适用于深远海域作业的沉桩定位系统技术方案

本实用新型专利技术的目的是提供一种适用于深远海域作业的沉桩定位系统，包括：安装在打桩船上的GNSS接收机、激光测距仪、双轴倾角传感器、显示器和上位机，其中，所述上位机分别与所述GNSS接收机、激光测距仪、双轴倾角传感器和显示器连接为了保质保量完成深远海域沉桩作业，本实用新型专利技术从远海域无基站定位角度出发，利用GNSS接收机和激光测距仪进行系统实施。可以实现在深远海区域实现无基站高精度定位，解决了RTK定位方式作业半径受限的问题。RTK定位方式作业半径受限的问题。RTK定位方式作业半径受限的问题。

【技术实现步骤摘要】
适用于深远海域作业的沉桩定位系统


[0001]本技术涉涉及一种适用于深远海域作业的沉桩定位系统。

技术介绍

[0002]目前国内风电施工船上的定位系统采用RTK
‑
GPS定位，在岸基固定点架设定位基站，在船上呈L型架设3台移动站，通过高精度倾角计测量船体的横摇和纵摇，再利用高精度测距仪进行抱桩修正，从而满足桩基定位5cm的沉桩精度，随着施工区域向深水区逐渐推进，船舶上的移动站和岸基的基站之间的距离越来越远，当距离超过20公里以上时，需要在海上架设中继站的方式来增加作业半径，从理论上增加一次信号的中转并不会影响定位精度，但是由于距离过长，投影会产生变形，在实际工程应用中发现，RTK的定位精度随作业半径的增大逐渐降低，而且在海上架设中继站也非常困难，因此针对深远海施工定位的这种需求，需要开发一套能适用于深远海施工的定位系统。
[0003]以往的定位手段中绝大多数采用单层测距仪的探测方式对桩姿态进行定位，这种单层测量方式存在很多弊端，比如它的测距点只有两个，不能达到高精度收敛，无法推算出准确的桩位，在船体晃动时，无法捕捉桩体侧倾趋势，造成定位误差等。

技术实现思路

[0004]本技术的一个目的是提供一种适用于深远海域作业的沉桩定位系统
[0005]根据本技术的一个方面，提供了一种适用于深远海域作业的沉桩定位系统，包括：安装在打桩船上的GNSS接收机、激光测距仪、双轴倾角传感器、显示器和上位机，其中，
[0006]所述上位机分别与所述GNSS接收机、激光测距仪、双轴倾角传感器和显示器连接。
[0007]进一步的，上述系统中，还包括：
[0008]与所述上位机连接的卫星收发器；
[0009]与所述卫星收发器通讯的岸上服务器。
[0010]进一步的，上述系统中，所述GNSS接收机的数量为3台。
[0011]进一步的，上述系统中，3台GNSS接收机的安装位置形成的三角形。
[0012]进一步的，上述系统中，所述GNSS接收机安装在打桩船主控室的楼顶、左右舷甲板或支腿平台上。
[0013]进一步的，上述系统中，所述激光测距仪的数量是4个。
[0014]进一步的，上述系统中，4个激光测距仪分上下两层安装并对称摆置，每层安装2个激光测距仪。
[0015]进一步的，上述系统中，两层激光测距仪的高度差为1.2米以上。
[0016]进一步的，上述系统中，所述上位机安装在驾驶舱操控台。
[0017]进一步的，上述系统中，所述显示器为红点和桩位显示器。
[0018]与现有技术相比，本技术包括：安装在打桩船上的GNSS接收机、激光测距仪、
双轴倾角传感器、显示器和上位机，其中，所述上位机分别与所述GNSS接收机、激光测距仪、双轴倾角传感器和显示器连接为了保质保量完成深远海域沉桩作业，本技术从远海域无基站定位角度出发，利用GNSS接收机和激光测距仪进行系统实施。可以实现在深远海区域实现无基站高精度定位，解决了RTK定位方式作业半径受限的问题。
附图说明
[0019]通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
[0020]图1示出本技术一实施例的GPS在船甲板布置位置的示意图；
[0021]图2示出本技术一实施例站在船头向正前方看的视角的船头位置的激光测距仪安装示意图；
[0022]图3示出本技术一实施例的站在船右侧向船体看的视角的船头位置的激光测距仪安装方式；
[0023]图4示出本技术一实施例的适用于深远海域作业的沉桩定位系统的示意图；
[0024]图5示本技术一实施例的深远海域打桩流程图。
[0025]附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。
具体实施方式
[0026]下面结合附图对本技术作进一步详细描述。
[0027]如图4所示，本技术提供一种适用于深远海域作业的沉桩定位系统，包括：安装在打桩船上的GNSS接收机1(GPS接收机)、激光测距仪2、双轴倾角传感器3、显示器5和上位机4，其中，所述上位机4分别与所述GNSS接收机1(全球导航卫星系统)、激光测距仪2、双轴倾角传感器3和显示器5连接。
[0028]在此，在进行整体方案实施之前，首先要对待测量船体进行，原因是设计点位和打桩船出厂焊接时，存在一定的误差，为了避免这个误差，需要对船体定位点重新进行测量。使用全站仪测定打桩船上一些关键点的船体坐标。将打桩船停靠在船坞，确保它与全站仪之间的相对位置固定不变。
[0029]使用全站仪在打桩船的
[0030]可以在甲板龙骨偏船尾处选定一个基准点，通过架设棱镜的方式测定出船体的边角处坐标，再进行数据计算，推导出实际以船体中心为坐标系原点的三维空间直角坐标系的船体坐标，还需要测出每台激光测距仪测距零点的船体坐标和双轴倾角传感器的安装参数，并将其记录。
[0031]系统的各个部件之间可以通过综合电缆进行连接，综合电缆包括六类屏蔽线、RS485线缆、光纤。连接到驾驶舱内的操作台中，其中三轴倾角计安装在驾驶台内，系统的连接可如图4所示。
[0032]GNSS接收机、激光测距仪可以分别安装在甲板上和船头，上位机为安装在驾驶舱操控台内的电脑主机，上位机通过显示器显示输出桩体的姿态，上位机可以通过卫星收发器将数据报文如以TCP报文形式传输到指定数据接收设备。
[0033]为了保质保量完成深远海域沉桩作业，本技术从远海域无基站定位角度出
发，利用GNSS接收机和激光测距仪进行系统实施。可以实现在深远海区域实现无基站高精度定位，解决了RTK定位方式作业半径受限的问题。
[0034]本系统的工作方案可如图5所示。船体通过GNSS接收机进行星站差分定位，由上位机进行桩6的桩位计算，为求得一个标准船体坐标系统而进行移船调整。标准船体坐标系统是实时船体坐标系统的一个特例，即当船体中轴线的高度与设计桩顶标高相同，同时船体处于水平状态时的实时船体坐标系统。通过不断的船位调整和星站差分定位，使得定位精度达到预期要求，实时桩位与预期桩位吻合。
[0035]利用通过GNSS接收机实现星站差分与通过公共激光测距仪实现桩体定位相结合，与传统的RTK
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GPS技术相比，无需基站的GNSS接收机的星站差定位摆脱了基准站的束缚，不受距离限制，单机就能完成传统RTK的工作，大幅度降低了测量人员的外业劳动强度。该系统定位精度高、观测速度快，并且无需每天在已知点校正，可满足深远海沉桩作业的定位要求。
[0036]如图4所示，本技术的适用于深远海域作业的沉桩定位系统一实施例中，还包括：
[0037]与所述上位机连接的卫星收发器7；
[0038]与所述卫星收发器7通讯的岸上服务器。
[0039]在此，上位机可以通过卫星收发器把施工过程数据通过远本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于深远海域作业的沉桩定位系统，其中，该系统包括：安装在打桩船上的GNSS接收机、激光测距仪、双轴倾角传感器、显示器和上位机，其中，所述上位机分别与所述GNSS接收机、激光测距仪、双轴倾角传感器和显示器连接。2.根据权利要求1所述的系统，其中，还包括：与所述上位机连接的卫星收发器；与所述卫星收发器通讯的岸上服务器。3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述GNSS接收机的数量为3台。4.根据权利要求3所述的系统，其中，3台GNSS接收机的安装位置形成的三角形。5.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨三元，陈韬，夏显文，陈曦，沈火群，龚权华，马振江，张成芹，杨安韬，胡灵斌，胡春宝，徐天洋，汪峥，朱亚洲，
申请(专利权)人：中交上海港湾工程设计研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：