CN205188970U - 北斗导航定位静力压桩系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种北斗导航定位静力压桩系统，主要由北斗导航系统、车载移动站和差分基站组成。所述车载移动站由高精度GNSS接收机、车载移动站GNSS天线、12V电源适配器和车载电台天线通过数据线连接而成。所述差分基站由基站高精度GNSS接收机、基站GNSS天线、发射电台及电台发射天线组成。所述北斗导航系统将高精度定位信息传输至车载移动站和差分基站，分别由车载移动站和差分基站的GNSS天线接收数据。本实用新型通过高精度GNSS接收机获取差分基站和车载移动站实时定位信息，结合系统的精确计算，为打桩作业提供精准的作业参数指导，提高打桩作业的精度的效率。

Description

北斗导航定位静力压桩系统

技术领域

本实用新型涉及工程机械导航定位领域，尤其是一种基于北斗导航定位技术的静力压桩系统。

技术背景

随着建筑和工程施工的数量激增,工程难度日益加大，质量要求越来越高，极大的推动各类基础处理施工技术发展的同时也对工程设备提出了更高的要求，作为主要施工设备的打桩机械在传统人工放样定位找点的工作模式的弊端越来越明显，如何快捷精确的获取桩机和桩基的位置关系，高效的进行打桩作业是该类设备的一个新的需求。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种北斗导航定位静力压桩系统，能够实时获取打桩机高精度定位信息，指导作业人员进行高精度打桩作业。

本实用新型解决其技术问题采用的技术方案是：

一种北斗导航定位静力压桩系统，主要由北斗导航系统、车载移动站和差分基站组成。

所述北斗导航系统将高精度定位信息传输至车载移动站和差分基站，分别由车载移动站和差分基站的GNSS天线接收数据。

所述车载移动站安装在打桩机上，打桩机在建筑工地上施工。

所述车载移动站由高精度GNSS接收机、车载移动站GNSS天线、12V电源适配器和车载电台天线通过数据线连接而成。

高精度GNSS接收机通过串口与平板电脑连接，向平板电脑的静力压桩系统提供经过差分解算的高精度定位数据。

所述高精度GNSS接收机内部有高精度北斗导航板卡和广播电台。

所述车载移动站GNSS天线有两个，均位于打桩机上方，实现双天线定位，其主天线用于设备的定位，副天线用于获取航向信息。

所述12V电源适配器为高精度GNSS接收机供电。

所述差分基站由基站高精度GNSS接收机、基站GNSS天线、发射电台及电台发射天线组成。

所述差分基站固定在建筑工地上。

由差分基站接收高精度定位信息，通过电台方式向车载移动站发送差分数据。

所述差分基站和车载移动站接收机之间保持电台频率、传输协议、空中波特率相同，从而实现数据传输。

所述差分基站可以为CORS型差分基站或基准站加电台模式型差分基站。

系统能够进行自动模式切换，在CORS覆盖区域内可以直接接入CORS系统数据进行高精度定位作业，在CORS无覆盖的区域内，系统选配基准站加电台模式进行打桩作业。

系统对高精度定位信息进行分析，结合实现导入的桩基点位坐标信息，从而给出桩机与桩基点位的相对位置信息，以语音的方式给出操作提示，从而指导作业人员进行打桩作业。

本实用新型有益效果是

本实用新型通过高精度GNSS接收机获取差分基站和车载移动站实时定位信息，为打桩作业提供精准的作业参数指导，提高打桩作业的精度和效率。

附图说明

下面结合附图对本实用新型做进一步说明。

图1是系统逻辑组成示意图。

图2是CORS模式差分数据传输处理示意图。

图3是基准站加电台模式差分数据传输处理示意图。

图4是系统工作原理示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型由北斗导航系统、车载移动站、差分基站组成。

在图1左下方为打桩机，其上安装有车载移动站，打桩机在建筑工地上进行施工作业，同时在建筑工地上固定安装差分基站，如图1右下方所示，系统通过车载移动站和差分基站之间的高度差，计算出打桩的深度。

北斗导航系统分别将高精度定位信息传输至车载移动站、差分基站的GNSS天线进行接收。车载移动站和差分基站之间通过CORS（连续运行参考站系统）或无线电台的方式进行定位报文数据传输。

高精度GNSS接收机采集打桩机的高精度定位信息以及其他相关参数，结合后台相关算法和数据处理模型，实时获取桩机和桩基点位的实时相对关系。

系统能够自动进行模式切换，在CORS覆盖区域内可以直接接入CORS系统数据进行高精度定位作业，如图2所示。在CORS无覆盖的区域内，系统可选配基准站加电台模式进行打桩作业，如图3所示。

采用双天线模式并接入CORS或基站广播差分数据，实时解算高精度北斗定位、定向信息，实时获取桩机位置信息。

车载静力压桩系统以语音提示引导桩机操作手精确进行打桩作业，可以实现对打桩作业任务管理、打桩点位管理、CORS连接、启动基站、点校正等功能。

任务管理模块可以进行作业任务的新建、删除等操作。

打桩点管理器可以对当前所有任务的打桩点进行检查、导入、删除操作。支持桩基CAD地图导入功能，避免了繁杂的桩基点位添加，一次性将区域内全部桩基点位导入软件。

连接CORS功能可以在CORS覆盖的区域通过授权的账号和密码登陆CORS进行RTK高精度定位作业。

在无CORS覆盖的区域可以使用基准站加电台模式进行RTK作业，该功能用于进行基准站配置。

点校正功能可以实现当前定位经纬度坐标到当地基建坐标的转换，从而使当前定位坐标与基建坐标在同一坐标系下。

支持桩基CAD地图导入功能，避免了繁杂的桩基点位添加，一次性将区域内全部桩基点位导入该系统。

如图2所示，为基于CORS差分数据传输处理工作示意图，当作业范围内具有CORS系统存在时，车载移动站接收主机通过获取区域内的CORS数据获取高精度定位差分信息，确保数据的高质量。

连续运行参考站系统（CORS）可以定义为一个或若干个固定的、连续运行的GPS参考站，利用现代计算机、数据通信和互联网(LAN/WAN)技术组成的网络，实时地向不同类型、不同需求、不同层次的用户自动地提供经过检验的不同类型的GPS观测值（载波相位，伪距）、各种改正数、状态信息、以及其他有关GPS服务项目的系统。

通过基准站连续不间断的观测GPS的卫星信号获取该地区和该时间段的“局域精密星历”及其他改正参数，按照用户要求把静态数据打包存储并把基准站的卫星信息送往服务器上的指定位置。

车载移动站用户接收定位卫星传来的信号，并解算出地理位置坐标。

车载移动站用户的数据通讯模块通过局域网从服务器的指定位置获取基准站提供的差分信息后输入用户单元GPS进行差分解算。

如图3所示，基准站加电台模式差分数据传输处理工作示意图，当地若无CORS系统覆盖时，可以使用基准站加电台方式来实现RTK定位。首先需要在作业区域内架设基准站，基准站由高精度GNSS接收机、GNSS天线、电台、电台天线组成，基站接收机接收定位卫星传来的信号，同时将此定位信息通过电台向车载移动站传输。

车载移动站用户接收定位卫星传来的信号，并解算出地理位置坐标。

车载移动站内置电台要和基站处于同于电台辐射范围中，车载移动站通过获取基站提供的差分信息，从而进行差分解算获取高精度的定位信息。

如图4所示，将桩基点位坐标数据导入系统，生成点位分布数据。同时将获取的桩机的高精度定位原始报文数据GPGGA、GPRMC、PASHR传输至静力压桩系统，系统获取桩机的坐标、航向、速度、横滚俯仰角等信息，与目标桩基点位信息进行比对计算，获取当前桩机与桩基点位的相对位置信息，依照此相对位置信息进一步发出调整车辆姿态、调整桩臂位置的相关指令，并通过语音系统将相应的指令进行播报，指导作业人员进行打桩作业。

本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改型和改变。因此，本实用新型覆盖了落入所附的权利要求书及其等同物的范围内的各种改型和改变。

Claims (4)

1.一种北斗导航定位静力压桩系统，其特征是：其主要由北斗导航系统、车载移动站和差分基站组成，所述车载移动站安装在打桩机上，由高精度GNSS接收机、车载移动站GNSS天线、12V电源适配器和车载电台天线通过数据线连接而成，所述车载移动站GNSS天线有两个，均位于打桩机上方，其中主天线用于设备的定位，副天线用于获取航向信息；所述差分基站固定在建筑工地上，由基站高精度GNSS接收机、基站GNSS天线、发射电台及电台发射天线组成；北斗导航系统将高精度定位信息传输至车载移动站和差分基站，分别由车载移动站和差分基站的GNSS天线接收数据。

2.根据权利要求1所述的一种北斗导航定位静力压桩系统，其特征是：所述高精度GNSS接收机内部有高精度北斗导航板卡和广播电台。

3.根据权利要求1所述的一种北斗导航定位静力压桩系统，其特征是：所述12V电源适配器为高精度GNSS接收机供电。

4.根据权利要求1所述的一种北斗导航定位静力压桩系统，其特征是：所述差分基站和车载移动站接收机之间保持电台频率、传输协议、空中波特率相同。