[发明专利]建筑施工塔式起重机及吊钩定位系统

权利要求书

1.一种吊钩定位系统，应用于建筑施工塔式起重机，所述建筑施工塔式起重机包括：塔臂、安装于所述塔臂上的移动小车、与所述移动小车连接的第一吊绳段、第二吊绳段、位于所述第一吊绳段和所述第二吊绳段之间的动滑轮、设置在所述第二吊绳段末端的吊钩，其特征在于，所述动滑轮的外部罩设有支撑架，所述支撑架连接于所述动滑轮的中心固定轴上，所述吊钩定位系统包括：

GNSS流动站，设置于所述支撑架的顶部，所述GNSS流动站包括导航定位装置和坐标计算装置，

所述导航定位装置用于采集所述GNSS流动站自身的导航卫星观测值；

所述坐标计算装置用于根据所述导航卫星观测值计算所述GNSS流动站的天线相位中心三维空间坐标；

激光信号发射器，所述激光信号发射器设置于所述第二吊绳段上，用于感应所述第二吊绳段的摆动，并在所述第二吊绳段的摆动时垂直向上发送激光信号；

偏摆测量装置，所述偏摆测量装置与所述支撑架的底部连接，所述偏摆测量装置用于接收所述激光信号，并根据所述激光信号测量并计算所述激光信号发射器的偏摆参数；

数据处理装置，用于根据所述GNSS流动站的天线相位中心三维空间坐标计算得到所述动滑轮中心的三维空间坐标，并根据所述动滑轮中心的三维空间坐标以及所述激光信号发射器的偏摆参数，计算得到所述吊钩的三维空间坐标；

其中，所述GNSS流动站还包括：

综合误差信号接收装置，用于接收来自设置于地面的GNSS基准站通过数据通信链发送的经导航卫星间差分处理后的综合误差改正信号；

第一GNSS定位坐标修正单元，用于根据所述导航卫星观测值以及所述GNSS基准站发送的所述综合误差改正信号计算得到所述GNSS流动站的厘米级天线相位中心三维空间坐标。

2.如权利要求1所述的吊钩定位系统，其特征在于，所述偏摆测量装置包括连接于所述支撑架底部的铟瓦圆条码数字水平度盘，所述铟瓦圆条码数字水平度盘由所述激光信号触发，并根据所述激光信号发射在所述铟瓦圆条码数字水平度盘的标定点S，自动测量出所述激光信号发射器的水平面偏摆角α和水平面偏摆距离R。

3.如权利要求2所述的吊钩定位系统，其特征在于，所述数据处理装置包括：

动滑轮中心坐标计算单元，用于根据所述GNSS流动站的天线相位中心的三维空间坐标，计算得到所述动滑轮中心的三维空间坐标，计算公式如下表示：

其中，(X,Y,H)为所述动滑轮中心的三维空间坐标，(X_G,Y_G,H_G)为所述GNSS流动站的天线相位中心的三维空间坐标，(X_N,Y_E,H_U)为所述GNSS流动站的天线相位中心与天线几何中心的偏差，f(α,A)为由GNSS接收机天线校准机构提供的依据每隔5°卫星方位角和每隔5°卫星高度角校出的网格天线模型，然后随导航卫星的实际方位角α及实际高度角A进行双线性内插运算获得的插值，H1为所述GNSS流动站的天线几何中心到所述动滑轮中心对应的顶部的垂高，r为所述动滑轮的半径；

吊钩空间坐标计算单元，用于根据所述动滑轮中心的三维空间坐标和所述激光信号发射器的摆动参数，计算得到所述吊钩的三维空间坐标，计算公式如下表示：

其中，(X_g,Y_g,H_g)为所述吊钩的三维空间坐标，(X,Y,H)为所述动滑轮中心的三维空间坐标，L为所述第二吊绳段的长度，l为所述激光信号发射器的位置到所述第二吊绳段首端的长度，r为所述动滑轮的半径，H2为所述动滑轮中心对应的底部到所述偏摆测量装置的垂高，α、R分别为所述激光信号发射器的水平面偏摆角和水平面偏摆距离。

4.如权利要求1所述的吊钩定位系统，其特征在于，所述GNSS流动站还包括：

坐标差改正信号接收单元，用于接收来自设置于地面的GNSS基准站通过数据通信链发送的坐标差改正信号；

第二GNSS定位坐标修正单元，用于根据所述GNSS流动站的天线相位中心三维空间坐标以及所述坐标差改正信号计算得到所述GNSS流动站的厘米级天线相位中心三维空间坐标。