[发明专利]水下整平机测量定位系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种水下基床整平装置，具体地说，涉及一种水下基床整平船的测量定位系统。

背景技术

目前，在进行深水基床整平作业时，使用整平船和深水整平机共同进行作业。在进行水下作业时，需要对整平船和整平机进行测量定位，传统的测量定位方法是采用水上人工观测和潜水员水下人工作业相结合进行整平船和整平机的测量定位调整，但是由于受风浪因素影响大，作业天数减少，安全生产受到威胁；同时，由于人工水下作业，受到水深压力的限制，人工作业困难，潜水整平有效作业时间短，作业效率低，且劳动强度大，不能有效精确的进行测量定位，费时费力。

发明内容

本发明针对现有深水基床整平作业过程中对整平船和整平机测量定位调整时存在的上述问题，提供了一种自动调整高程、姿态以及精确定位的水下整平机测量定位系统。

本发明的技术方案是：一种水下整平机测量定位系统，该系统包括整平船测量定位系统、整平机测量定位系统和微处理单元，所述的整平船测量定位系统包括两个GPS天线、两个GPS接收机和两个倾斜传感器，GPS天线安装在整平船控制室的上方，GPS接收机安装在整平船上，两个倾斜传感器分别沿整平船轴线和垂直方向安装在整平船上；所述的整平机测量定位系统包括两个GPS天线、两个GPS接收机、倾斜传感器、位置传感器、压力传感器、测深仪和液位连通器，GPS天线安装在整平机塔架的顶端，GPS接收机安装在整平船上，倾斜传感器安装在整平机框架的四个边梁上，且每个边梁上安装有一个倾斜传感器，压力传感器安装在整平机框架的两侧横梁上，液位连通器安装在整平机框架的四个边梁上；所述的微处理单元包括整平船测量定位微处理单元和整平机测量定位微处理单元，整平船测量定位微处理单元分别与GPS接收机和倾斜传感器电连接，整平机测量定位微处理单元分别与GPS接收机、倾斜传感器、位置传感器、压力传感器、测深仪和液位连通器电连接。

优选的是，所述的整平船测量定位系统中，两个GPS天线间的距离为28-32米；

优选的是，所述的整平机测量定位系统中，两个GPS天线间的距离为4-6米；

优选的是，所述的整平机塔架为一个伸出水面的刚性支架；

优选的是，所述的测深仪包括八个测深换能器。

本发明的有益效果是：本发明采用整平船和整平机分别独立的定位方式，通过GPS、倾斜传感器、位置传感器、测深仪等设备，精确确定水下整平机工作时的平面位置、高程、水平姿态以及验收时的基床面实际高程；同时实现整平船的位置和姿态定位，并通过微处理单元进行作业区位的设计与管理、设备数据的采集、实时计算、实时显示、限差超限预警报警、数据存放、数据回放等功能。

附图说明

附图1为本发明具体实施例整平船测量定位系统的工作原理框图；

附图2为本发明具体实施例整平机测量定位系统的工作原理框图。

具体实施方式

本发明的具体实施方式：如图1至2所示，一种水下整平机测量定位系统，该系统包括整平船测量定位系统、整平机测量定位系统和微处理单元，所述的整平船测量定位系统包括两个GPS天线、两个GPS接收机和两个倾斜传感器，GPS天线安装在整平船控制室的上方，GPS接收机安装在整平船上，两个倾斜传感器分别沿整平船轴线和垂直方向安装在整平船上；两个GPS天线间的距离为28-32米。整平机测量定位系统包括两个GPS天线、两个GPS接收机、倾斜传感器、位置传感器、压力传感器、测深仪和液位连通器，GPS天线安装在整平机塔架的顶端，两个GPS天线间的距离为4-6米，整平机塔架为一个伸出水面的刚性支架，GPS接收机安装在整平船上，倾斜传感器安装在整平机框架的四个边梁上，且每个边梁上安装有一个倾斜传感器，压力传感器安装在整平机框架的两侧横梁上，液位连通器安装在整平机框架的四个边梁上，测深仪包括八个测深换能器。微处理单元包括整平船测量定位微处理单元和整平机测量定位微处理单元，整平船测量定位微处理单元分别与GPS接收机和倾斜传感器电连接，整平机测量定位微处理单元分别与GPS接收机、倾斜传感器、位置传感器、压力传感器、测深仪和液位连通器电连接。

工作原理：

(1)整平船和整平机的位置和姿态计算

整平船和整平机的位置和姿态计算方法相同，均采用三维计算。以2台GPS计算整平船和整平机的平面位置和方向，2台垂直安装的倾斜传感器分别计算整平船和整平机延2个轴向的倾角。利用如下三维计算公式计算船体坐标系统、整平架坐标系统(其两者称为物固坐标)与施工坐标系统之间的转换关系。并由此计算整平船和整平架上任意点的工程坐标系。