CN201780370U - 海岸工程船舶定位装置 - Google Patents

Abstract

海岸工程船舶定位装置，属于水上工程建筑施工设备。包括：基准站、移动站、测深仪、工控电脑、数传电台、GPS接收机。所述的基准站是采用在岸上或岛屿上设立一个固定的采集卫星信号点，移动站是在船舶设立的采集卫星信号点。基准站把采集到的实时卫星信号发送给移动站，工控电脑对各种信号进行解算，适时控制四个锚缆的收放，调整船舶正确的位置。具有定位精度高，不受潮水和气候条件的影响，可以全天候施工，工作稳定性好的特点。适用于围海、港口、码头、打捞、疏浚、海底管道、人工岛等各类海岸工程。

Description

海岸工程船舶定位装置

技术领域：

本实用新型是一种GPS定位装置，尤其是海岸工程水上定位装置，属于水上工程建筑施工设备。

背景技术

21世纪是海洋世纪，开发海洋资源已成为一个国家、一个地区经济发展的战略问题，是我国经济新的增长点。由于外海工程增加，大量的围海、港口、公路、铁路、码头、打捞、疏浚、海底管道、人工岛等各类海岸工程的需要，解决船舶定位成为亟待解决的问题。

通常的海上定位指在海上确定船位的工作。由于海域辽阔，海上定位可根据离岸距离的远近而采用不同的定位方法，如光学交会定位、无线电测距定位、GPS卫星定位、水声定位以及组合定位等。目前的外海工程，诸如桩基工程、土工织物和塑料排水板处理地基工程。由于受水深、潮流、波浪等因素的影响，难以准确定位，所以施工难度大，施工质量不易控制。尤其是在远离岸线的海上定位，采用传统的经纬仪交会或全站仪定位法，已不适应水上施工精确定位。

虽然当前有先进的全球卫星定位系统(GPS)、成熟的移动通信网络(GSM/GPRS)、精确的地理信息管理系统(GIS)，广泛应用于车、船等移动目标位置服务及各种数据的无线传输，产品质量稳定可靠、功能齐全。但是在茫茫大海上的水上定位有其特殊性，不仅要防止风浪水流对船体稳定、定位精度影响，而且要防止卫星钟差、星历误差、电离层对流层和SA政策对信号的影响，一系列不利因素构成高精度水上定位一定的技术难度。

发明内容

为了解决上述技术难题，获得较好的海上定位精度，实现工程船舶水上准确定位和优质施工，本实用新型提供一种海域工程船舶定位装置。

其方案是定位系统包括：基准站、移动站、测深仪、工控电脑、数传电台、GPS接收机，其特征是在岸域一已知点上设一个基准站，在工程船舶上设一个移动站；在基准站设有一台GPS接收机并与数传电台、工放连接；在移动站设有一台接收电台、两台GPS接收机和一台测深仪，并分别与工控电脑连接；工控电脑内装一套工作软件，并与船舶四角的定位锚机连接。

所述的基准站包括GPS接收机、数传电台和功放器，是固定在岛屿、礁石或岸上已知坐标点上的卫星信号采集点，并把采集到的实时卫星信号发送给移动站。

移动站包括船尾和船头两个GPS接收机、接收电台、测深仪、工控电脑，是在水域中的施工船舶上设立的信号采集点。定位锚机受控于船舶定位装置，工控电脑对各种信号进行解算，并采用一套工作软件，适时控制四个锚缆的收放，调整船舶正确的位置。为了得到船舶的朝向和瞬间姿态，所以在船舶至少设二台GPS接收机。

所述的测深仪探头固定于工程船舶的底部，测深仪与工控电脑连接，用以记录与读取船舶与海底的距离。

所述的功放器的大小取决于施工区的范围，即基准站与移动站的距离，功放器越大信号所覆盖的面积也越大。一般是把整个施工区域置于基准站信号的覆盖范围内。如果一个基准站能覆盖150KM范围，那么在我国沿海只需设立四个基准站便可在近海海域进行高精度海上定位。

本实用新型的特点是：

1.由于采用基准站和移动站的3个GPS接收机和1个测深仪的结合，能够达到三维空间的准确定位效果。

2.由于采用GPS、工控电脑、数传电台组成的实时消除误差的系统。有效的削弱卫星钟差、星历误差、电离层对流层和SA政策对信号的影响，从而提高了高精度定位的可行性。

3.由于在船舶的首尾各设一台GPS接收机，工控电脑和一套工作软件，适时控制四个锚缆的收放。已工作区、正在工作区、未工作区都能显示在屏幕上，能准确确定船舶的轨迹和姿态，随时调整船舶的位置。定位作业不受潮涨潮落、白天黑夜和气候条件的影响。可以全天候施工，每天的有效施工时间24小时。

附图说明

图1为实施例GPS接收机布置图，图2为土工布船舶定位在作业图，图3为GPS定位系统结构图。

具体实施方式

下面结合实施例和附图作进一步说明：

实施例如图1所示，在海岸线(5)边沿的岸域(6)，靠近施工区(1)的已知座标点上，设立一个固定的GPS固定台(8)为基准站(A)，用以采集卫星信号。卫星信号被岸上GPS天线(19)、岸上GPS接收机(18)接收后，输入岸上数传电台(22)，然后由功放器(21)放大经岸上通讯天线(20)发送给移动站。基准站设置信号的覆盖半径为15KM。如图3所示。移动站(B)是在水域(7)中的施工船(2)上设立的采集卫星信号点，由GPS船尾移动台(3)和GPS船头移动台(9)两个卫星信号接收点，还有接收电台(31)测深仪(29)、测深仪探头(30)、工控电脑(23)组成。

以载波相位实时差分定位原理，基准站(A)与移动站(B)的三台GPS接收机同时接收到的来自卫星的信号，基准站(A)接收到的卫星信号经基准站的数传电台和功放器产生数据传输链路发给移动站(B)。移动站(B)的接收电台(31)接收到基准站(A)的数据输入工控电脑(23)。工控电脑(23)进行解算将基准站的数据与已知点的数据相比较得出误差，再把该实时误差值用以消除未知点的误差，有效的削弱卫星钟差、星历误差、电离层对流层和SA政策对信号的影响，从而提高了定位精度，使综合误差控制在±0.1m以内。

以土工布铺设船(10)为例，定位作业时，只要在电脑内输入船体的尺寸、土工布平面尺寸以及施工平面区域位置。电脑即可自动划分出土工布铺设单元格轨迹。在屏幕上显示已铺设区(13)、正在铺设区(14)、未铺设区(15)和交叠区(17)。打开电脑后定位系统开始工作，多个卫星信号经船头GPS天线(25)、船头GPS接收机(24)，经船尾GPS天线(27)、船尾GPS接收机(28)进入工控电脑(23)。同时移动站通讯天线(26)接收到的基准站(A)信号由接收电台(31)输入工控电脑(23)。土工布铺设船(10)的四角设有定位锚机，定位锚机受控于船舶定位装置，工控电脑(23)对各种信号进行解算，并采用一套工作软件适时控制四个锚缆(4)的收放，调整船舶正确的位置。铺设船(10)定位后，放下滚筒至涂面，土工布(11)锚钩(16)扎进泥涂，前两锚缆(4)收紧，后两锚缆(4)放松，铺设船(10)徐徐前进，土工布(11)在涂面上铺开，然后砂石包(12)放下，均匀压在土工布(11)上。

本实用新型具有定位精度高，不受潮水和气候条件的影响，可以全天候施工，工作稳定性好的特点。适用于围海、港口、码头、打捞、疏浚、海底管道、人工岛等各类海岸工程。

Claims (4)

1.海岸工程船舶定位装置，包括：基准站、移动站、测深仪、工控电脑、数传电台、GPS接收机，其特征是在岸域一已知点上设一个基准站，在工程船舶上设一个移动站；在基准站设有一台GPS接收机并与数传电台、工放连接；在移动站设有一台接收电台、两台GPS接收机和一台测深仪，并分别与工控电脑连接；工控电脑内装一套工作软件，并与船舶四角的定位锚机连接。

2.如权利要求1所述的海岸工程船舶定位装置，其特征是：基准站是固定在岛屿、礁石或岸上已知坐标点上的卫星信号采集点。

3.如权利要求1所述的海岸工程船舶定位装置，其特征是：移动站包括船尾和船头两个GPS接收机、接收电台、测深仪、工控电脑，是在水域中的施工船舶上设立的信号采集点。

4.如权利要求1所述的海岸工程船舶定位装置，其特征是：测深仪探头固定于工程船舶的底部。

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