CN202928548U - 护底软体排水下定位检测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了护底软体排水下定位检测系统，包括定位装置，绳体，绳体测量装置以及数据处理装置，所述绳体分别与定位装置，绳体测量装置连接；所述定位装置包括测量自身位置的RTK-GPS系统，测量定位装置倾斜姿态的双轴倾斜仪，测量在拉紧状态下绳体的竖直角和水平角的角度编码器，所述绳体测量装置包括与绳体连接的恒力电机，以及测量绳体长度的测距传感器；所述数据处理装置采集定位装置以及绳体测量装置测定的数据，从而确定绳体的长度和空间角度，进而测定被测点的三维坐标，将所有被测点的三维坐标结合起来，确定护底软体排的水下排布。本实用新型测定护底软体排水下排布精度高，误差小。

Description

护底软体排水下定位检测系统

技术领域

本实用新型涉及水下定位系统，具体涉及护底软体排水下定位检测系统。

背景技术

现有软体排的铺设主要是使用带有GPS定位系统的专用铺排船，实现加工成型的软体排和排布压载部分整体、连续地进行铺设：

1）护底软体排分为排布和压载两部分。排布采用厂家生产的单幅土工织物在陆上加工厂拼成整幅（长宽根据不同堤段设计护底结构宽度确定），砼联锁块在陆上成片预制；

2）整块排布卷存于铺排船的卷筒上，然后展铺在甲板及滑板上，压载采用砂肋或联锁片在甲板上与排布联接成整体；

3）铺设船在GPS定位系统软件指引下就位后，利用滑板倾斜进行导铺，随着船体沿铺设方向的平移，使排体反向同步入水；

4）排体成型与移船铺设交错进行，实现整张软体排连续铺设。

但是排体定位与易受外界条件影响，具体表现如下：

1）铺排船上安装的GPS测量系统确定铺排船船体位置和铺排方向；

2）当排体入水后，受波浪潮流等影响，排体可能发生漂移等现象，现有GPS定位系统没有其他辅助设备或手段对排体进行精确测量；

3）排体铺设完成由潜水员探摸确定搭接宽度，潜水员探摸结果人为因素较大，并且费用较高。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供护底软体排水下定位检测系统，了解护底软体排离开船体过程的空间位置变化，测定排体完成铺设后的位置情况，探索排体在风浪潮流等自然条件影响下的漂移。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：

护底软体排水下定位检测系统，包括定位装置，绳体，绳体测量装置以及数据处理装置，所述绳体分别与定位装置，绳体测量装置连接；

所述定位装置包括测量自身位置的RTK-GPS系统，测量定位装置倾斜姿态的双轴倾斜仪，测量在拉紧状态下绳体的竖直角和水平角的角度编码器，

所述绳体测量装置包括与绳体连接的恒力电机，以及测量绳体长度的测距传感器；

所述数据处理装置采集定位装置以及绳体测量装置测定的数据，从而确定绳体的长度和空间角度，进而测定被测点的三维坐标，将所有被测点的三维坐标结合起来，确定护底软体排的水下排布。

优选的，与定位装置连接的绳体上设置有测量小环，用于连接测量目标。

优选的，安装定位检测系统的船体上还安装有流速流向仪，测定水体的流速，从而对检测结果进行修正。

优选的，所述绳体选用无弹性，细钢丝绳。

通过上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

本实用新型测定护底软体排水下排布精度高，误差小，进一步了解护底软体排离开船体过程的空间位置变化，测定排体完成铺设后的位置情况，探索排体在风浪潮流等自然条件影响下的漂移，为科学实验提供必要的技术支持。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的工作原理示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。

参照图1，护底软体排水下定位检测系统，包括定位装置1，绳体2，绳体测量装置3以及数据处理装置4，所述绳体2分别与定位装置1，绳体测量装置3连接；

所述定位装置1包括测量自身位置的RTK-GPS系统，测量定位装置倾斜姿态的双轴倾斜仪5，测量在拉紧状态下绳体的竖直角和水平角的角度编码器6，

所述绳体测量装置3包括与绳体连接的恒力电机8，以及测量绳体长度的测距传感器7；

所述数据处理装置4采集定位装置1以及绳体测量装置3测定的数据，从而确定绳体2的长度和空间角度，进而测定被测点的三维坐标，将所有被测点的三维坐标结合起来，确定护底软体排的水下排布。

与定位装置1连接的绳体2上设置有测量小环，用于连接测量目标。

安装定位检测系统的船体上还安装有流速流向仪，测定水体的流速，从而对检测结果进行修正。

所述绳体2选用无弹性，细钢丝绳。

护底软体排水下定位检测系统的工作流程，包括以下步骤：

1）护底软体排铺设前，即护底软体排处在甲板上，在护底软体排边缘被测点A安装一个测量塑料（铁）小环，无弹性细钢丝绳一端穿过测量小环和水下定位装置连接，无弹性细钢丝绳另一端通过测距传感器和恒力电机相连；

2）护底软体排定位点A触底后，恒力电机拉紧定位拉线成一条直线；

3）各测量单元传感器采集数据，并传输到控制电脑，由数据处理装置算出被测点A的三维坐标（x，y，h）；

4）定位测量结束后，把无弹性细钢丝绳从定位装置端解开，由恒力电机回拉测距绳到初始位置，并做好下一次定位准备；

5）每隔一定长度在护底软体排上安装测量小环An，重复测量过程，最终计算出排边连线，数据处理装置根据这些数据进行护底软体排的各项计算、显示和生成结果报表，结合流速流向仪的实测数据对护底软体排进行综合分析。

本实用新型的定位精度介绍如下：

GPS定位精度：实时动态(RTK)定位精度：水平精度：8mm+1ppm RMS，垂直精度：15mm+1ppm RMS。假设参考站最大距离不超过15km，则由GPS定位引起的平面误差为23mm。

倾斜仪精度：最小分辨率：0.001度，精度：0.01度。假设在整个定位过程中，定位装置到定位点的最大距离为30米，则倾斜仪误差引起的平面定位误差为Δq=30*0.01/57.3=0.005m。

高精度角度编码器：角度编码器精度指标为0.01度。假设在整个定位过程中，定位装置到定位点的最大距离为30米，则角度编码器误差引起的平面定位误差为Δs=30*0.01/57.3=0.005m。

拉线长度误差：拉线长度误差包括高分辨率多圈编码器测定误差、制作误差和拉伸变形误差引起。根据设备选型和经验，这项误差可以控制在10mm以内。

因此，假设在整个定位过程中，定位装置到排体定位点的最大距离为30米，上述各项误差总的影响为Δ=（23*23+5*5+5*5+10*10）1/2=26.0mm。

处于可控范围内，精度高的特点。

本实用新型的工作原理：

1）定位定向GPS通过RTK等形式测定定位装置本身的三维坐标。此项可以采用已有铺排船GPS系统测定。

2）钢丝绳连接定位装置和被测目标点A，纵横高精度角度编码器测定拉紧状态下拉线的竖直角和水平角，多圈绝对编码器测量钢丝绳的长度。双轴倾斜仪测出定位装置的倾斜姿态。

3）综合各测量单元传感器的数据，确定钢丝绳的距离和空间角度，根据GPS-RTK测出的定位装置的坐标，计算出水下定位点A的三维坐标。

4）数据传输控制器采集测量单元中各个传感器的数据，并传输到电脑，电脑上运行定位系统软件。

5）水流速度和流向对排体定位有直接的影响，需在施工船上安装一台流速流向仪，以便对排体定位结果作出适当修正，在定位装置附近设置数据图形显示器，指导铺排船的移位。

6）排体两侧应分别定位，测出排体在水下实际坐标。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.护底软体排水下定位检测系统，其特征在于，包括定位装置，绳体，绳体测量装置以及数据处理装置，所述绳体分别与定位装置，绳体测量装置连接；

所述定位装置包括测量自身位置的RTK-GPS系统，测量定位装置倾斜姿态的双轴倾斜仪，测量在拉紧状态下绳体的竖直角和水平角的角度编码器，

所述绳体测量装置包括与绳体连接的恒力电机，以及测量绳体长度的测距传感器；

所述数据处理装置采集定位装置以及绳体测量装置测定的数据，从而确定绳体的长度和空间角度，进而测定被测点的三维坐标，将所有被测点的三维坐标结合起来，确定护底软体排的水下排布。

2.根据权利要求1所述的护底软体排水下定位检测系统，其特征在于：与定位装置连接的绳体上设置有测量小环，用于连接测量目标。

3.根据权利要求1所述的护底软体排水下定位检测系统，其特征在于：安装定位检测系统的船体上还安装有流速流向仪，测定水体的流速，从而对检测结果进行修正。

4.根据权利要求1所述的护底软体排水下定位检测系统，其特征在于：所述绳体选用无弹性，细钢丝绳。

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