[发明专利]海上抛石夯平定位系统有效

专利信息
申请号: 201310022083.X 申请日: 2013-01-22
公开(公告)号: CN103105158A 公开(公告)日: 2013-05-15
发明(设计)人: 刘馨;邵蔚;郭科;李明 申请(专利权)人: 中交天津港湾工程研究院有限公司;中交第一航务工程局有限公司;天津港湾工程质量检测中心有限公司
主分类号: G01C3/00 分类号: G01C3/00;G01C5/00;G01C9/00;G01S19/14
代理公司: 天津盛理知识产权代理有限公司 12209 代理人: 王融生
地址: 300222 天*** 国省代码: 天津;12
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摘要:
搜索关键词: 海上 抛石夯 平定 系统
【说明书】:

技术领域

发明属于港口工程GPS施工定位系统,特别涉及一种海上抛石夯平定位系统。

背景技术

我局新近承接了港珠澳大桥人工岛施工工程,在该项目中,有长达7400多米的沉管隧道,施工难度居世界前列,采用碎石垫层作为沉管基础,不仅铺设整平总方量巨大,而且施工水深、铺设宽度、整平精度等都前所未有。因此,亟需研制一套利用GPS系统的海上抛石夯平施工定位监测系统。

发明内容

本发明的目的在于提供一种海上抛石夯平定位系统,该系统采用全新的设计思路,解决了海上抛石夯平远离海岸施工的难题,通过使用工业级激光测距仪加以防水外壳,配合镜头遮光罩,防水挡板,解决了激光测距仪在露天环境下防水防强反光的问题。使用抗冲击倾角传感器,解决了在强振动环境中角度测量的问题。使用由霍尔传感器、铜轮、钢丝绳组成的位移测试系统,通过被测点位移差值,计算出角度,解决了料筒无法安装倾角传感器的问题。使用多通道测深仪,解决了水下测量高程的问题。该监测系统在港珠澳大桥项目的应用,很好的验证了定位精度,对现场恶略的环境表现出很高的适应性和可靠性。

本发明的技术方案是:

一种海上抛石夯平定位系统,其特征在于:是由GPS定位系统、高精度激光测距仪、霍尔传感器、倾角传感器、多通道测深仪、计算机组成的定位监测系统,该系统在施工船上建立船体设备坐标系,在此坐标系下确定GPS定位天线、高精度激光测距仪安装参数;在抛石料车上安装霍尔传感器,抛石管壁的下端安装多通道测深仪;

GPS定位天线测得WGS84坐标,根据坐标转换参数求得GPS定位天线点的工程坐标;结合GPS定位天线、倾角传感器、霍尔传感器、激光测距仪等设备的安装参数以及激光测距仪测定的抛石料车参数、夯平锤车参数,解算出抛石料车料斗中心点的工程坐标,通过多通道测深仪测试出抛石料管口与抛石平面的距离,即可求出抛石平面的高程;

在第一抛石料车、第二抛石料车、夯平锤车上分别安装激光反射把,确定激光测距仪在施工船上的安装位置,在施工过程中,实时监测移动中的抛石料车和夯平锤车;

在第一抛石料车和第二抛石料车上分别安装由霍尔传感器、铜轮、钢丝绳组成的位移测量系统,以矫正抛石料车料斗的倾斜角度;

在施工船上安装倾角传感器,通过对船体坐标X轴、Y轴倾斜角度的实时监控,以修正船体坐标系下各参考点的倾斜;

根据船体坐标系各关键点的平面几何关系,以及对船体坐标系下各关键点坐标值的倾斜修正,计算整理出船体坐标系与工程坐标系的夹角、定位点平面工程坐标、船体坐标系下各高程参考点的倾斜修正、工程坐标系下各高程参考点高程坐标等数据,最终准确定位。

所述计算机上位机由台式电脑配合八通道多串口采集卡组成;在计算机接口上连接:三个供电及转换接口、两个多通道测深仪;一个供电及转换接口分别连接:左GPS定位系统、右GPS定位系统、船体倾角传感器、抛石定位高精度激光测距仪、抛石导管倾斜倾角传感器、抛石高程检测系统;另一个供电及转换接口分别连接:抛石定位高精度激光测距仪、抛石导管倾斜倾角传感器、抛石高程检测系统;再一个供电及转换接口分别连接:夯实定位高精度激光测距仪、三个夯实倾斜检测系统,夯实高程检测系统;两个多通道测深仪分别各连接一个测探转换箱,每个测探转换箱分别连接多个测探探头。

所述计算机下位机由工控机箱、开关电源、串口转换电路构成。

所述高精度激光测距仪为工业级别激光测距仪,其外有防水外壳、镜头遮光罩、镜头防水挡板、底板有角度可调装置。

由所述霍尔传感器和铜轮及钢丝绳组成位移测量系统,通过测试点的高度差推算出料车料管的倾斜角度。

由所述多通道测深仪,测试出抛石料管口与抛石平面的距离,再根据已知的参数推算出抛石面的高程。

本发明特点优点:

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