水上打桩定位系统的作业原理

水上打桩定位系统的作业原理1.水上打桩定位传统的水上打桩定位,首先根据施工码头总平面的布置情况,设置水上定位基线,然后再进行测量定位,一般采用3台经纬仪共同进行。近年来随着外海深水港口及大跨度桥梁等基础工程建设的不断增加,以往采用的经纬仪(或全站仪)前方任意角(或直角)交会法已经逐渐不能满足现有工程对水上沉桩远距离、全天候、高精度、自动化、快速定位等的多重需要,但随GPSRTK测量定位技术的不断完善,其各项性能已经可以满足上述需要。利用GPS进行沉桩定位控制具有高效率、高精度、受环境气候影响小等众多优势,并随着GPSRTK测量定位技术不断普及、费用不断降低,港口码头的沉桩作业在引入这种先进的定位技术的同时不断地对系统的控制流程、设备组成、数据处理等进行优化完善,对提高沉桩控制精度、效率、降低工程造价等均有着深远的意义。2.GPS打桩定位系统GPSRTK(Real-TimeKinematic)测量技术是以载波相位观测量为根据的实时差分GPS(RTDGPS动态测量定位系统。系统采用差分法降低了载波相位测量改正后的残余误差、接收机钟差和卫星改正后的残余误差等因素的影响,测量精度达厘米级。其原理是:利用2台以上GPS接收机同时接收卫星信号,其中1台安置在已知坐标点上作为基准站,另1台安置在待测点上测定该点坐标(称为移动站),基准站上的GPS接收机,对所有可见GPS卫星进行连续观测,并将其观测数据由无线电传输设备实时地传输给移动站。在移动站上,GPS接收机在接收卫星信号的同时,接收基准站传输的观测数据和转换参数,然后根据GPS相对定位原理,即时解算出相对基准站的基线向量和移动站的WGS-84坐标。然后通过预设的WGS-84坐标系与地方坐标系的转换参数,实时地计算并显示用户需要的三维坐标及精度,为下一步数据处理提供必要的基础数据。2.1基本工作原理系统通过2台架设于桩船支撑架(横轴方向)顶端的GPS接收机(以RTK方式工作)同时接收来自基准站及GPS卫星发送的定位信息,实时量测船体的坐标及方位角,再通过安置在船体各特征部位的倾角传感器、漫反射激光测距仪等设备对船体姿态进行观测及初步调整,并将最终实测姿态数据传输至电脑,由专门的数据处理软件进行数据处理,推算出设计控制高程面上桩体实测坐标,再通过与设计值进行对比、纠正偏位等实现沉桩定位控制。另外,桩顶高程及贯入度的控制主要依靠闭路电视监视系统实现,并由专门记录员将终锤数据输入计算机,通过专门设备存储及输出沉桩记录,最终完成整个沉桩控制。2.2GPS打桩定位系统在海上施工中可实现如下功能:(1)在GPS-RTK有效作用距离范围内,能实现远离岸边施工船的定位。(2)实现了定位过程中数据的自动采集与处理。(3)以图形和数字的形式反映施工打桩的当前和设计位置,便于操作人员调整船位进行施工打桩。(4)能自动生成打桩报表以及进行数据的回放。(5)结合无线互联网通讯技术,可以通过互联网实现GPS打桩定位远程现场再现。3.参考文献：（1）黄夏幸.GPS-RTK技术在水上打桩定位中的应用探讨，《水运工程》，2008.（2）莫兴林,陈伟雄.GPS沉桩定位系统及应用，《水运工程》，2006（3）刘绍堂，肖海红，赵站杨.GPS打桩定位系统在杭州湾跨海大桥施工中的应用，《西南科技大学学报》，2005（4）杨晓斌.实时动态差分全球定位(DGPSRTK)技术及其在水上打桩定位中的应用，《水运工程》，2003