【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及船舶建造，特别是涉及一种船舶起浮落墩过程船位管控方法。
技术介绍
1、船舶在建造时，必然存在船舶起浮落墩的过程，在这个过程中船舶位置的管控极为重要，因为船位影响到落墩的姿态和后续的建造效果，尤其对于精度要求极高的环段浮态对接而言，船位管控的重要性更加不言而喻。而目前国内外，船舶起浮落墩过程中的船位管控方案是利用多台全站仪结合经纬仪无联动、间断性地观测多个靶点数据，比对数据分析船位是否达到目标要求。上述方案具有以下缺陷：
2、测量数据无法实现共享：测量仪器之间无联动，不同操作人员操作不同的测量仪器，数据之间不共享不同步，无法实时获知其它测量端口的数据，不便于综合分析判断。
3、测量数据无法实时获取：由于全站仪与激光经纬仪没有全自动跟踪设备件，因此无法实现全自动跟踪靶点并测量数据，测量数据时只能让测量人员不停地手动核验对准靶点位置，然而通过人力是无法实现每分每秒都跟踪到，因此无法实时获取测量数据。
4、使用成本高：由于全站仪等测量仪器无法实时全自动跟踪测量，因此需要工作人员不停地调整目镜靶标与待测量靶点重合，导致其使用成本较高。
5、人力成本高：按照船厂对全站仪和激光跟踪仪的使用情况，一般一台测量仪器需要3人左右配合完成测量工作，对于船位管控，一般需要同时测量3个靶点，也就是需要10人(综合分析判断需要1人)，相对于激光跟踪仪测量所需人数，其人力成本较高。
6、精度相对低：全站仪与激光经纬仪相对于激光跟踪仪来讲，其测量精度较低。
技
1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术意在采用新设备仪器和新技术，不再基于以往的全站仪或经纬仪等设备来实现船舶的船位管控，解决以往测量数据无法实时获取并共享、无法及时判断船位、测量数据精度低、人工成本和使用成本高等问题，真正实现船位的动态监测，真实把握船舶的位置情况。
2、为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种基于激光跟踪仪的船舶起浮落墩过程船位管控方法，包括如下步骤：
3、s1：在船体起浮位置和落墩位置的坞墩上，分别勘划船位中心线，船位中心线为坞墩中心线，在船体起浮位置坞岸平整区域架设至少一台激光跟踪仪，在坞墩中心线的首中尾位置分别布置一个靶球并测量记录数据，将坞墩中心线转站到坞岸上，形成船位监测时测量靶球数据的基准线，基准线与坞墩中心线平行；
4、s2：船体起浮前，在船体的首尾位置分别布置一个靶球，在船体的舷侧外板中部位置布置一个靶球，靶球通过强磁圆柱形底座进行固定；
5、s3：在船体起浮位置，通过激光跟踪仪测量步骤s2中三个位于船体上的靶球的三维坐标数据；
6、s4：结合船体起浮位置坞墩上的靶球坐标，分析计算出船体首中尾3个靶球与对应的坞墩中心线首中尾靶球数据的相对差值，得到起浮前的船体位置姿态数据，包括δy首＝y墩首-y船首、δx中＝x墩中-x船中、δy尾＝y墩尾-y船尾；
7、其中，y墩首为位于坞墩首部靶球的坐标y值，y船首为位于船体首部靶球的坐标y值；x墩中为位于坞墩中部靶球的坐标x值，x船中为位于船体中部靶球的坐标x值；y墩尾为位于坞墩尾部靶球的坐标y值，y船尾为位于船体尾部靶球的坐标y值；x方向为船长方向，y方向为船宽方向，z方向为竖直方向。
8、优选地，还包括如下步骤：
9、s5：船体起浮后并拖带移位至落墩位置附近，在落墩位置附近的坞岸上对应首中尾靶球的位置分别架设一台激光跟踪仪；
10、s6：船坞内抽水排出，船体随着水位的下降而下降，此时船体位置坐标时刻在变动；
11、s7：三台激光跟踪仪实时测量落墩时船体靶球坐标，并进行数据处理实现三台激光跟踪仪在时间上的同步测量，获得首中尾三个位置基于同一时间轴的坐标变化；
12、s8：在落墩时，中央控制模块集中实时处理船体首中尾三个靶球与对应的坞墩中心线首中尾靶球数据的相对差值，得到δy首＇＝y墩首＇-y船首＇、δx中＇＝x墩中＇-x船中＇、δy尾＇＝y墩尾＇-y船尾＇；
13、其中，y墩首＇为位于坞墩首部靶球的坐标y值，y船首＇为位于船体首部靶球的坐标y值；x墩中＇为位于坞墩中部靶球的坐标x值，x船中＇为位于船体中部靶球的坐标x值；y墩尾＇为位于坞墩尾部靶球的坐标y值，y船尾＇为位于船体尾部靶球的坐标y值；
14、s9：通过将δy首和δy首＇、δx中和δx中＇、δy尾和δy尾＇进行实时比对，根据船体落墩要求，当δy首和δy首＇之间的差值、δy尾和δy尾＇之间的差值在-15～15mm范围内，则中心线偏差满足落墩要求；当δx中和δx中＇之间的差值在-25～25mm范围内，则前后偏差满足落墩要求；若不满足要求，则通过实时观测差值数据并松紧缆绳精准调整船位，直至中心线偏差和前后偏差值在要求范围内。
15、优选地，步骤s7中，将3台激光跟踪仪通过线缆与一台中央控制模块连接，实现时间上的组网统一管控；3台激光跟踪仪通过同一基准线和参考点进行坐标转换并建立统一坐标系，实现空间坐标系的组网统一管控。
16、优选地，步骤s9中，在落墩时，根据落墩时测得的船体上靶球的z值随时间变化曲线，获知首部或者尾部的落墩时间，若船体首部或者尾部靶球z值在时间上不再变化时，则表示首部或者尾部已落墩；通过该过程，分析出船体在何时落墩，首部还是尾部先落墩，确保艉轴区域变形可控。
17、优选地，当所述船体是环段时，步骤s9中，后落墩的环段的δy和δy＇之间的差值正负情况保证与先落墩环段一致。
18、优选地，步骤s1中，若靶球均在测量范围内，则首中尾靶球数据测量时共用一台激光跟踪仪，若靶球不在测量范围内，则分别在对应首中尾靶球的坞岸位置各架设一台激光跟踪仪。
19、优选地，所述船体包括完整的船舶以及环段。
20、优选地，当所述船体是整个船舶时，将首尾位置的靶球固定于船舶的中心线处；当所述船体是用于浮态对接的环段时，将位于环段对接面的靶球设置于舷侧外板上。
21、如上所述，本专利技术提供一种基于激光跟踪仪的船舶起浮落墩过程控制方法，该控制方法利用激光跟踪仪并结合中央控制模块，实现全自动实时跟踪测量，可减轻操作人员工作量，保证数据实时性，利用其可多机组网的特点，可减少操作人员，减少人力，控制人工成本。同时，本专利技术的控制方法具有高精度的特点，可对船位定量分析，实现船位的高精度管控，保证船舶与坞墩完美匹配，实现船舶精准落墩，确保落墩后的姿态和船舶变形可控，尤其对于需要实施两环段浮态对接的船舶，其对接缝焊接要求导致对接精度要求极高，进而导致船位精度要求极高，因而提高测量精度显得尤为重要。此外，本专利技术通过实时不间断监测管控船舶在z方向的船位情况，可清晰实时了解船舶首尾落墩情况，保证落墩全过程船体变形安全可控。综上所述，本专利技术能够实现船舶船坞建造效率提升，船坞周期缩短；并能够应用在多类型船舶或海洋装备建造中应用，具有广泛的应用场景。
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1.一种基于激光跟踪仪的船舶起浮落墩过程船位管控方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的船位管控方法，其特征在于，还包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的船位管控方法，其特征在于：步骤S7中，将3台激光跟踪仪通过线缆与一台中央控制模块连接，实现时间上的组网统一管控；3台激光跟踪仪通过同一基准线和参考点进行坐标转换并建立统一坐标系，实现空间坐标系的组网统一管控。
4.根据权利要求2所述的船位管控方法，其特征在于：步骤S9中，在落墩时，根据落墩时测得的船体上靶球的Z值随时间变化曲线，获知首部或者尾部的落墩时间，若船体首部或者尾部靶球Z值在时间上不再变化时，则表示首部或者尾部已落墩；通过该过程，分析出船体在何时落墩，首部还是尾部先落墩，确保艉轴区域变形可控。
5.根据权利要求2所述的船位管控方法，其特征在于：当所述船体是环段时，步骤S9中，后落墩的环段的ΔY和ΔY＇之间的差值正负情况保证与先落墩环段一致。
6.根据权利要求1所述的船位管控方法，其特征在于：步骤S1中，若靶球均在测量范围内，则首中尾靶球数据测
7.根据权利要求1所述的船位管控方法，其特征在于：所述船体包括完整的船舶以及环段。
8.根据权利要求7所述的船位管控方法，其特征在于：当所述船体是整个船舶时，将首尾位置的靶球固定于船舶的中心线处；当所述船体是用于浮态对接的环段时，将位于环段对接面的靶球设置于舷侧外板上。
...【技术特征摘要】
1.一种基于激光跟踪仪的船舶起浮落墩过程船位管控方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的船位管控方法，其特征在于，还包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的船位管控方法，其特征在于：步骤s7中，将3台激光跟踪仪通过线缆与一台中央控制模块连接，实现时间上的组网统一管控；3台激光跟踪仪通过同一基准线和参考点进行坐标转换并建立统一坐标系，实现空间坐标系的组网统一管控。
4.根据权利要求2所述的船位管控方法，其特征在于：步骤s9中，在落墩时，根据落墩时测得的船体上靶球的z值随时间变化曲线，获知首部或者尾部的落墩时间，若船体首部或者尾部靶球z值在时间上不再变化时，则表示首部或者尾部已落墩；通过该过程，分析出船体在何时落墩，首部还是尾部先落墩，确...
【专利技术属性】
技术研发人员：蒲鹏飞，黄静华，薛士雷，张华，
申请(专利权)人：江南造船集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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