打樁系統(tǒng)介紹

打樁定位系統(tǒng)介紹

廣州市中海達(dá)測(cè)繪儀器有限公司

2012.4目錄廣州市中海達(dá)測(cè)繪儀器有限公司2012.3一、中海達(dá)公司簡(jiǎn)介二、打樁系統(tǒng)工作原理三、主要功能精度指標(biāo)四、中海達(dá)打樁定位系統(tǒng)組成五、打樁定位系統(tǒng)部分客戶六、中海達(dá)打樁定位系統(tǒng)實(shí)例廣州市中海達(dá)測(cè)繪儀器有限公司2012.3中海達(dá)

——專業(yè)從事GNSS與海洋水文設(shè)備

研發(fā)、生產(chǎn)、銷售的高科技產(chǎn)業(yè)集團(tuán)。一、中海達(dá)公司簡(jiǎn)介廣州市中海達(dá)測(cè)繪儀器有限公司2012.3中海達(dá)

——國(guó)內(nèi)最具實(shí)力的GNSS及海洋水文設(shè)備龍頭企

業(yè)，也是行業(yè)內(nèi)唯一一家上市公司。一、中海達(dá)公司簡(jiǎn)介股票名稱：中海達(dá)

股票代碼：300177上市時(shí)間：2011.2交易所：深圳證券交易所；

發(fā)行數(shù)量：1250萬(wàn)股廣州市中海達(dá)測(cè)繪儀器有限公司2012.3中海達(dá)

——全國(guó)建有30多家分支機(jī)構(gòu)及技術(shù)服務(wù)中心，銷售

網(wǎng)絡(luò)覆蓋全球，員工900多人，年產(chǎn)值3.6億元。一、中海達(dá)公司簡(jiǎn)介廣州市中海達(dá)測(cè)繪儀器有限公司2012.3中海達(dá)

——中國(guó)GNSS行業(yè)的先行者和領(lǐng)導(dǎo)者，專業(yè)從事高

端海洋水文設(shè)備研發(fā)、生產(chǎn)、銷售及技術(shù)服務(wù)。一、中海達(dá)公司簡(jiǎn)介廣州市中海達(dá)測(cè)繪儀器有限公司2012.3中海達(dá)

——中國(guó)GNSS行業(yè)的先行者和領(lǐng)導(dǎo)者，專業(yè)從事高

端海洋水文設(shè)備研發(fā)、生產(chǎn)、銷售及技術(shù)服務(wù)。一、中海達(dá)公司簡(jiǎn)介廣州市中海達(dá)測(cè)繪儀器有限公司2012.3中海達(dá)

——高端海洋水文產(chǎn)品代理一、中海達(dá)公司簡(jiǎn)介海洋磁力儀淺地層剖面儀電羅經(jīng)三維姿態(tài)儀側(cè)掃聲納廣州市中海達(dá)測(cè)繪儀器有限公司2012.3一、中海達(dá)公司簡(jiǎn)介中海達(dá)

——高端海洋水文產(chǎn)品代理RESON7125多波束廣州市中海達(dá)測(cè)繪儀器有限公司2012.3一、中海達(dá)公司簡(jiǎn)介中海達(dá)

——國(guó)家主席胡錦濤同志親臨指導(dǎo)與肯定；

——承擔(dān)社會(huì)責(zé)任，振興中國(guó)海洋高科技產(chǎn)業(yè)。廣州市中海達(dá)測(cè)繪儀器有限公司2012.3GPS打樁系統(tǒng)工作原理：

通過(guò)高精度的GPS實(shí)時(shí)定位儀器，輔助傾角傳感器、測(cè)距儀、聲控計(jì)數(shù)器以及攝像監(jiān)視設(shè)備和打樁系統(tǒng)軟件來(lái)實(shí)時(shí)測(cè)量樁設(shè)計(jì)標(biāo)高處的坐標(biāo)、樁的傾斜、樁的方位角以及打樁過(guò)程中的貫入度及最后的樁頂標(biāo)高。打樁系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域：

碼頭工程、近海工程和橋梁工程的施工建設(shè),方便打樁船的定位。二、打樁系統(tǒng)工作原理實(shí)現(xiàn)打樁船的實(shí)時(shí)定位及姿態(tài)監(jiān)控。實(shí)現(xiàn)打樁船樁錘數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控和記錄。實(shí)現(xiàn)打樁船標(biāo)高的實(shí)時(shí)監(jiān)控和記錄。在保證GPS實(shí)時(shí)精度下，打樁系統(tǒng)平面精度10cm，高程精度15cm。工作溫度：-20℃～60℃。三、主要功能及技術(shù)指標(biāo)1.GPS實(shí)時(shí)定位儀器(1+2)2.攝像監(jiān)視設(shè)備3.船體姿態(tài)的傾角傳感器4.用于抱樁改正測(cè)距儀5.聲控計(jì)數(shù)器6.打樁系統(tǒng)軟件及電腦設(shè)備7.無(wú)線傳輸設(shè)備(用于旋轉(zhuǎn)式樁船)四、打樁定位系統(tǒng)組成四、打樁定位系統(tǒng)組成4.1GPS實(shí)時(shí)定位項(xiàng)基于RTK定位原理和結(jié)合樁船需要，此部分需要中海達(dá)K10雙頻GPS基準(zhǔn)站一臺(tái)套和移動(dòng)站二臺(tái)套?；鶞?zhǔn)站用于架設(shè)在基準(zhǔn)站點(diǎn)，利用數(shù)據(jù)鏈電臺(tái)實(shí)時(shí)的發(fā)射GPS差分?jǐn)?shù)據(jù)。二臺(tái)移動(dòng)臺(tái)則安裝在打樁船上，利用其各自實(shí)時(shí)解算得到的三維坐標(biāo)構(gòu)成一個(gè)三維空間立體模型。在安裝時(shí)考慮到GPS本身的誤差，結(jié)合樁船的實(shí)際情況，GPS間的安裝距離越大，立體模型則構(gòu)成越好。根據(jù)GPS與樁船之間的相對(duì)位置（利用精密儀器可測(cè)得精確數(shù)據(jù)），我們便把他們組成了一個(gè)整體模型，從而可實(shí)時(shí)的得到樁船船身每一點(diǎn)的實(shí)時(shí)三維坐標(biāo)。四、打樁定位系統(tǒng)組成4.2傾斜儀姿態(tài)監(jiān)控項(xiàng)傾斜儀姿態(tài)監(jiān)控項(xiàng)包括船身姿態(tài)監(jiān)控和樁架姿態(tài)監(jiān)控。其中一個(gè)安裝在控制倉(cāng)上，打樁船由于受到水流波浪的沖擊，會(huì)產(chǎn)生幅度不等的搖擺現(xiàn)象，我們就需要利用電子傾斜儀實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)船身的縱橫搖擺數(shù)據(jù)，結(jié)合GPS實(shí)時(shí)得到的三維數(shù)據(jù)使我們的三維模型與我們的工程坐標(biāo)模型吻合起來(lái)；另一個(gè)傾斜儀安裝在樁架上，打樁船根據(jù)不同的施工需要有仰樁、直樁和俯樁之分，為了實(shí)時(shí)得到精確的樁架俯仰數(shù)據(jù)，我們便需利用傾斜儀進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。四、打樁定位系統(tǒng)組成4.3測(cè)距儀抱樁誤差改正項(xiàng)在得到船身的實(shí)時(shí)定位后，我們還需測(cè)得船身與樁的實(shí)時(shí)相對(duì)位置。在定樁和下樁過(guò)程中，因受仰樁、俯樁和抱樁裝置精密度的影響，樁與樁船之間的相對(duì)位置是實(shí)時(shí)變化的，雖然很?。ㄒ话銕讉€(gè)厘米），但對(duì)于要求高精度的打樁定位，我們還是采用安裝兩個(gè)激光測(cè)距儀的方式對(duì)其進(jìn)行實(shí)時(shí)的抱樁誤差改正。通過(guò)測(cè)距儀測(cè)得的高精度距離值結(jié)合樁的俯仰、傾斜參數(shù)實(shí)時(shí)改正樁心距。四、打樁定位系統(tǒng)組成4.4聲控傳感器樁錘記錄項(xiàng)和貫入度監(jiān)控項(xiàng)水上打樁都需要提供貫入度資料，這其中最主要的就是樁錘數(shù)、標(biāo)高控制和單位錘擊下沉量。這里我們采用聲控傳感器記錄樁錘數(shù)，通過(guò)靈敏度調(diào)整和軟件設(shè)置可以實(shí)時(shí)記錄和顯示。樁的標(biāo)高控制則有攝象機(jī)監(jiān)控和樁頂激光測(cè)距儀兩種模式可選。攝象機(jī)監(jiān)控實(shí)現(xiàn)起來(lái)比較簡(jiǎn)單，也是目前大多數(shù)樁船的主要采用方式，其是根據(jù)相對(duì)定位的原理，以船上某一點(diǎn)為基準(zhǔn)點(diǎn)，通過(guò)攝象鏡頭觀測(cè)其與樁身刻度的相對(duì)差值來(lái)得到樁的標(biāo)高的。但由于采用目測(cè)，誤差比較大。樁頂測(cè)距儀監(jiān)控是在樁架頂部安裝一個(gè)激光測(cè)距儀，通過(guò)軟件設(shè)置，實(shí)時(shí)測(cè)得其與樁身頂部的距離，結(jié)合實(shí)時(shí)得到的測(cè)距的位置求得樁的標(biāo)高，這種方法與軟件的結(jié)合最好，系統(tǒng)性很強(qiáng)，對(duì)于計(jì)算機(jī)資料的輸出自動(dòng)化程度也更高。只是要根據(jù)樁船樁架的具體情況而定，看是否適合測(cè)距儀的安裝。四、打樁定位系統(tǒng)組成4.5無(wú)線傳輸設(shè)備由于我們將多項(xiàng)設(shè)備安裝在打樁船的旋轉(zhuǎn)平臺(tái)及樁架上，考慮到操作空間的可行性和方便性，我們把電腦、顯示器等監(jiān)控設(shè)備安裝在船的后駕駛倉(cāng)內(nèi)。如果所有設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸都通過(guò)電纜連接，對(duì)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)的的電纜安裝有一定的難度，如果只是懸于旋轉(zhuǎn)平臺(tái)的外圍，必然很容易導(dǎo)致?lián)p壞。因此，我們采用無(wú)線傳輸設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳送。四、打樁定位系統(tǒng)組成4.6打樁定位系統(tǒng)軟件項(xiàng)軟件項(xiàng)主要是實(shí)現(xiàn)各個(gè)硬件部分的數(shù)據(jù)整合、解算和定位資料的記錄、輸出。打樁船上所有的GPS、測(cè)距儀、聲控傳感器等都由一個(gè)多串口卡與電腦連接在一起，通過(guò)“中海達(dá)海上打樁定位系統(tǒng)”軟件進(jìn)行打樁的實(shí)時(shí)監(jiān)控。由于不同單位對(duì)打樁資料的記錄要求不同，中海達(dá)公司可根據(jù)具體需要予以設(shè)計(jì)，全面為您定制專業(yè)的解決方案。四、打樁定位系統(tǒng)組成4.7系統(tǒng)精度在整套系統(tǒng)均正常工作，GPS衛(wèi)星信號(hào)良好的情況下，中海達(dá)海上打樁定位系統(tǒng)滿足如下精度要求：平面：直樁10cm以內(nèi)，斜樁15cm以內(nèi)；高程：直樁10cm以內(nèi)，斜樁15cm以內(nèi)。

樁架式打樁船結(jié)構(gòu)如圖所示四、打樁定位系統(tǒng)組成定位儀器：GPS1，GPS2：

可以定出旋轉(zhuǎn)平臺(tái)中心的坐標(biāo)以及船的方位和高程

傾斜1：用于控制船的橫搖和縱傾

傾斜2：用于測(cè)量伸縮支架的傾斜角度

傾斜3：用于測(cè)量樁架的傾斜角度

測(cè)距儀：用來(lái)測(cè)量旋轉(zhuǎn)中心到裝架的距離

攝像頭+監(jiān)視器：用來(lái)控制設(shè)計(jì)標(biāo)高

麥克風(fēng)：用來(lái)錘擊計(jì)數(shù)

無(wú)線接收器+無(wú)線發(fā)射器：用來(lái)傳輸數(shù)據(jù)四、打樁定位系統(tǒng)組成由于旋轉(zhuǎn)平臺(tái)上已經(jīng)沒有任何空間可以操作定位系統(tǒng)軟件了，所以我們將定位系統(tǒng)軟件及電腦設(shè)備安裝在船尾的駕駛室中；由于旋轉(zhuǎn)平臺(tái)的數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)線和駕駛室聯(lián)系非常困難，所以選擇用無(wú)線傳輸技術(shù)來(lái)完成。一個(gè)無(wú)線終端可以同時(shí)傳輸兩路數(shù)據(jù)，所以需要三個(gè)無(wú)線發(fā)射器和一個(gè)無(wú)線接收器，將旋轉(zhuǎn)平臺(tái)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)今{駛室里。監(jiān)視器和攝像頭之間的數(shù)據(jù)傳輸用有線的方式完成。在旋轉(zhuǎn)平臺(tái)上，所有的數(shù)據(jù)匯總到一個(gè)控制箱（A）里，在駕駛室里所有的數(shù)據(jù)匯集到控制箱(B)里。電腦和B箱連接，數(shù)據(jù)傳輸及連接示意圖如下：四、打樁定位系統(tǒng)組成電腦控制箱GPS1GPS2傾斜儀1傾斜儀3傾斜儀4測(cè)距儀無(wú)線接收器天線無(wú)線發(fā)射器天線麥克風(fēng)監(jiān)視器攝像頭數(shù)據(jù)流程圖四、打樁定位系統(tǒng)組成五、中海達(dá)打樁定位系統(tǒng)部分客戶序號(hào)用戶數(shù)量1中交第二航務(wù)工程局3套2中交第一航務(wù)工程局6套3中交第四航務(wù)工程局2套4廣東長(zhǎng)大公路工程公司1套5上海申啟星實(shí)業(yè)有限公司1套6廣東航盛港務(wù)工程公司1套7舟山華遠(yuǎn)海洋工程公司1套8寧波海力工程公司1套9舟山合力航務(wù)工程有限公司1套10中國(guó)海軍南海艦隊(duì)2套11上海港務(wù)工程公司1套12中國(guó)海軍東海艦隊(duì)2套13舟山海盛樁1號(hào)1套14舟山陳江樁3號(hào)1套儀器設(shè)備安裝

GPS天線的架設(shè)六、打樁定位系統(tǒng)實(shí)例GPS移動(dòng)站主機(jī)六、打樁定位系統(tǒng)實(shí)例樁架傾斜儀六、打樁定位系統(tǒng)實(shí)例伸縮支架傾斜儀六、打樁定位系統(tǒng)實(shí)例甲板傾斜儀六、打樁定位系統(tǒng)實(shí)例伸縮支架測(cè)距儀六、打樁定位系統(tǒng)實(shí)例伸縮支架布線收回來(lái)