利用GPS卫星定位技术对疏浚工程船舶进行施工定位

1、利用GPS卫星定位技术对疏浚工程船舶进展施工定位摘要：结合疏浚工程施工，阐述利用GPS先进技术对疏浚工程船舶进展施工定位效果良好。关键词：工程；疏浚船舶；GPS原理；Abstrat：ThispaperexpundsthatnstrutinpsitiningfrdredgingvesselsbyGPSadvanedtehniqueanahievegdeffetinbinatinithdredgingengineeringnstrutin.Keyrds：engineering；dredgingvessel；GPSpriniple；psitining随着科学技术的开展，GPS卫星定位系统现已成为全球

2、广泛应用的定位手段，它以全球性，全天侯，准确，可靠和高效率等优点被测量与施工所采用。结合19992002年横门出海航道整治工程H2标施工定位理论，讨论如何利用GPS卫星定位进展施工。1、工程概况横门出海航道整治工程H2标段位于珠江口自广东省中山市的中山港起至伶仃洋国际航道#3，#4灯标止，全长48k，中山港至横门口l0k，口门内有1过渡性浅滩，口门外有烂山，二茅和淇澳3处浅滩。H2标的主要施工任务是二茅浅滩的航道疏浚，该地段的滩顶水深在4.0左右。根据招标文件要求，需投入43抓斗船，绞吸挖泥船，必要时可投入耙吸式挖泥船等设备，完成整个施工消费任务。开工后的工程标准：全潮通航3000t海轮；航道

3、建立标准尺度为：水深6.0，航道底宽120，弯曲半径580，总工程量187万3.二茅浅滩疏浚段水域开阔，航道轴线离岸太远，采用以往的施工方法很难完成此任务，根据这特殊的施工环境，选择采用数台GPS200实时差分GPS对疏浚施工船舶进展定位。2、GPS的工作原理差分GPS之所以能获得高精度的定位数据，是因为在位置设一基准固定站，通过GPS接收卫星信号监测GPS的系统误差，并按规定的时间间隔把误差校正量等数据通过无线数据链播发出去，挪动站利用收到的信息，对GPS观测值进展校正，以消除星历误差，星钟误差，大气层延迟差等公共误差。基准站对每颗在视场的GPS卫星进展连续跟踪测量，在ti时刻测得的伪距为d

4、ii为卫星编号，而基准站ti时刻至卫星的间隔 可算出为pi，那么伪距改正数为：di=pi-di.由于di是随时间不规那么变化的，因此还要将伪距的变化率传给挪动站。基准站将时标，伪距改正数，伪距变率和卫星数据龄期ADE组成l串电文，通过无线数据链向挪动站播送。发ADE的目的是为了保持基准站和挪动站使用同一龄期的星历，以消除卫星星历误差和星钟误差。PrtaterayEngineeringTtal355N18Aug.2022挪动站接收到差分电文后，对GPS测得的伪距进展改正，获得高精度的位置。挪动台的计算机用于采集GPS的位置数据，并通过后处理，绘成坐标图，显示定位实时动态位置，起到导航作用。3、用

5、于施工定位的主要设备及GPS的主要技术指标3.1疏浚船舶用于定位的主要设备疏浚船舶用于定位的主要设备有：GPS，电子罗经，电脑和导航软件。3.2GPS的主要技术指标18通道并行GPS接收机，重捕获时间只要几秒钟；2实行导航定位平面位置精度：1；静态相对定位精度：5+lpp；3作用间隔 ：40k与通讯条件有关；4差分发射间隔：2s；5位置水深采集速率：1次/s；6电源：1114V直流电；7功耗：基准站静态功耗为5，电台发射功耗为25，挪动站静态功耗为5；8主机体积及质量：体积：21090150；质量：3kg.4、利用GPS进展施工定位首先在某一已定坐标点上设立基准站，然后在各施工船舶上设立挪动站

6、。由于每个地方所采用的坐标系不一样，导航软件可直接对采集的经纬度数据进展一级或二级坐标系转换成为当地坐标系。电子罗经以及因GPS天线的位置与实际要定位的点的平面位置之间的误差都可以通过固定差校正或天线偏向校正，将各种误差消除。转贴于论文联盟.ll.4.1基准站的设立4.1.1基准站位置及接收机的选择横门出海航道整治工程的施工工况：海面宽阔，战线较长。在选择GPS接收机设备时，本着经济，实用，可行的目的，选用符合工程技术要求的国产GJ200测量型GPS单频接收机，该机的数据链用UHF频段。而UHF是直达波，所以，基准站选择设在较开阔且较高的工程部所在地民用楼的五楼天台上，使基准站发射的UHF信号

7、有效控制整个工程施工区域，同时，还需尽量减少误差。在设立基准站时，采用3台GPS进展静态测量，测出五楼天台方案设立基准站的坐标点的坐标，将基准站设在该点上。基准站设立后，在挪动站到离施工区最近和最远的点上进展精度测试，结果说明，各施工区域均能可靠接收差分信号和卫星信号，精度在1内，符合施工定位的标准要求。4.2抓扬式挖泥船采用GPS进展施工定位将GPS天线固定在驾驶室前面的抓斗吊架顶端抓斗中心对上去的位置，将电台差分天线固定在驾驶台顶上，将电子罗经置于驾驶室内，并使电子罗经方向与驾驶室平面中轴线方向一致即电子罗经方向代表驾驶室左右挪动的平面方向，将电脑和GPS主机设在驾驶室内驾驶员能清楚看到显

8、示器里面的图像的地方，从电脑主机上接l台显示器置于船体前方，以便负责移锚的船员可以根据电脑显示器里面的电子图形进展移锚校正船位，再将GPS和电子罗经接上电脑主机串口，翻开电脑的导航软件，并将开挖方案线编好，使导航软件进入测量状态。移船定位时，将驾驶室前的抓斗吊架置于船体正前方，测电子图形中的小船的中轴线代表抓斗船船体平面中轴线方向，十字中心代表吊架顶端GPS天线的平面位置即抓斗中心的平面位置。抓扬式挖泥船沿着已定开挖行挖泥前进，那么电子图形中的小船中轴线方向与开挖行的方案线的中线方向一致，且十字中心在方案线的中线如发生偏离，移锚人员应松紧锚缆将船位纠正。施工挖泥时，驾驶员可通过电子图形观察抓泥

9、时抓斗挪动的动态位置和排斗的间距。驾驶员通过观察电子图形中小船挪动的方向，间隔 以及十字中心的坐标来区分挖泥船的施工和移位状况。4.3绞吸式挖泥船利用GPS进展定位绞吸式挖泥船是沿着以钢桩为圆心，船体为半径的弧线挖泥的。绞吸式挖泥船施工时需要定船头绞刀的位置，也要定船尾主钢桩的位置。假设只定绞刀的位置，钢桩偏了会产生超挖和漏挖；假设只定钢桩的位置，无法区分绞刀是否挖到边线。绞吸式挖泥船施工定位采用2条GPS天线，不用电子罗经。将l条GPS天线固定在驾驶室前A字架的顶端，l条GPS天线固定在近主钢桩的地方，将2条GPS天线的另一端接上信号转换器后，再接入GPS主机GPS主机只能接收l条GPS天线

10、的信号，不能同时接收2条GPS天线的信号，计算出2个点的坐标，通过信号转换器可选择接收其中任l条GPS天线的信号。将电台差分天线固定在驾驶室顶，电脑置驾驶室内驾驶员可以明晰看到显示器里面图像的地方。绞吸船施工时主要给绞刀定位。1由于赶进度，原出运码头前方回填顶层部分约45厚回填开山石含泥量较大，且未经过碾压，造成1个地方的台车梁在出运沉箱时产生沉降引起滑道板变形，从而引起台车细微受损，有几个轮子由滚动变为滑动，使沉箱出运遇到一点费事，后来把1段6滑道板拆卸下来，在下面铺1层砂浆调整到设计高程后，才解决了这个问题。2底胎模设计高程确定，台车高度及千斤顶行程没有综合考虑。由于千斤顶的行程最大为20

11、，而台车放在滑道上的高度比混凝土底胎模高1617，仅有34的充裕量。另外由于顶升沉箱时有些千斤顶混凝土根底可能下沉12，再加上轨道梁施工顶高程的偏向，造成有几个沉箱在顶升时需分2次顶升才能使台车进入沉箱底部，影响了出运的进度。3在出运过程中，在顶升最后1个沉箱时其中1个千斤顶坑根底产生沉降，一受力就往下沉降，经屡次不断加碎石垫平处理，仍无法解决问题。后经研究，把这个千斤顶放在轨道上进展顶升，虽然台车未能完全进入沉箱底，存在台车受力不均而变形的风险，但最后还是成功了，后分析千斤顶根底下沉的原因，主要是因为根底下面原是1条旧水沟，施工时根底处理不深化造成的。5、结语1台车出运沉箱施工操作比较简单，技术比较成熟。2利用台车出运沉箱，关键是解决轨道梁设计及根底的施工，防止出运时轨道梁产生沉降变形，另外千斤顶根底亦应处理好，防止下沉。3沉箱预制底胎模高程设计应综合考虑台车的高度及千斤顶的行程，预留一定的充裕量，防止2次顶升。查看绞刀是否挖到边线，偶尔检查钢桩是否偏离中线。将各部件连接后，翻开电脑中的导航软件，将开挖行的中线，边线方案线设置好。给钢桩定位时，接收船尾钢桩GPS天线的信号，电子图中小船的十字中心代表钢桩的位置，通过电脑屏幕可以知道钢桩挪动的间隔 和坐标。施工时要求主钢桩位于开挖线的中线上给绞刀定位时