CN107621259A - 一种用于沉管隧道最终接头的浮态标定***及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于沉管隧道最终接头的浮态标定***及方法，该方法为：最终接头装载到运输船之前，在运输船甲板上建立控制网，然后根据已知的控制点和最终接头的特征点，分别通过全站仪和GPS‑RTK流动站对运输船上的对最终接头进行标定，再根据控制网的参数数据，计算出全站仪的标定结果和GPS‑RTK流动站的标定结果，并判断两个标定结果之间的偏差是否超过设定值，若有特征点的标定结果偏差超过设定值，则重新标定该特征点。因此，本发明不仅能够实现大型构件的浮态标定，还能保证很高的精度。
Description
技术领域
本发明属于沉管隧道最终接头安装施工技术领域，特别涉及一种用于沉管隧道最终接头的浮态标定***及方法。
背景技术
由于最终接头在吊装、运输及浇筑过程中可能存在变形，最终接头的标定时机选择在浇筑结束之后，为尽量保证最终接头安装时所提供的数据与最终接头的实际值接近，所以标定时机尽量靠近在最终接头安装时刻，即运输船将最终接头运输出坞前，对最终接头进行标定，为最终接头安装测控***提供参数依据。因此，需要一种在最终接头运输前进行浮态标定的技术方案。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种在最终接头运输前进行浮态标定的技术方案。
为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：
一种用于沉管隧道最终接头的浮态标定方法，其包括以下步骤，
S1：在运输船甲板上建立控制网，并根据所述控制网中各控制点间的位置关系，确定所述控制网的参数数据；
S2：分别采用全站仪和GPS-RTK流动站对最终接头进行标定；其中，在全站仪标定过程中，在相应的控制点设置全站仪，完成对最终接头的端面特征点、内部特征点，顶部特征点和测量塔特征点的标定；在GPS-RTK流动站标定过程中，在运输船甲板四个角的控制点分别设置GPS-RTK流动站，以及在测量塔特征点和顶部特征点的位置分别设置GPS-RTK流动站，并且GPS-RTK流动站在每个设站位置获取相应的坐标数据；
S3：根据所述控制网的参数数据，以及全站仪和GPS-RTK流动站记录的标定数据，分别计算出全站仪和GPS-RTK流动站的标定结果，并对比全站仪与GPS-RTK流动站的标定结果偏差，若有特征点的标定结果偏差超过设定值，则重新标定所述特征点。
根据一种具体的实施方式，本发明用于沉管隧道最终接头的浮态标定方法中，在S3中，根据所述控制网的参数数据，以及全站仪和GPS-RTK流动站记录的标定数据，将全站仪和GPS-RTK流动站在相应控制点标定的各个特征点的坐标数据转换至最终接头坐标系中，而分别计算出全站仪和GPS-RTK流动站的标定结果。
基于同发明构思，本发明还提供一种运用本发明浮态标定方法进行浮态标定的***，其包括数据处理装置、全站仪、GPS-RTK流动站；其中，所述数据处理装置，用于根据所述控制网的参数数据，以及全站仪和GPS-RTK流动站记录的标定数据，分别计算出全站仪和GPS-RTK流动站的标定结果，并对比全站仪与GPS-RTK流动站的标定结果偏差，而且若有特征点的标定结果偏差超过设定值，则输出相应特征点的列表。
根据一种具体的实施方式，本发明用于沉管隧道最终接头的浮态标定方法中，数据处理装置，用于根据所述控制网的参数数据，以及全站仪和GPS-RTK流动站记录的标定数据，将全站仪和GPS-RTK流动站在相应控制点标定的各个特征点的坐标数据转换至最终接头坐标系中，而分别计算出全站仪和GPS-RTK流动站的标定结果。
与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明用于沉管隧道最终接头的浮态标定方法中，最终接头装载到运输船之前，在运输船甲板上建立控制网，然后根据已知的控制点和最终接头的特征点，分别通过全站仪和GPS-RTK流动站对运输船上的对最终接头进行标定，再根据控制网的参数数据，计算出全站仪的标定结果和GPS-RTK流动站的标定结果，并判断两个标定结果之间的偏差是否超过设定值，若有特征点的标定结果偏差超过设定值，则重新标定该特征点。因此，本发明不仅能够实现大型构件的浮态标定，还能保证很高的精度。
附图说明：
图1为本发明通过全站仪对最终接头标定的示意图；
图2为本发明通过GPS-RTK流动站对最终接头标定的示意图；
图3为本发明最终接头坐标系示意图。
图中标记：1-运输船，2-最终接头，3-测量塔。
具体实施方式
下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
如图1和图2分别所示的本发明通过全站仪和GPS-RTK流动站对最终接头标定的示意图，图中GPS-RTK、TS分别表示GPS-RTK流动站和全站仪的设站位置。本发明用于沉管隧道最终接头的浮态标定方法包括以下步骤：
S1：在运输船1的甲板上建立控制网，并根据控制网中各控制点间的位置关系，确定控制网的参数数据。在实施时，可根据现场标定作业的需要，增加控制点，进行控制点加密。
S2：将最终接头2放置在运输船1上后，分别采用全站仪和GPS-RTK流动站对最终接头进行标定，而且全站仪的标定与GPS-RTK的标定相互独立。
在全站仪标定过程中，在相应的控制点设置全站仪，完成对最终接头的端面特征点、内部特征点，顶部特征点和测量塔特征点的标定。
第一、端面特征点的标定；由于在最终接头首端及尾端面共布置16个反射片。端面特征点的标定是分别将全站仪架设在用于标定最终接头首端或尾端的控制点上，进行标定。而为了控制测量精度，进行气温改正。同时在每个控制点需进行盘左盘右观测，盘左盘右取平均作为该站的观测数据，而且进行严格的换手测量，两组观测数据差值在允许范围内，取平均值作为最终标定值。
第二、内部特征点的标定；由于在最终接头内部布置2个中廊道贯通特征点和4个沉降特征点。其中，平面位置标定分别从最终接头首端和尾端管外船甲板的控制点上的支点进入标定最终接头内部，两转点位于两端安全门附近。为了减小贯通设计初值的误差，直接将最终接头首端和尾端的转点作为贯通点，在管内对沉降点平面位置进行标定。在每个控制点需进行盘左盘右观测，盘左盘右取平均作为该站的观测数据,而且进行严格的换手测量，两组差值在允许范围内取平均值作为最终标定值。
第三、顶部特征点标定；通过设置2个高程观测点及4个平面位置观测点共6个特征点分别进行平面位置及高程标定。平面位置标定，在船甲板的控制点上架设全站仪直接进行标定。为了保证标定数据质量，选择在两个控制点分别架设全站仪对6个特征点进行平面位置标定，同时进行严格的换手测量，两组差值在允许范围内取平均值作为最终标定值。
第四、测量塔特征点标定；由于最终接头2的测量塔3顶部设置有GPS接收天线，因此，需要对测量塔3顶部的GPS接收天线在最终接头上的位置进行标定测量，建立测量塔特征点与最终接头的几何关系。测量塔顶部固定安装有GPS接收天线和360°棱镜的同轴支架，标定测量时将全站仪架设在船甲板的控制点上，对GPS接收天线的位置进行标定。
在GPS-RTK流动站标定过程中，在运输船1甲板的四个角上的控制点分别设置GPS-RTK流动站，以及在测量塔特征点和顶部特征点的位置分别设置GPS-RTK流动站，并且GPS-RTK流动站在每个设站位置获取相应的坐标数据。在实施时，在岸上的固定控制点设置参考站，参考站通过数据链将其观测值和测站坐标信息一起传送给GPS-RTK流动站。GPS-RTK流动站不仅通过数据链接收来自参考站的数据，还采集GPS观测数据，并在***内组成差分观测值进行实时处理，最后得出定位结果。
S3：根据所述控制网的参数数据，以及全站仪和GPS-RTK流动站记录的标定数据，分别计算出全站仪和GPS-RTK流动站的标定结果，并对比全站仪与GPS-RTK流动站的标定结果偏差，若有特征点的标定结果偏差超过设定值，则重新标定相应的特征点。
具体的，根据所述控制网的参数数据，以及全站仪和GPS-RTK流动站记录的标定数据，将全站仪和GPS-RTK流动站在相应控制点标定的各个特征点的坐标数据转换至最终接头坐标系中，而分别计算出全站仪和GPS-RTK流动站的标定结果。
其中，最终接头的坐标系x轴是根据最终接头端面特征点的平面测量结果进行确定，S1和S2分别表示最终接头的首端和尾端，由于首端端面和尾端端面分别具有8个特征点，则计算8个特征点的中点坐标，并将首端端面和尾端端面的中点坐标的连线在最终接头顶面的投影为x轴，并以指向S1端的方向为x轴正方向，x轴与首端上边线交点为原点o。使用左手法则建立y坐标轴，过原点o做垂直于xoy平面的线为z轴，并以向上方向为z轴正方向，取最终接头顶面设计高程为最终接头坐标系的高程基准，得到如图3所示的最终接头坐标系示意图。
基于统一发明构思，本发明的浮态标定***包括数据处理装置、全站仪和GPS-RTK流动站。在全站仪和GPS-RTK流动站对最终接头标定完成后，全站仪和GPS-RTK流动站将其记录的标定数据传送给数据处理装置，同时数据处理装置存储有控制网的参数数据，数据处理装置便根据控制网的参数数据，以及全站仪和GPS-RTK流动站记录的标定数据，分别计算出全站仪和GPS-RTK流动站的标定结果。而且，数据处理装置对比全站仪与GPS-RTK流动站的标定结果偏差，并检测是否有特征点的标定结果偏差超过设定值，若有特征点的标定结果偏差超过设定值，则输出相应特征点的列表，方便工作人员完成重新标定工作。
具体的，数据处理装置根据所述控制网的参数数据，以及全站仪和GPS-RTK流动站记录的标定数据，将全站仪和GPS-RTK流动站在相应控制点标定的各个特征点的坐标数据转换至最终接头坐标系中，而分别计算出全站仪和GPS-RTK流动站的标定结果。
Claims (4)
1.一种用于沉管隧道最终接头的浮态标定方法，其特征在于，包括以下步骤，
S1：在运输船甲板上建立控制网，并根据所述控制网中各控制点间的位置关系，确定所述控制网的参数数据；
S2：分别采用全站仪和GPS-RTK流动站对最终接头进行标定；其中，在全站仪标定过程中，在相应的控制点设置全站仪，完成对最终接头的端面特征点、内部特征点，顶部特征点和测量塔特征点的标定；在GPS-RTK流动站标定过程中，在运输船甲板四个角的控制点分别设置GPS-RTK流动站，以及在测量塔特征点和顶部特征点的位置分别设置GPS-RTK流动站，并且GPS-RTK流动站在每个设站位置获取相应的坐标数据；
S3：根据所述控制网的参数数据，以及全站仪和GPS-RTK流动站记录的标定数据，分别计算出全站仪和GPS-RTK流动站的标定结果，并对比全站仪与GPS-RTK流动站的标定结果偏差，若有特征点的标定结果偏差超过设定值，则重新标定所述特征点。
2.如权利要求1所述的用于沉管隧道最终接头的浮态标定方法，其特征在于，在S3中，根据所述控制网的参数数据，以及全站仪和GPS-RTK流动站记录的标定数据，将全站仪和GPS-RTK流动站在相应控制点标定的各个特征点的坐标数据转换至最终接头坐标系中，而分别计算出全站仪和GPS-RTK流动站的标定结果。
3.一种运用权利要求1所述的浮态标定方法进行浮态标定的***，其特征在于，包括数据处理装置、全站仪和GPS-RTK流动站；其中，所述数据处理装置，用于根据所述控制网的参数数据，以及全站仪和GPS-RTK流动站记录的标定数据，分别计算出全站仪和GPS-RTK流动站的标定结果，并对比全站仪与GPS-RTK流动站的标定结果偏差，而且若有特征点的标定结果偏差超过设定值，则输出需要重新标定特征点的列表。
4.如权利要求3所述的***，其特征在于，数据处理装置，用于根据所述控制网的参数数据，以及全站仪和GPS-RTK流动站记录的标定数据，将全站仪和GPS-RTK流动站在相应控制点标定的各个特征点的坐标数据转换至最终接头坐标系中，而分别计算出全站仪和GPS-RTK流动站的标定结果。
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