[发明专利]一种水下构件相对位姿测量方法及装置

说明书

本发明公开了一种水下构件相对位姿测量方法和装置，方法包括：发送测量指令给测量单元，测量单元接收到所述测量指令后，测量单元从对接结构体移动到承接结构体的标记点上方；根据所述测量单元运动的距离和方向测量得到一个坐标，所述坐标为测量单元安装位置相对于标记点位置的坐标；根据所述坐标计算出对接结构体与承接结构体之间的相对位姿关系；采用该方法后能够对水深较深的施工区域进行水下大型结构的高精度相对位姿测量。

技术领域

本发明涉及工程测量领域，尤其涉及的是一种水下构件相对位姿测量方法和装置。

背景技术

现有的水下沉管隧道、输油管道、排水管道等大型工程都采用工厂预制后水下沉放对接安装的方法，水下施工对于工程线形要求高，限于水下位姿测量技术，现有技术一般会利用露出水面的测量标志，再基于GNSS进行测量定位和沉放对接指导，例如，沉管隧道安装普遍采用在待沉管节顶端首尾部安装高于水深的测量塔，在塔顶安装GNSS设备进行定位，从而进行对接指导。这种方法在水深较浅的水域施工是可以满足要求的，但是，很多大型工程越来越多的走向外海，水深越来越大，难以依赖水面标志进行精密测量，研究水下大型结构高精度相对位姿测量技术显得尤为急迫和重要。

因此，现有技术还有待改进。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术缺陷，本发明提供一种水下构件相对位姿测量方法和装置，以解决在水深较深区域进行高精度相对位姿测量较为困难的问题。

本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：

一种水下构件相对位姿测量方法，所述水下构件相对位姿测量方法包括：

发送测量指令给测量单元，测量单元接收到所述测量指令后，测量单元从对接结构体移动到承接结构体的标记点上方；

根据所述测量单元运动的距离和方向测量得到一个坐标，所述坐标为测量单元安装位置相对于标记点位置的坐标；

根据所述坐标计算出对接结构体与承接结构体之间的相对位姿关系。

作为进一步的改进技术方案，在所述发送测量指令给测量单元之前还包括：

在所述对接结构体上安装定量化伸缩移动的测量平台，在所述测量平台上安装所述测量单元，所述测量单元为水下摄影测量单元；

在所述承接结构体上设置标记点，所述标记点为安装在承接结构体上的合作靶标。

作为进一步的改进技术方案，所述在所述承接结构体上设置标记点后，将所述合作靶标与所述承接结构体的空间直角坐标系O1进行联测，并获取所述合作靶标在所述坐标系O1中的空间三维坐标；

所述在所述对接结构体上安装定量化伸缩移动的测量平台后，将所述测量平台的旋转中心与所述对接结构体的空间直角坐标系O2进行联测，并获得所述测量平台的旋转中心在所述坐标系O2中的空间三维坐标；

所述在所述测量平台上安装所述测量单元后，以所述测量平台的旋转中心为代表位置和坐标原点建立移动平台坐标系O3，将所述水下摄影测量单元与坐标系O3进行联测，确定所述水下摄影测量单元在所述坐标系O3中的空间三维初始坐标。

作为进一步的改进技术方案，所述确定所述水下摄影测量单元在所述坐标系O3中的空间三维初始坐标后，以水下摄影测量单元中心为代表位置和坐标原点建立坐标系O4。

作为进一步的改进技术方案，所述发送测量指令给测量单元，测量单元接收到所述测量指令后，测量单元从对接结构体移动到承接结构体的标记点上方包括：

对所述测量平台发送测量指令，所述测量平台通过测量平台带动所述水下摄影测量单元从对接结构体向承接结构体方向移动；