CN107389027B - 一种水上重力锚的快速精确定位方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水上重力锚的快速精确定位方法，在起重定位船上设置两个定位点，通过三角函数的关系建立参考方程，在测出两个定位点的坐标后，通过参考方程即可间接得到重力锚坐标。本发明不受外部环境影响，可全天候作业，不需要有稳定平台架设仪器；本方法测量准确，便捷高效，极大地缩短了测量定位时间，具有较大的推广价值。

Description

一种水上重力锚的快速精确定位方法

技术领域

本发明涉及桥梁工程施工技术领域，尤其涉及一种水上重力锚的快速精确定位方法。

背景技术

沉井基础作为桥梁深水基础，其质量大、施工周期长，工况复杂，在施工过程中，需要承受水流力、波浪力、风力等各种荷载，因此，沉井基础的施工定位至关重要。

沉井基础的施工通常是通过锚碇系统进行定位施工，因此，重力锚的定位对于沉井基础的施工就显得非常重要。在现有的桥梁施工中，重力锚的定位采用传统的常规光电测量或GNSS-RTK测量手段，由于重力锚体积较大，采用水上大型浮吊吊装施工，一直没有较好的测量定位方法，使用传统的常规光电测量或GNSS-RTK测量手段，无法快速而准确的测量定位重力锚的位置及角度方位，这给推广应用带来困难；如果直接测量重力锚的位置，由于施工时外部环境的影响，会使测出的重力锚坐标有较大的偏差。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明提供了一种水上重力锚的快速精确定位方法，通过间接测量重力锚的坐标，实现重力锚锚位快速定位，且定位精确，不受外界环境的影响，施工简单。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：一种水上重力锚的快速精确定位方法，其包括如下步骤：

S1：将起重定位船开至重力锚目标位置附近，进行初步定位，利用运输船将重力锚运至重力锚目标位置附近，利用已初步定位好的起重定位船将重力锚垂直起吊，并在起重定位船上布置定位点C1和定位点C2；

S2：以定位点C1为起始点，以定位点C1和定位点C2的连线为方向建立参考线；

S3：测量重力锚与定位点C1之间的距离L1，测量定位点C1与定位点C2之间的距离L2，测量重力锚和定位点C1的连线与参考线之间的夹角β，通过L1、L2和β三个参数建立参考方程，用于计算重力锚坐标；

S4：在岸边固定位置设置两台全球导航卫星定位系统，两台全球导航卫星定位系统同步进行并分别测量定位点C1和定位点C2的坐标，根据S3的参考方程计算重力锚坐标；

S5：判断S4计算出来的重力锚坐标是否为重力锚目标位置，如果是，将重力锚放入重力锚目标位置，如果不是，调整重力锚位置，直到重力锚坐标为重力锚目标位置时，将重力锚放入重力锚目标位置。

进一步地，S5中通过调整起重定位船来调整重力锚位置。

进一步地，S1中重力锚、定位点C1和定位点C2三点一线。

进一步地，定位点C1位于起重定位船的船头，定位点C2位于起重定位船的船尾，定位点C1与定位点C2之间的距离L2等于船长。

进一步地，S2中定位点C1与定位点C2之间的连线位于起重定位船的纵向中心线上。

进一步地，S3中使用全站仪测量距离。

进一步地，S4中全球导航卫星定位系统采用GPS。

进一步地，S4中利用参考方程编制运算程序，通过运算程序计算重力锚坐标。

本发明还提供了一种水上重力锚的快速精确定位方法，其包括如下步骤：

A1：将起重定位船开至重力锚目标位置附近，进行初步定位，利用运输船将重力锚运至重力锚目标位置附近，利用已初步定位好的起重定位船将重力锚垂直起吊，并在起重定位船上布置定位点C1和定位点C2；

A2：在岸边固定位置设置两台全球导航卫星定位系统，两台全球导航卫星定位系统同步进行并分别测量定位点C1和定位点C2的坐标，根据定位点C1的坐标、定位点C2的坐标以及重力锚与定位点C1和定位点C2三者之间的位置关系确定重力锚坐标；

A3：判断A2确定的重力锚坐标是否为重力锚目标位置，如果是，将重力锚放入重力锚目标位置，如果不是，调整重力锚位置，直到重力锚坐标为重力锚目标位置时，将重力锚放入重力锚目标位置。

进一步地，A2中还包括测量重力锚与定位点C1之间的距离L1，测量定位点C1与定位点C2之间的距离L2，测量重力锚与定位点C2之间的距离L，通过L1、L2和L三个参数建立三角函数参考方程，用于计算重力锚坐标。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明提供的水上重力锚的快速精确定位方法，在起重定位船上设置两个定位点，通过三角函数的关系建立参考方程，在测出两个定位点的坐标后，通过参考方程即可间接得到重力锚坐标；本方法不受外部环境影响，可全天候作业，不需要有稳定平台架设仪器；本方法测量准确，便捷高效，极大地缩短了测量定位时间，具有较大的推广价值。

2、本发明通过调整起重定位船进行调整重力锚位置，就不需要重复地将测量人员及仪器运至悬空重力锚上进行测量作业，从而减少了人员及仪器的安全风险。

附图说明

图1为本发明实施例提供的定位点与重力锚位置关系图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

参见附图1所示，本发明实施例提供一种水上重力锚的快速精确定位方法，其包括如下步骤：

S1：将起重定位船1开至重力锚目标位置附近，抛下船锚，进行初步定位，利用运输船将重力锚2运至重力锚目标位置附近，利用已初步定位好的起重定位船1将重力锚2垂直起吊，并在起重定位船上布置定位点C1和定位点C2；

S2：以定位点C1为起始点，以定位点C1和定位点C2的连线为方向建立参考线；

S3：测量重力锚2与定位点C1之间的距离L1，测量定位点C1与定位点C2之间的距离L2，测量重力锚2和定位点C1的连线与参考线之间的夹角β，通过L1、L2和β三个参数建立参考方程，用于计算重力锚坐标；

S4：在岸边固定位置设置两台全球导航卫星定位系统，两台全球导航卫星定位系统同步进行并分别测量定位点C1和定位点C2的坐标，结合定位点C1和定位点C2的坐标，再根据S3的参考方程计算重力锚坐标；

S5：判断S4计算出来的重力锚坐标是否为重力锚目标位置，如果是，将重力锚2放入重力锚目标位置，下放的时候，使悬吊重力锚2的吊绳处于垂直状态，并缓慢下放，如果不是，调整重力锚2位置，重新测量定位点C1和定位点C2，根据S3的参考方程计算重力锚坐标，直到重力锚坐标为重力锚目标位置时，将重力锚2放入重力锚目标位置，在放入之前，确保连接重力锚2的吊绳处于垂直状态，这样定位更加精确，误差更加小。

本发明提供的一种水上重力锚的快速精确定位方法，其原理基于在起重定位船1上选定两个定位点作为参考线，测量重力锚2与定位点C1之间的距离L1，测量定位点C1与定位点C2之间的距离L2，测量重力锚2和定位点C1的连线与参考线之间的夹角β，通过L1、L2和β三个参数建立参考方程，通过两台全球导航卫星定位系统分别测量两定位点的坐标，利用参考方程计算，间接得到重力锚坐标，从而进行重力锚2定位施工。由于定位点C1与定位点C2及其之间的距离确定，再测出重力锚2到定位点C1或定位点C2之间的距离，根据三角形的函数关系可以算出重力锚坐标，将计算的重力锚坐标与重力锚目标位置的坐标对比，如果不一致，可以微调重力锚2的位置，直至计算的重力锚坐标与重力锚目标位置的坐标一致，这种方式可以不受外部环境的影响(比如风浪)，进行全天候的作业，也不需要稳定的平台架设测量L1、L2和β或L的仪器，同样能够准确地定位重力锚2的位置，安全性能大大提高，其操作简单、便捷、高效，与传统的测量定位方法相比，极大地缩短了测量定位时间。

进一步地，S5中通过调整起重定位船1来调整重力锚2位置，具体地，当起重定位船1吊起重力锚2后，在重力锚2上放置测量仪器，测量L1、L2和β三个参数，当计算得到的重力锚坐标与重力锚目标位置有差距需要调整时，采用调整起重定位船1的位置来调整重力锚2的位置，在整个不断计算与调整的过程中，L1、L2和β三个参数不会改变，因此，就不需要重复地将测量人员及仪器运至悬空的重力锚2上进行测量作业，减少了人员及仪器的安全风险；当然，还可以采用调整起吊臂来调整重力锚2的位置，进行计算重力锚坐标，只是每调整一次起吊臂，就需要将测量人员及仪器运送至重力锚2上，比较麻烦，也有安全风险。

参见附图1所示，进一步地，S1中重力锚、定位点C1和定位点C2三点一线，在进行定位点选择时，选择三点一线，此时参考方程更加简单，可以更方便地计算重力锚坐标。

参见附图1所示，进一步地，定位点C1位于起重定位船1的船头，定位点C2位于起重定位船1的船尾，定位点C1与定位点C2之间的距离L2等于船长，由于船长是已知参数，将定位点C1与定位点C2分别选择在船头和船尾，以方便计算重力锚坐标，使运算过程更加简单。

参见附图1所示，进一步地，S2中定位点C1与定位点C2之间的连线位于起重定位船1的纵向中心线上，这样设置，可以使重力锚坐标的运算过程更加简单。

进一步地，S3中使用全站仪测量距离，全站仪相对于光学经纬仪等常规的距离测量仪器，具有精度高、操作简单且可以避免读数出现误差等特点。

进一步地，S4中全球导航卫星定位系统采用GPS。

进一步地，S4中利用参考方程编制运算程序，输入定位点C1和定位点C2的坐标，通过运行运算程序计算重力锚坐标，这样使定位方式更加快捷、高效、智能，避免人工计算失误。

本发明还提供了一种水上重力锚的快速精确定位方法，其包括如下步骤：

A1：将起重定位船1开至重力锚目标位置附近，进行初步定位，利用运输船将重力锚2运至重力锚目标位置附近，利用已初步定位好的起重定位船1将重力锚2垂直起吊，并在起重定位船上布置定位点C1和定位点C2；

A2：在岸边固定位置设置两台全球导航卫星定位系统，两台全球导航卫星定位系统同步进行并分别测量定位点C1和定位点C2的坐标，根据定位点C1的坐标、定位点C2的坐标以及重力锚2与定位点C1和定位点C2三者之间的位置关系确定重力锚坐标；

A3：判断A2确定的重力锚坐标是否为重力锚目标位置，如果是，将重力锚2放入重力锚目标位置，下放的时候，使悬吊重力锚2的吊绳处于垂直状态，并缓慢下放，如果不是，调整重力锚2位置，直到重力锚坐标为重力锚目标位置时，将重力锚2放入重力锚目标位置。

进一步地，A2中还包括测量重力锚2与定位点C1之间的距离L1，测量定位点C1与定位点C2之间的距离L2，测量重力锚2与定位点C2之间的距离L，通过L1、L2和L三个参数建立三角函数参考方程，用于计算重力锚坐标。

本发明提供的一种水上重力锚的快速精确定位方法，其原理为：重力锚目标位置的坐标为已知的，在起重定位船1上选定定位点C1与定位点C2，这两个点相对静止，通过定位系统分别测定定位点C1与定位点C2的坐标，再根据重力锚2、定位点C1与定位点C2这三点组成的三角函数，便可以确定重力锚的坐标，并将该坐标与重力锚目标位置进行比对，从而实现重力锚悬空定位作业。

本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (10)

1.一种水上重力锚的快速精确定位方法，其特征在于，其包括如下步骤：

S1：将起重定位船开至重力锚目标位置附近，进行初步定位，利用运输船将重力锚运至重力锚目标位置附近，利用已初步定位好的起重定位船将重力锚垂直起吊，并在起重定位船上布置定位点C1和定位点C2；

S2：以定位点C1为起始点，以定位点C1和定位点C2的连线为方向建立参考线；

S3：测量重力锚与定位点C1之间的距离L1，测量定位点C1与定位点C2之间的距离L2，测量重力锚和定位点C1的连线与参考线之间的夹角β，通过L1、L2和β三个参数建立参考方程，用于计算重力锚坐标；

S4：在岸边固定位置设置两台全球导航卫星定位系统，两台全球导航卫星定位系统同步进行并分别测量定位点C1和定位点C2的坐标，根据S3的参考方程计算重力锚坐标；

S5：判断S4计算出来的重力锚坐标是否为重力锚目标位置，如果是，将重力锚放入重力锚目标位置，如果不是，调整重力锚位置，直到重力锚坐标为重力锚目标位置时，将重力锚放入重力锚目标位置。

2.如权利要求1所述的一种水上重力锚的快速精确定位方法，其特征在于：S5中通过调整起重定位船来调整重力锚位置。

3.如权利要求1所述的一种水上重力锚的快速精确定位方法，其特征在于：S1中重力锚、定位点C1和定位点C2三点一线。

4.如权利要求1所述的一种水上重力锚的快速精确定位方法，其特征在于：定位点C1位于起重定位船的船头，定位点C2位于起重定位船的船尾，定位点C1与定位点C2之间的距离L2等于船长。

5.如权利要求1所述的一种水上重力锚的快速精确定位方法，其特征在于：S2中定位点C1与定位点C2之间的连线位于起重定位船的纵向中心线上。

6.如权利要求1所述的一种水上重力锚的快速精确定位方法，其特征在于：S3中使用全站仪测量距离。

7.如权利要求1所述的一种水上重力锚的快速精确定位方法，其特征在于：S4中全球导航卫星定位系统采用GPS。

8.如权利要求1所述的一种水上重力锚的快速精确定位方法，其特征在于：S4中利用参考方程编制运算程序，通过运算程序计算重力锚坐标。

9.一种水上重力锚的快速精确定位方法，其特征在于，其包括如下步骤：

A1：将起重定位船开至重力锚目标位置附近，进行初步定位，利用运输船将重力锚运至重力锚目标位置附近，利用已初步定位好的起重定位船将重力锚垂直起吊，并在起重定位船上布置定位点C1和定位点C2；

A2：在岸边固定位置设置两台全球导航卫星定位系统，两台全球导航卫星定位系统同步进行并分别测量定位点C1和定位点C2的坐标，根据定位点C1的坐标、定位点C2的坐标以及重力锚与定位点C1和定位点C2三者之间的位置关系确定重力锚坐标；

A3：判断A2确定的重力锚坐标是否为重力锚目标位置，如果是，将重力锚放入重力锚目标位置，如果不是，调整重力锚位置，直到重力锚坐标为重力锚目标位置时，将重力锚放入重力锚目标位置。

10.如权利要求9所述的一种水上重力锚的快速精确定位方法，其特征在于：A2中还包括测量重力锚与定位点C1之间的距离L1，测量定位点C1与定位点C2之间的距离L2，测量重力锚与定位点C2之间的距离L，通过L1、L2和L三个参数建立三角函数参考方程，用于计算重力锚坐标。