。

　　倾角传感器安装时其水平调平平面与测量杆长度方向垂直。这样，倾角传感器在测量过程所显示的角度既是其与水平方向的夹角，又是测量杆的倾斜角度，便于计算和数据处理。

　　倾角传感器为双轴倾角传感器。由于铰链能各向转动，倾角传感器为双轴倾角传感器较好。

　　测量杆上安装的双轴倾角传感器的数量为1个。由于默认测量杆是不会产生弯曲形变的，测量杆可看成是一条线段，只要一个倾斜角就可确定测量杆位置，因此优选地，每一测量杆上均安装一倾角传感器即可满足要求。

　　a. 将测量杆插入管道底部，在接收器上读取倾角传感器的倾角值；b. 依次将测量杆上拉测量杆长度，并记下各个位置点倾角传感器的倾角值，直至将测量杆拉出地面；c. 以管道底部为基点，结合测量杆的长度、倾角值，计算确定管道位置。

　　图2所示为具体计算原理，设OA为管道底端的测量杆上两端的连线，长度为s，O为位置已知且默认不变的基点，为了便于便于数据处理，初始位置设为测量杆被拉直且竖直放置、倾角传感器调平平面垂直于OA，

　　然后在以A1为基点，确定A2，再以A2为基点，确定A3，依次以下一个求出点为基点计算上一个点，直至测量杆上所有点的位置都计算确定，管道的位置也就确定了。

　　如图3所示，一种管道三维姿态测量仪，包括测量杆、若干倾角传感器、接收器，测量杆上安装倾角传感器，倾角传感器与接收器通过无线的方式相连。

　　当倾角传感器与接收器通过无线的方式相连时，倾角传感器内置有无线信号发射模块，接收器内置有无线信号接收模块。优选地，接收器外置有无线信号接收天线。无线的连接方式免去了连线的麻烦，但无线模块会相应增加装置的生产成本。

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