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- 海上GPS打樁定位系統(tǒng)上傾角傳感器的應(yīng)用
- 來源：賽斯維傳感器網(wǎng) 發(fā)表于 2015/10/29
隨著水運(yùn)交通行業(yè)的發(fā)展，為航務(wù)工作施工單位帶來新的機(jī)遇，但同時(shí)也面臨新的考驗(yàn)。由于海外工程增加，如在遠(yuǎn)離海岸的深水碼頭和跨海大橋的樁基工程，傳統(tǒng)的采用經(jīng)緯儀交會或全站儀定位不適應(yīng)遠(yuǎn)離海岸水上施工精度定位，已成為亟待解決的問題。如今海上GPS打樁定位系統(tǒng)有GPS接收系統(tǒng)，以傾角傳感器解決打樁工程中的定位，并在實(shí)際工作中成功應(yīng)用。
海上GPS打樁定位系統(tǒng)的主要技術(shù)指標(biāo)是水平定位的精度正負(fù)10cm，垂直定位的精度正負(fù)15cm，斜樁傾斜角度的范圍正負(fù)20度，斜樁傾角測試精度為正負(fù)0.1度。在打樁時(shí)方位角，傾斜角，將會以數(shù)據(jù)的形式顯示在計(jì)算機(jī)上，所以該傾角傳感器應(yīng)該采用數(shù)字輸出的，并且廠家提供配套的上位機(jī)軟件。
在船體的中后部分也安裝多個(gè)傾角傳感器，然后通過返回的數(shù)據(jù)分析出船體橫擺，縱傾角，樁架傾角及樁體替打與樁架的相對位置，根據(jù)公式再進(jìn)行計(jì)算。當(dāng)打樁船甲板面基本水平且樁架基本垂直時(shí)，首先調(diào)整檢測船體縱傾角α橫搖角β樁架傾斜角γ的3個(gè)傳感器使之為0，然后在船體上建立船體坐標(biāo)系X'Y'Z'如圖1所示:坐標(biāo)原點(diǎn)(基準(zhǔn)點(diǎn))O'為定位天線鉛直向下與船甲板面的相交點(diǎn)。
圖片1
再根據(jù)坐標(biāo)系X'Y'Z'定義三個(gè)互相垂直的投影平面:水平πB，縱向知πZ，橫向πH。將各相關(guān)點(diǎn)的空間幾何關(guān)系經(jīng)過投影變換，變?yōu)槿齻�(gè)投影面上的平面幾何關(guān)系L1，L2，H1，H2為關(guān)鍵幾何參數(shù)，需精確測量，并將其輸入軟件系統(tǒng)中的，船體參數(shù)模塊。此時(shí)的船位即為理想的基準(zhǔn)船位。πP為給定的樁頂設(shè)標(biāo)高水平面。
假設(shè)船體縱傾角α橫搖角β樁架傾斜角γ不為0，在給定的樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高平面πP上,推導(dǎo)出定位點(diǎn)P(X',Y'),及樁頂標(biāo)高P(Z')與船上GPS定位天線之間的數(shù)學(xué)關(guān)系，再根據(jù)定位天線實(shí)測坐標(biāo)T1(X,Y,Z)和T2(X2，Y2)計(jì)算出理論上的樁位中心在樁頂標(biāo)高平面πP的坐標(biāo)P(X,Y)O),平面方位扭角，推導(dǎo)過程中應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：
1：定位點(diǎn)的平面坐標(biāo)值以πP為準(zhǔn)。
2：因?yàn)樵O(shè)定的縱傾角α橫搖角B變化范圍:小于正負(fù)5度，實(shí)可按疊加原則處理，由此引入的誤差量級足以忽略。
3：直樁，斜樁統(tǒng)一處理，直樁視為斜樁的特例。
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