[发明专利]一种基于深远海域施工的沉桩定位的方法及设备

说明书

本申请的目的是提供一种基于深远海域施工的沉桩定位的方法及设备，本申请中获取船体上的定位机的GPS坐标，并对定位机的GPS坐标进行坐标转换得到定位机在工程坐标系下的工程坐标；获取定位机在船体所属的船体坐标系下的船体坐标；根据定位机的船体坐标和工程坐标，确定船体坐标系与工程坐标系之间的坐标转换关系；获取船体上的圆桩桩心在船体坐标系下的桩心船体坐标；根据坐标转换关系和圆桩桩心的桩心船体坐标，得到圆桩桩心的桩心工程坐标，通过广域差分星基增强系统，实现了在无参考站模式下对圆桩桩心进行实时的高精度施工定位，解决了RTK定位方式作业半径受限的问题，可以大大缩短海上施工准备时间，节约了参考站架设的成本。

技术领域

本申请涉及计算机领域，尤其涉及一种基于深远海域施工的沉桩定位的方法及设备。

背景技术

目前国内风电施工船上的定位系统采用RTK-GPS定位，在岸基固定点架设定位基站，在船上呈L型架设3台移动站，通过高精度倾角计测量船体的横摇和纵摇，再利用高精度测距仪进行抱桩修正，从而满足桩基定位5cm以内的沉桩精度，随着施工区域向深水区逐渐推进，船舶上的移动站和岸基的基站之间的距离越来越远，当距离超过20公里以上时，需要在海上架设中继站的方式来增加作业半径，从理论上增加一次信号的中转并不会影响定位精度，但是由于距离过长，投影会产生变形，在实际工程应用中发现，RTK的定位精度随作业半径的增大逐渐降低，而且在海上架设中继站也非常困难，因此针对深远海域施工定位的这种需求，特别需要开发一套能适用于深远海施工的定位系统。

RTK定位技术是通过地面设立基准站的模式，来辅助修正卫星信号误差,提高定位精度，又称为地基增强系统。而星站差分是一种区别于基于传统地基增强系统的广域差分星基增强系统。目前星站差分系统在中国架设有多个基站，具备在中国境内及周边海域提供高精度定位服务的能力，国内施工企业也有成功应用星站差分定位的先例，比如“风华号”在进点作业中使用星站差分进行定位，大大缩短海上施工准备时间，节约了参考站架设的成本。对于风电施工船在深远海施工目前国内尚无典型应用，目前国内风电施工船比如“雄程1号”、“雄程2号”在远离岸线作业时，多是采用架设中继站的方式扩大作业半径，难以适应愈来愈远的深远海风电建设需求，因此为了实现在无参考站模式下的高精度施工定位，十分有必要开展基于星站差分的深远海施工定位系统应用研究。

发明内容

本申请的一个目的是提供一种基于深远海域施工的沉桩定位的方法及设备，以实现在无参考站模式下的高精度施工定位，解决了实时动态(Real-time kinematic，RTK)定位方式作业半径受限的问题，可以大大缩短海上施工准备时间，节约了参考站架设的成本。

根据本申请的一个方面，提供了一种基于深远海域施工的沉桩定位的方法，其中，所述方法包括：

获取船体上的定位机的GPS坐标，并对所述定位机的GPS坐标进行坐标转换得到所述定位机在工程坐标系下的工程坐标；

获取所述定位机在所述船体所属的船体坐标系下的船体坐标；

根据所述定位机的所述船体坐标和所述工程坐标，确定所述船体坐标系与所述工程坐标系之间的坐标转换关系；

获取所述船体上的圆桩桩心在所述船体坐标系下的桩心船体坐标；

根据所述坐标转换关系和所述圆桩桩心的桩心船体坐标，得到所述圆桩桩心的桩心工程坐标。

进一步地，上述所述一种基于深远海域施工的沉桩定位的方法中，其中，所述方法还包括：

在所述船体坐标系下确定所述圆桩的倾斜度；

其中，所述根据所述坐标转换关系和所述圆桩桩心的桩心船体坐标，得到所述圆桩桩心的桩心工程坐标，包括：

根据所述圆桩的倾斜度和所述圆桩桩心的桩心船体坐标，得到所述圆桩桩心的倾斜桩心船体坐标；