[发明专利]建筑施工塔吊机的GNSS塔身健康监测预警系统和方法

权利要求书

1.一种用于建筑施工塔吊机的GNSS塔身健康监测预警系统，所述建筑施工塔吊机包括塔臂、塔身，其中，该健康监测预警系统包括：

GNSS基准站、塔身GNSS流动站、健康监测装置和警报装置，

所述塔身GNSS流动站安装在所述塔身的顶部，所述塔身GNSS流动站接收GNSS卫星信号，同时从所述GNSS基准站接收GNSS卫星差分改正信号，从而确定自身的当前位置信息，并将所述当前位置信息发送给所述健康监测装置；

所述健康监测装置根据所述当前位置信息及历史定位数据，确定所述塔身GNSS流动站的位置变化是否超出阈值，如果超出阈值，则所述警报装置进行报警，

其中，所述健康监测装置如下地确定所述塔身GNSS流动站的位置变化：

其中，(x_n,y_n,H_n)为所述GNSS流动站当前历元n的三维坐标，是上一历元n-1的平滑滤波三维坐标，利用历史定位数据采用平滑滤波算法获得，(Δx_n,Δy_n,ΔH_n)为塔身当前历元n的倾斜三维量，ΔS_n为倾斜总量，n＞1且n∈Z，

其中，当所述倾斜三维量(Δx_n,Δy_n,ΔH_n)大于设定预警量E_d或倾斜总量大于设定预警量E_t时，进行塔身倾斜报警，其中所述预警量计算公式如下：

其中，a,b分别是所述塔身GNSS流动站的接收机的固定误差和比例误差，L为塔吊机塔身高度，k为预警系数，计算公式如下：

k＝(2～3)·m

式中，m为塔吊机折旧系数，取值0.6～1。

2.根据权利要求1所述的GNSS塔身健康监测预警系统，其特征在于，所述建筑施工塔吊机还包括在塔臂上可滑动的吊装移动车，所述健康监测预警系统还包括移动车GNSS流动站，所述移动车GNSS流动站安装在所述吊装移动车的顶部中心位置，所述移动车GNSS流动站接收GNSS卫星信号，同时从所述GNSS基准站接收GNSS卫星差分改正信号，从而确定自身的当前位置信息，并将所述当前位置信息发送给所述健康监测装置；

所述健康监测装置还根据所述当前位置信息及历史定位数据，确定所述移动车GNSS流动站的高程变化是否超出阈值，如果超出阈值，则所述警报装置进行报警。

3.一种GNSS塔身健康监测预警方法，用于建筑施工塔吊机，该建筑施工塔吊机包括安装在该建筑施工塔吊机的塔身的顶部的塔身GNSS流动站，所述方法包括：

塔身GNSS流动站当前自身位置确定步骤，所述塔身GNSS流动站接收GNSS卫星信号，同时从GNSS基准站接收GNSS卫星差分改正信号，从而确定自身的当前位置信息；

变化判断步骤，根据所述当前位置信息及历史定位数据，确定塔身GNSS流动站的位置变化是否超出阈值，如果超出阈值，则发出报警指示；以及

报警步骤，根据所述报警指示进行报警，

其中，在所述变化判断步骤，如下地确定所述GNSS流动站的位置变化：

或

其中，(x_n,y_n,H_n)为所述GNSS流动站当前历元n的三维坐标，为历史历元的平均三维坐标，是上一历元n-1的平滑滤波三维坐标，可利用历史定位数据采用平滑滤波算法获得，(Δx_n,Δy_n,ΔH_n)为塔身当前历元n的倾斜三维量，ΔS_n为倾斜总量，n＞1且n∈Z，

其中，当所述倾斜三维量(Δx_n,Δy_n,ΔH_n)大于设定预警量E_d或倾斜总量大于设定预警量E_t时，所述变化判断步骤进行塔身倾斜报警，其中所述预警量计算公式如下：

其中，a,b分别是所述塔身GNSS流动站的接收机的固定误差和比例误差，L为塔吊机塔身高度，k为预警系数，计算公式如下：

k＝(2～3)·m

式中，m为塔吊折旧系数，取值0.6～1。