CN109579803A - 一种船舶坐墩定位监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种船舶坐墩定位监测方法，包括以下步骤：在船舶的艏部处及艉封板处设置2个以上光靶；在坞墙上设置若干地样点；通过全站仪测量相应地样点的坐标，并通过全站仪中预设软件将相应地样点转换为(0,0,0)；确定各光靶的理论坐标值，并将相应光靶的理论坐标值作为相应光靶的虚拟点输入到全站仪中建点，利用全站仪中预设软件进行坐标变换，使相应光靶的虚拟点坐标转换为(0,0,0)；通过全站仪测量相应光靶的实际坐标值，此时该实际坐标值为相应实际光靶与相应理论光靶之间的偏差值，根据相应光靶的偏差值对船舶进行调整，当各光靶的偏差值均在误差范围内时操作船舶坐墩。本发明解决了现有技术中船舶坐墩过程中精度较低的问题。

Description

一种船舶坐墩定位监测方法

技术领域

本发明涉及船舶坐墩技术领域，具体涉及一种船舶坐墩定位监测方法。

背景技术

船舶坐墩，是指船舶进入到船坞后坐落或下降到相应坞墩上的过程。进船坞进行维修保养的船舶需要停靠在船坞内的预设坞墩上，因此需要对船舶坐墩时进行定位监测，防止船舶坐墩时所停靠的坞墩与原预设坞墩出现偏差，即防止船舶坐墩出现偏差，否则会导致船舶底部受力不均匀，可能使船容易出现倾翻现象，甚至有可能会导致翻船的严重后果。

目前传统对于坞墩的定位测量，主要是在坞墩上设置相应定位光靶进行测量，测量过程需要不断进行人工转换才能体现船舶的定位状态，非常繁琐，且不利于及时监控；其次，在船舶下降到坞墩的过程中会受到船舶本身纵横倾的影响，导致船体坐落在水平坞墩上会缓慢自动调整水平，导致原来定位点发生变化，影响坞墩精度；另外，船舶的左右方向是通过控制船体舷侧直边距船体中心线偏距来控制中心线左右偏差，此时若船体实际型值与理论有偏差，会导致中心线控制也会出现偏差，从而导致坐墩精度也会出现偏差。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出一种船舶坐墩定位监测方法，解决了现有技术中船舶坐墩过程中精度较低的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：一种船舶坐墩定位监测方法，包括以下步骤：

在船舶的艏部处及艉封板处设置2个以上光靶；

在坞墙上设置若干地样点；

选择相应地样点作为基准坐标系的坐标原点，分别通过全站仪测量相应地样点的坐标，并通过全站仪中预设软件将相应地样点转换为(0,0,0)；

确定各光靶的理论坐标值，并将相应光靶的理论坐标值作为相应光靶的虚拟点输入到全站仪中建点，利用全站仪中预设软件进行坐标变换，使相应光靶的虚拟点坐标转换为(0,0,0)；

通过全站仪测量相应光靶的实际坐标值，此时该实际坐标值为相应实际光靶与相应理论光靶之间的偏差值，根据相应光靶的偏差值对船舶进行调整，当各光靶的偏差值均在误差范围内时操作船舶坐墩；其中，相应光靶的实际坐标与其理论坐标在同一坐标系中。

可选的，在船舶的艏部处及艉封板处设置2个以上光靶的步骤包括：

于船舶中心线的艏部处设置第一光靶；

于艉封板平直处分别设第二光靶、第三光靶及第四光靶，所述第二光靶设于船舶中心线上，所述第三光靶、第四光靶关于第二光靶对称。

可选的，在船舶的艏部处及艉封板处设置2个以上光靶的步骤还包括：

于舷侧板平直部分的最前端整肋位处设置第五光靶。

可选的，以船艏所指向方向为X轴正方向，在坞墙上设置若干地样点的步骤包括：

在坞墙上画一条与船舶停靠时的布墩中心线相平行的检查线；

以所述第二光靶在检查线上的正投影点为第一地样点，自第一地样点沿检查线X轴正方向量取L1米记为第二地样点；

以所述第五光靶在检查线上的正投影点为第三地样点，自第三地样点沿检查线X轴正方向量取L1米记为第四地样点。

可选的，选择相应地样点作为基准坐标系的坐标原点，分别通过全站仪测量相应地样点的坐标，并全站仪中预设软件将相应地样点转换为(0,0,0)的步骤包括：

在全站仪中以第一地样点为坐标原点、第二地样点方向为X轴正向建立三维坐标系；

通过全站仪测量第一地样点的坐标值，然后通过全站仪中预设软件将第一地样点转换为(0,0,0)；

和/或，

在全站仪中以第三地样点为坐标原点、第四地样点方向为X轴正向建立三维坐标系；

通过全站仪测量第三地样点的坐标值，然后通过全站仪中预设软件将第三地样点转换为 (0,0,0)。

可选的，所述第二光靶、第三光靶、第四光靶的真实坐标的测量，是以第一地样点为原点、第二地样点方向为X轴正向在全站仪中建立三维坐标系然后通过全站仪测量而来。

可选的，所述第一光靶和第五光靶的真实坐标的测量，是以第三地样点为原点、第四地样点方向为X轴正向在全站仪中建立三维坐标系然后通过全站仪测量而来。

可选的，还包括以下步骤：

在测量区域设置若干转站光靶，当全站仪发生移动时作为转站使用。

可选的，还包括以下步骤：

坐墩前确定船舶的提前量，根据船舶的提前量在船舶坐墩时进行相应调整。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：本发明在船舶上设立光靶，然后根据光靶的理论停靠坐标在全站仪进行相应设置，当使用全站仪对相应光靶进行测量时，其测量值即为光靶真实坐标值与光靶理论坐标值之间偏差值，最终根据直接反馈的偏差值对船舶进行调整，当偏差值落入误差范围内再操控船舶坐墩，减少了船舶坐墩误差精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明船舶坐墩定位监测方法的测量结构示意图；

图2为本发明船舶坐墩定位监测方法一实施例的流程图；

图3为本发明船舶坐墩定位监测方法另一实施例的流程图。

附图标识：1第一光靶；2第二光靶；3第三光靶；4第四光靶；5第五光靶；6第一地样点；7第二地样点；8第三地样点；9第四地样点；10转站光靶。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参阅图1及图2，本发明一实施例公开的船舶坐墩定位监测方法，包括以下步骤：

步骤101，在船舶的艏部处及艉封板处设置2个以上光靶；

本发明实施例中，由于不同的船舶形状不同、大小不同，因此具体要设置多少个光靶可根据实际情况来定。例如，船舶较小，如果通过两个光靶就可以对船舶进行定位则可只设两个光靶；但是对于有些船舶，体型较大，而且形状比较复杂的，可能需要多设光靶，否则船舶坐墩时容易造成定位不准确。

步骤102，在坞墙上设置若干地样点；

本发明实施例中，地样点的设置主要是为了确定原点坐标，地样点选得好，则利于确定各光靶的理论坐标值。另外，为了更好的对船舶坐墩进行定位，光靶会均匀设于船艏、船艉及舷侧板上，此时对于各光靶的理论坐标值较难确定，而且容易出现测量误差，导致后期船舶坐墩定位不准确。此时若根据光靶的位置选择多个地样点，并根据光靶的位置选择坐标原点，其中原点坐标的选择以光靶理论坐标容易计算为主，便于减少测量误差。

步骤103，选择相应地样点作为基准坐标系的坐标原点，分别通过全站仪测量相应地样点的坐标，并通过全站仪中预设软件将相应地样点转换为(0,0,0)；

本发明实施例中，坐标原点的选择与光靶的位置相关；不仅如此，光靶位置的选择在可以准确对船舶坐墩定位的同时，也要尽量减少对理论光靶的坐标值测量。比如，对于设于船艏的光靶，可在船艏附近选择合适的地样点为坐标原点，然后在全站仪中进行测量并设置坐标原点，才测量船艏附近的光靶真实坐标；而对于设于船艉的光靶，则在船艉附近选择合适的地样点为坐标原点，然后在全站仪中进行测量并设置坐标原点后，才测量船艉附近的光靶真实坐标。因此本发明是以相应地样点作为坐标原点，相应地样点及相应光靶确定全站仪的基准坐标系。

相对应的，可分别在船艏和船艉各设置一全站仪进行测量，这样可以避免全站仪的移动，快速完成测量。

本发明中，光靶的理论坐标值，是指船舶无误差地停靠在船坞内的预设区域时，此时各光靶的真实坐标值，可通过计算及相应测量得出。

步骤104，确定各光靶的理论坐标值，并将相应光靶的理论坐标值作为相应光靶的虚拟点输入到全站仪中建点，利用全站仪中预设软件进行坐标变换，使相应光靶的虚拟点坐标转换为(0,0,0)；

本发明实施例中，各光靶的理论坐标值与其所选择的坐标原点相关；并且在测量相应光靶真实坐标时，其所选择的坐标原点一致。

步骤105，通过全站仪测量相应光靶的实际坐标值，此时该实际坐标值为相应实际光靶与相应理论光靶之间的偏差值，根据相应光靶的偏差值对船舶进行调整，当各光靶的偏差值均在误差范围内时操作船舶坐墩；其中，相应光靶的实际坐标与其理论坐标在同一坐标系中。

本发明实施例中，由于已经在全站仪中对光靶的理论坐标进行变化，即已经将原点坐标搬移到光靶的理论坐标处，此时测量出来的光靶真实坐标值为实际光靶与理论光靶之间的偏差值，因此只需要根据各光靶的理论坐标对船舶进行纵向、横向调整定位，当各光靶的理论坐标均在误差范围内时，再操控船舶坐墩。本发明通过各光靶的真实坐标值直接反馈了船舶坐墩的偏差，从而可对船舶进行调整，进行大大减少船舶坐墩的误差。

进一步的，本发明船舶坐墩定位监测方法还可包括以下步骤：

在测量区域设置若干转站光靶10点，当全站仪发生移动时作为转站使用。利用转站光靶 10进行转站测量可以将多次作业使用同一坐标系。

在工作过程中，因作用间断(如长时间作业需要休息或有事离开等突发事故)需要回收仪器或障碍物遮挡时需要搬动仪器离开原始架设位置，继续测量时可通过设置的转站光靶10 进行转站测量，可确保后续测量与搬站前测量数据在同一坐标系内，不必重新测量基准点建立坐标系。当工作人员离开岗位时，对转站光靶10进行测量，记录此时转站光靶10的坐标值；当工作人员回归岗位后，再次测量转站光靶10的坐标，若与离开岗位前坐标值不一致，则进行相应调整。

进一步的，本发明船舶坐墩定位监测方法还可包括以下步骤：

坐墩前确定船舶的提前量，根据船舶的提前量在船舶坐墩时进行相应调整。

本发明实施例中，船舶的提前量可表示为船舶横倾对Y值的影响，纵倾对X的影响。由于船舶在水中呈漂浮状态，船体由倾斜漂浮到坐墩后回正过程中会产生光靶点的偏移，影响坐墩准确性。此时通过测量各光靶的真实坐标值，可计算出船舶的提前量(偏移量)，从而对船舶坐墩时进行相应调整，减少船舶坐墩误差。

本发明直接将定位光靶位置的测量数据通过预设软件转化成与目标值的偏差，使测量数据直接体现为测量点的偏差值，直观地体现船体状态，简化坐墩监控工作。

参阅图1及图3，本发明另一实施例公开的船舶坐墩定位监测方法，包括以下步骤：

步骤201，在船舶上设置第一光靶1、第二光靶2、第三光靶3、第四光靶4和第五光靶5；具体的，

步骤2011，于船舶中心线的艏部处设置第一光靶1；

步骤2012，于艉封板平直处分别设第二光靶2、第三光靶3及第四光靶4，所述第二光靶2设于船舶中心线上，所述第三光靶3、第四光靶4关于第二光靶2对称。

步骤2013，于舷侧板平直部分的最前端整肋位处设置第五光靶5。

本发明实施例中各光靶的设置，可利用各光靶的测量，其利用减少测量误差。

本发明实施例中，通过对第一光靶1、第二光靶2、第三光靶3、第四光靶4和第五光靶 5进行定位，当其落入到第一光靶1、第二光靶2、第三光靶3、第四光靶4和第五光靶5预先设好的理论停靠点时，即完成了船舶坐墩的准确定位监测。

步骤202，在坞墙上设置第一地样点6、第二地样点7、第三地样点8和第四地样点9；具体的，

步骤2021，以船艏所指向方向为X轴正方向，在坞墙上画一条与船舶停靠时的布墩中心线相平行的检查线；

步骤2022，以所述第二光靶2在检查线上的正投影点为第一地样点6，自第一地样点6 沿检查线X轴正方向量取L1米记为第二地样点7；

步骤2023，以所述第五光靶5在检查线上的正投影点为第三地样点8，自第三地样点8 沿检查线X轴正方向量取L1米记为第四地样点9。

步骤203，对第二光靶2、第三光靶3、第四光靶4进行定位，确定第二光靶2、第三光靶3、第四光靶4的真实停靠点与其停靠在船坞内时的理论坐标值之间的偏差值；具体的，

步骤2031，在全站仪中以第一地样点6为坐标原点、第二地样点7方向为X轴正向建立三维坐标系，并在全站仪中进行设置；

步骤2032，通过全站仪测量第一地样点6的坐标值，然后通过全站仪中预设软件将第一地样点6转换为(0,0,0)；

步骤2033，确定第二光靶2、第三光靶3、第四光靶4的理论坐标值，并将相应光靶的理论坐标值作为相应光靶的虚拟点输入到全站仪中建点，利用全站仪中预设软件进行坐标变换，使相应光靶的虚拟点坐标转换为(0,0,0)；

本发明实施例中，测量第二光靶2、第三光靶3、第四光靶4时，是以第一地样点6、第二地样点7和第二光靶2确定基准坐标系的XOY平面，其中第一地样点6为坐标原点，第一地样点6和第二地样点7所在直线为X轴。在全站仪中进行相应设置后进行测量第二光靶 2、第三光靶3、第四光靶4的坐标值。

例如，参阅图1，设坞墩上表面至第一地样点6的高度为Z1，布墩中心线至检查线之间的距离为B1，第二光靶2和第三光靶3之间的距离为B，则第三光靶3的理论坐标为(0，-(B1-B)，D1+底板厚度-Z1)，第四光靶4的理论坐标为(0，-(B1+B)，D1+底板厚度-Z1)，第二光靶2的理论坐标为(0，-B1，D1+底板厚度-Z1)。

步骤2034，通过全站仪测量相应光靶的实际坐标值，此时该实际坐标值为相应实际光靶与相应理论光靶之间的偏差值；

例如，测量第二光靶2的偏差值时，先将第二光靶2的理论坐标作为第二光靶2的虚拟点输入到全站仪中建点，然后利用全站仪中预设软件进行坐标变换，使第二光靶2的虚拟点坐标转换为(0,0,0)；坐标转换后再通过全站仪测量第二光靶2的真实坐标值，此时的第二光靶2的真实坐标值为第二光靶2的偏差值。当需要测量第三光靶3时，同样先将第三光靶3 的理论坐标作为第三光靶3的虚拟点输入到全站仪中建点，然后利用全站仪中预设软件进行坐标变换，使第三光靶3的虚拟点坐标转换为(0,0,0)；坐标转换后再通过全站仪测量第三光靶3的真实坐标值，此时的第光靶的真实坐标值为第三光靶3的偏差值。第四光靶4的偏差值同理。

步骤204，对第一光靶1、第五光靶5进行定位，确定第一光靶1、第五光靶5的真实停靠点与其停靠在船坞内时的理论坐标值之间的偏差值；具体的，

步骤2041，在全站仪中建立以第三地样点8为坐标原点、第四地样点9方向为X轴正向建立三维坐标系；

步骤2042，通过全站仪测量第三地样点8的坐标值，然后通过全站仪中预设软件将第三地样点8转换为(0,0,0)。

步骤2043，确定第一光靶1、第五光靶5的理论坐标值，并将相应光靶的理论坐标值作为相应光靶的虚拟点输入到全站仪中建点，利用全站仪中预设软件进行坐标变换，使相应光靶的虚拟点坐标转换为(0,0,0)；

本发明实施例中，测量第一光靶1、第五光靶5时，是以第三地样点8、第四地样点9确定基准坐标系的XOY平面，其中第三地样点8为坐标原点，第三地样点8和第四地样点9 所在直线为X轴。在全站仪中进行相应设置后进行测量第一光靶1、第五光靶5的坐标值。

步骤2044，通过全站仪测量相应光靶的实际坐标值，此时该实际坐标值为相应实际光靶与相应理论光靶之间的偏差值。

步骤205，根据第一光靶1、第二光靶2、第三光靶3、第四光靶4和第五光靶5的偏差值，对船舶进行纵向、横向调整，当各光靶的偏差值均在误差范围内时操作船舶坐墩；

例如，当第一光靶1的真实坐标值为(10,20,30)时，若单位为cm，则表示第一光靶1偏离其理论停靠位置：X方向上偏离10cm，Y方向上偏离20cm，Z方向上偏离30cm。因此在对船舶进行纵向、横向调整定位时，往反方向调整。第二光靶2、第三光靶3、第三光靶3 和第五光靶5同理。

步骤206，坐墩前确定船舶的提前量，根据船舶的提前量在船舶坐墩时进行相应调整。

本发明实施例中，船舶的提前量可表示为：船舶横倾对Y值的影响，纵倾对X的影响。由于船舶在水中呈漂浮状态，船体底部可能会与坞墩平面不平行，因此会对船舶坐墩造成误差。此时通过测量各光靶的真实坐标值，可计算出船舶的提前量，从而对船舶坐墩时进行相应调整，减少船舶坐墩误差。

例如，参阅图1，本发明实施例中，设D为船体型深，B为第二光靶2和第三光靶3之间的横向距离，L2为第一光靶1和第二光靶2之间的纵向距离，横倾对Y值的影响近似比例为B/2D，纵倾对X值的影响近似比例D/L2。根据横倾影响B/2D及纵倾影响D/L2，利用压载水或其他重物压载调整船舶平衡，以降低船舶坐墩的误差。

上述实施例中，可在测量区域设置若干转站光靶10点，当全站仪发生移动时或者不确定全站仪是否移动过时，转站光靶10点可作为转站使用，以确保测量数据的准确性。

本发明实施例将第一光靶1和第二光靶2设置在船舶中心线上，使对船舶的控制变为对船舶中心线的控制，通过直接控制船舶坐墩过程中的船体中心线状态，使船舶不受船体实际型值与理论有偏差的影响，提高船舶坐墩过程中左右定位数据精度，实用性很强。

本发明在船舶上设立光靶，然后根据光靶的理论停靠坐标在全站仪进行相应设置，当使用全站仪对相应光靶进行测量时，其测量值即为光靶真实坐标值与光靶理论坐标值之间偏差值，最终根据直接反馈的偏差值对船舶进行调整，当偏差值落入误差范围内再操控船舶坐墩，减少了船舶坐墩误差精度。

本发明使用方便，易于操作，避免了船体实际型值与理论有偏差的影响，且可直接将定位光靶位置的测量数据通过预设软件转化成与目标值的偏差，使测量的数据直接体现为测量点偏差值，直观的体现船体状态，简化坐墩监控工作，实用性很强；而近似计算的船舶的提前量可降低落墩时船体自动恢复水平对定位点精度的影响，提高坐墩精度；另外，通过直接检测船舶中心线可直观的监测船舶左右定位状态，提高坐墩精度。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种船舶坐墩定位监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

在船舶的艏部处及艉封板处设置2个以上光靶；

在坞墙上设置若干地样点；

选择相应地样点作为基准坐标系的坐标原点，分别通过全站仪测量相应地样点的坐标，并通过全站仪中预设软件将相应地样点转换为(0,0,0)；

确定各光靶的理论坐标值，并将相应光靶的理论坐标值作为相应光靶的虚拟点输入到全站仪中建点，利用全站仪中预设软件进行坐标变换，使相应光靶的虚拟点坐标转换为(0,0,0)；

通过全站仪测量相应光靶的实际坐标值，此时该实际坐标值为相应实际光靶与相应理论光靶之间的偏差值，根据相应光靶的偏差值对船舶进行调整，当各光靶的偏差值均在误差范围内时操作船舶坐墩；其中，相应光靶的实际坐标与其理论坐标在同一坐标系中。

2.如权利要求1所述船舶坐墩定位监测方法，其特征在于，在船舶的艏部处及艉封板处设置2个以上光靶的步骤包括：

于船舶中心线的艏部处设置第一光靶；

于艉封板平直处分别设第二光靶、第三光靶及第四光靶，所述第三光靶设于船舶中心线上，所述第三光靶、第四光靶关于第四光靶对称。

3.如权利要求2所述船舶坐墩定位监测方法，其特征在于，在船舶的艏部处及艉封板处设置2个以上光靶的步骤还包括：

于舷侧板平直部分的最前端整肋位处设置第五光靶。

4.如权利要求3所述船舶坐墩定位监测方法，其特征在于，以船艏所指向方向为X轴正方向，在坞墙上设置若干地样点的步骤包括：

在坞墙上画一条与船舶停靠时的布墩中心线相平行的检查线；

以所述第二光靶在检查线上的正投影点为第一地样点，自第一地样点沿检查线X轴正方向量取L1米记为第二地样点；

以所述第五光靶在检查线上的正投影点为第三地样点，自第三地样点沿检查线X轴正方向量取L1米记为第四地样点。

5.如权利要求4所述船舶坐墩定位监测方法，其特征在于，选择相应地样点作为基准坐标系的坐标原点，分别通过全站仪测量相应地样点的坐标，并全站仪中预设软件将相应地样点转换为(0,0,0)的步骤包括：

在全站仪中以第一地样点为坐标原点、第二地样点方向为X轴正向建立三维坐标系；

通过全站仪测量第一地样点的坐标值，然后通过全站仪中预设软件将第一地样点转换为(0,0,0)；

和/或，

在全站仪中以第三地样点为坐标原点、第四地样点方向为X轴正向建立三维坐标系；

通过全站仪测量第三地样点的坐标值，然后通过全站仪中预设软件将第三地样点转换为(0,0,0)。

6.如权利要求5所述船舶坐墩定位监测方法，其特征在于，所述第二光靶、第三光靶、第四光靶的真实坐标的测量，是以第一地样点为原点、第二地样点方向为X轴正向在全站仪中建立三维坐标系然后通过全站仪测量而来。

7.如权利要求6所述船舶坐墩定位监测方法，其特征在于，所述第一光靶和第五光靶的真实坐标的测量，是以第三地样点为原点、第四地样点方向为X轴正向在全站仪中建立三维坐标系然后通过全站仪测量而来。

8.如权利要求1～7任一所述船舶坐墩定位监测方法，其特征在于，还包括以下步骤：

在测量区域设置若干转站光靶，当全站仪发生移动时作为转站使用。

9.如权利要求8所述船舶坐墩定位监测方法，其特征在于，还包括以下步骤：

坐墩前确定船舶的提前量，根据船舶的提前量在船舶坐墩时进行相应调整。