一种管节沉放位置信息采集系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种管节沉放位置信息采集系统，包括：两个测量塔，分别垂直设置在管节首、尾两端；两块棱镜，分别设置在所述两测量塔顶部；两个全站仪，分别架设在陆地上的两个固定测量点上，用于测量其与所述两块棱镜的距离和方位数据变化；两个姿态传感器，分别设置在管节首、尾两端，用于监测管节沉放时的姿态和方位变化，所述两个姿态传感器通讯连接；数据传输装置，设置在管节上并与所述姿态传感器通讯连接，用于将所述全站仪测量的数据发送至远程控制中心。通过本实用新型专利技术可以精确地采集到关节在沉放过程中的位置变化信息，满足沉管过程中高精度的定位要求。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及物体定位领域，尤其涉及一种管节在水下沉放过程中位置变化信息的采集系统。
技术介绍
管节水下沉放是整个施工过程中非常重要的一步。为使管节能够准确沉放到位，对管节沉放过程中管体特征点，如端面特征点，鼻托等的位置进行实时、精确测量定位显得非常重要。精确定位不但可以保证管节导向装置正确对接及管节安全精确沉放，还可减少潜水检查作业量，以及管节因沉放误差而进行的微调，从而缩短工期，加快施工进度。动态、复杂的海洋环境以及高精度的施工作业，给测量定位提出了较高的要求。近岸浅水区管节沉放测量定位方法较多，不同环境条件对各方法的误差影响各异，需根据实际环境条件深入研究和分析。测量精度与作业环境密切相关，随着环境，如气象、水位的改变而改变，是造成测量定位精度不高、稳定性不强的一个重要因素，而与环境相关的研究目前相对较少。综上所述，目前的测量定位方法和系统尚无法直接应用于管节沉放工程，难以满足高精度定位的要求。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的不足，本技术提供了一种管节沉放位置信息采集系统，包括两个测量塔，分别垂直设置在管节首、尾两端；两块棱镜，分别设置在所述两测量塔顶部；两个全站仪，分别架设在陆地上的两个固定测量点上，用于测量其与所述两块棱镜的距离和方位数据变化；两个姿态传感器，分别设置在管节首、尾两端，用于监测管节沉放时的姿态和方位变化，所述两个姿态传感器通讯连接；数据传输装置，设置在管节上并与所述姿态传感器通讯连接，用于将所述全站仪测量的数据发送至远程控制中心作为本技术的进一步改进，所述两个全站仪之间的距离小于500m。作为本技术的进一步改进，所述全站仪与所述测量塔之间距离小于1000m。作为本技术的进一步改进，还包括：第一双频GPS处理机，设于陆地上距离测量塔500m的已知点上作为基准点，用于接收和发送其定位信号至远程控制中心；第二双频GPS处理机，设于沉管的一个测量塔上；第三双频GPS处理机，设于沉管的另一个测量塔上；所述第二双频GPS处理机和第三双频GPS处理机与所述数据传输装置通讯连接并发送其定位信号至远程控制中心。作为本技术的进一步改进，还包括倾斜仪和罗经。作为本技术的进一步改进，所述倾斜仪安装在测量塔上。作为本技术的进一步改进，所述罗经为思维光纤罗经。本技术的有益效果是：通过棱镜、姿态传感器和全站仪的结合，可以有效地采集到管节在沉管过程中水平和垂直空间的位置信息，再结合分别设置在陆地上的第一双频GPS处理机、分别设置在两个测量塔上的第二双频GPS处理机和第三双频GPS处理机可以实现两套独立的管节位置信息的采集。远程控制中心根据两套管节位置信息进行进一步修正可以获得更精确的定位结果。附图说明图1是本技术所述采集系统的一种实施例的结构示意图；图2是本技术所述采集系统的另一种实施例的结构示意图；具体实施方式附图标记：1—管节；21、22—测量塔；31、32—棱镜；41、42—全站仪；51、52—姿态传感器；6—数据传输装置；71—第一双频GPS处理机；72—第二双频GPS处理机；73—双频GPS处理机。下面结合附图说明及具体实施方式对本技术进一步说明。参照图1所示，本技术提供了一种管节沉放位置信息采集系统，包括两个测量塔21、22，分别垂直设置在管节1首、尾两端；两块棱镜31、32，分别设置在所述两测量塔21、22顶部；两个全站仪41、42，分别架设在陆地上的两个固定测量点上，用于测量其与所述两块棱镜31、32的距离和方位数据变化；两个姿态传感器51、52，分别设置在管节1首、尾两端，用于监测管节沉放时的姿态和方位变化，所述两个姿态传感器51、52通讯连接；数据传输装置6，设置在管节1上，并与姿态传感器51、52通讯连接，用于将所述全站仪41、42测量的数据发送至远程控制中心。测量塔21、22和全站仪41、42的定位处理的基本方式为：利用架设在陆地两个已知点41、42上的全站仪，对静止的和运动的棱镜31、棱镜32分别进行静态、动态观测，远程控制中心基于边长和方位角等观测要素，借助一点一方位计算模型，计算棱镜31、棱镜32坐标，并对静态、动态定位结果进行内符合精度统计或互差统计，分析定位精度及数据处理模型的正确性。实施例1，当棱镜静止时全站仪41、42对棱镜31定位，对比由全站仪41、42观测元素分别计算得到的31坐标，可以看出，二者定位结果互差绝对值最大为3mm，最小为0mm；点位精度最大±3.2mm，最小±1.4mm，二者具有很好的一致性。实施例2，当棱镜静止时两全站仪41、42对31、32测量定位，无论是对于棱镜31还是棱镜32观测数据处理，定位结果均保持了很高的一致性，坐标向量最大变化幅度在4mm以内；点位误差最大为±5.7mm，最小为±1.0mm，均值为±3.2mm。实施例3，当棱镜运动时，两个全站仪41、42对棱镜31、棱镜32测量定位，坐标互差均小于10mm；点位误差中棱镜31最大±10.5mm，最小±4.1mm，平均±7.1mm；棱镜32最大±8.1mm，最小±2.8mm，平均±5.4mm。统计结果表明二者定位结果具有较高一致性和精度。参照图2所示，所述采集系统还包括设于陆地上的第一双频GPS处理机71，架设在任一个陆地上距离测量塔21、22的500m已知点上，并用作基准点，用于接收其定位信号及发送器定位信号至远程控制中心；第二双频GPS处理机72和第三双频GPS处理机73，分别设于沉管1的两个测量塔21、22上；所述第二双频GPS处理机72和第三双频GPS处理机73与所述数据传输装置6通讯连接，并发送其定位信号至远程控制中心。优选地，所述架设在陆地上的两个全站仪41、42之间的距离要小于500m。优选地，所述设在测量塔21、22上的棱镜31、32与所述架设陆地上的两个全站仪41、42的距离要小于1000m。测量塔21、22的GPS定位包括以下步骤：安装在测量塔21上的第二双频GPS处理机72和安装在测量塔22上的第三双频GPS处理机73，通过数据传输装置6将其接收的定位信号发送至远程控制中心。远程控制中心将定位信号处理为差分改正信号，对第二双频GPS处理机72和第三双频GPS处理机73实时观测的GPS载波相位信号进行改正，进而获得其精确的瞬时位置。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种管节沉放位置信息采集系统，其特征在于：包括两个测量塔，分别垂直设置在管节首、尾两端；两块棱镜，分别设置在所述两测量塔顶部；两个全站仪，分别架设在陆地上的两个固定测量点上，用于测量其与所述两块棱镜的距离和方位数据变化；  两个姿态传感器，分别设置在管节首、尾两端，用于监测管节沉放时的姿态和方位变化，所述两个姿态传感器通讯连接；  数据传输装置，设置在管节上并与所述姿态传感器通讯连接，用于将所述全站仪测量的数据发送至远程控制中心。

【技术特征摘要】
1.一种管节沉放位置信息采集系统，其特征在于：包括两个测量塔，分别垂直设置在管节首、尾两端；两块棱镜，分别设置在所述两测量塔顶部；两个全站仪，分别架设在陆地上的两个固定测量点上，用于测量其与所述两块棱镜的距离和方位数据变化；  两个姿态传感器，分别设置在管节首、尾两端，用于监测管节沉放时的姿态和方位变化，所述两个姿态传感器通讯连接；  数据传输装置，设置在管节上并与所述姿态传感器通讯连接，用于将所述全站仪测量的数据发送至远程控制中心。
2. 根据权利要求1所述的管节沉放位置信息采集系统，其特征在于：所述两个全站仪之间距离小于500m。
3.根据权利要求1所述的管节沉放位置信息采集系统，其特征在于：所述全站仪与所述测量塔之间距离小于1000m。
4. 根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕卫清，方长远，吴瑞大，梁邦炎，赵建虎，
申请(专利权)人：中交第四航务工程局有限公司，中交四航局第二工程有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44