[发明专利]一种用于沉管隧道最终接头安装的浮态定位系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于沉管隧道最终接头安装施工技术领域，特别涉及一种用于沉管隧道最终接头安装的姿态监测系统及方法。

背景技术

目前，在最终接头安装期间，主要是通过最终接头上设置测量塔测控系统中的GPS进行定位。但是，由于最终接头安装现场工况复杂，可能出现船舶遮挡GPS，降低GPS信号的质量，甚至造成GPS信号中断，从而使最终接头的定位出现阶段性的异常状况，影响最终接头的安装。

发明内容

本发明的目的在于：解决由于最终接头安装现场工况复杂，采用最终接头上设置测量塔测控系统中的GPS进行定位时，可能出现线缆遮挡GPS，降低GPS信号的质量，甚至造成GPS信号中断，进而影响最终接头的安装的技术问题。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种用于沉管隧道最终接头安装的浮态定位系统，安装在起重船上，其包括两台全站仪，两台GPS定位设备和数据处理终端；其中，

所述GPS定位设备设置在所述起重船甲板上设定的安装位置，并将其实时获取的GPS信号传输给所述数据处理终端；

所述全站仪安装在所述起重船甲板上，用于测定其安装位置与所述起重船甲板上设定的多个特征点之间的位置关系，以及跟踪测量最终接头上的特征点，并得到最终接头特征点在全站仪坐标系中的坐标数据；

所述数据处理终端，用于解算GPS差分信号而得到相应的定位数据，并根据所述GPS定位设备的安装位置与所述起重船甲板上设定的各个特征点的位置关系以及所述GPS定位设备对应的定位数据，而建立工程坐标系，以及根据所述全站仪的安装位置与所述起重船甲板上设定的各个特征点之间的位置关系，将最终接头特征点的坐标数据转换至所述工程坐标系中，而实现对最终接头的定位。

根据一种具体的实施方式，在本发明用于沉管隧道最终接头安装的浮态定位系统中，还包括倾斜仪，所述数据处理终端根据所述倾斜仪检测所述起重船甲板的倾斜数据，修正所述工程坐标系与所述全站仪坐标系的转换关系。

根据一种具体的实施方式，在本发明用于沉管隧道最终接头安装的浮态定位系统中，所述数据处理终端根据所述全站仪的初始姿态数据与所述倾斜仪的初始姿态数据，确定所述全站仪与所述倾斜仪的姿态关系。

基于统一发明构思，本发明还提供一种用于沉管隧道最终接头安装的浮态定位方法，其包括以下步骤，

S1：在吊装最终接头的起重船甲板上设定至少两个特征点和两台GPS定位设备的安装位置，并根据两台GPS定位设备的安装位置分别与所述起重船甲板上设定的各个特征点的之间位置关系以及通过GPS定位设备而得到的定位数据，而建立工程坐标系；

S2：在吊装最终接头的起重船甲板上设置两台全站仪，并测定两台全站仪的安装位置分别与所述起重船甲板上设定的各个特征点之间的位置关系；

S3：通过两台全站仪跟踪测量最终接头上的特征点，而得到最终接头特征点在全站仪坐标系中的坐标；

S4：根据两台全站仪的安装位置分别与所述起重船甲板上设定的各个特征点之间的位置关系，将最终接头特征点的坐标转换至所述工程坐标系中，而实现对最终接头的定位。

根据一种具体的实施方式，在本发明用于沉管隧道最终接头安装的浮态定位方法中，通过倾斜仪检测所述起重船甲板的倾斜数据，并根据倾斜仪检测到的倾斜数据，修正所述工程坐标系与所述全站仪坐标系的转换关系。

根据一种具体的实施方式，在本发明用于沉管隧道最终接头安装的浮态定位方法中，根据所述全站仪的初始姿态数据与所述倾斜仪的初始姿态数据，确定所述全站仪与所述倾斜仪的姿态关系。

根据一种具体的实施方式，在本发明用于沉管隧道最终接头安装的浮态定位方法中，设定全站仪的设站坐标后，先后对所述起重船甲板上的特征点进行两次观测，并根据两次的观测数据，进行全站仪的设站纠正。

进一步地，通过最小二乘法处理两次的观测数据。

与现有技术相比，本发明的有益效果：