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海事地理

傾角傳感器應用在海上打樁定位系統

發布時間:2018-03-09 文章來源:本站  瀏覽次數:3199

海上GPS打樁定位系統有GPS接收系統,以角度傳感器解決打樁工程中的定位,并在實際工作中成功應用。

水運交通事業發展,為航務工作施工單位帶來新的機遇,也面臨新的考驗。由于海外工程增加,如在遠離海岸的深水碼頭和跨海大橋的樁基工程,傳統的采用經緯儀交會或全站儀定位不適應遠離海岸水上施工精度定位,已成為亟待解決的問題。

系統的主要技術指標是水平定位的精度正負10cm;垂直定位的精度正負15cm;斜樁傾斜角度的范圍正負20度;斜樁傾角測試精度為正負0.1度。在打樁時方位角,傾斜度,將會以數據的形式顯示在計算機上,所以本角度傳感器應該采用數字的,并且廠家提供配套的上位機軟件。

     在船體的中后部分也安裝多個角度傳感器,然后通過返回的數據分析出船體橫擺,縱傾角,樁架傾角及樁體替打與樁架的相對位置,根據公式再進行計算。

     打樁船甲板面基本水平且樁架基本垂直時)首先調整檢測船體縱傾角 α橫搖角β樁架傾斜角γ的3個傳感器使之為0:然后在船體上建立船體坐標系X'Y'Z'如圖所示:坐標原點(基準點)O'為定位天線鉛直向下與船甲板面的相交點

 

 

 根據坐標系X'Y'Z'定義三個互相垂直的投影平面:水平πB縱向知πZ橫向πH:將各相關點的空間幾何關系經過投影變換)變為三個投影面上的平面幾何關系L1,L2,H1,H2為關鍵幾何參數)需精確測量)并將其輸入軟件系統中的"船體參數模塊:此時的船位即為理想的基準船位:πP為給定的樁頂設標高水平面。

    假設船體縱傾角α橫搖角β樁架傾斜角γ不為0,在給定的樁頂設計標高平面πP上,推導出定位點P(X',Y'),及樁頂標高P(Z')與船上GPS定位天線之間的數學關系:再根據定位天線實測坐標T1(X,Y,Z)和T2(X2,Y2)計算出理論上的樁位中心在樁頂標高平面πP的坐標P(X,Y)O),平面方位扭角,推導過程中應注意以下幾點:
1:定位點的平面坐標值以πP為準:
2:因為設定的縱傾角α橫搖角B變化范圍:小于正負5度,實可按疊加原則處理)由此引入的誤差量級足以忽略:
3:直樁,斜樁統一處理,直樁視為斜樁的特例:

 橫搖傾斜修正
  當船縱傾角a為0時,橫搖角B為正時,在圖Y'等于0時可得到縱向投影平面πP。

    

 

縱搖傾斜修正
   在a β γ不等于0時,并且為正值的情況下得到橫向投影面πH

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