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海上 GPS 打桩定位系统 邵 蔚1 , 郑若奇2 (11 天津港湾工程研究所, 天津 300222; 21 中港第一航务工程局; 天津 300042) 摘 要: 海上 GPS 打桩定位系统由 GPS 接收系统辅以倾角传感器、激光测距仪、桩顶标高检测组件等设备组成, 解决了远海打桩工程的定位及沉桩过程的监测, 并在实际工程中成功应用。文章介绍了系统的主要技术指标, 监 测内容及功能, 系统结构研制开发的过程, 关键技术应用, 计算公式推导及实际应用效果。 关键词: GPS; 打桩; 定位; 系统 中图分类号: T P 173; U 6551553 文献标识码: A 文章编号: 100323688 (2003) 0220030207 GPS Posit ion in g System for Off shore P il in g SHAO W ei1 , ZH EN G R uo 2q i2 (1 T ian jin Po rt Engineering In stitu te, T ian jin 300222, Ch ina; 2 CH EC 2T ian jin Po rt Con st1 Co rp 1, T ian jin 300042, Ch ina) Abstract: T he GPS po sit io n ing system fo r offsho re p ile driving con sists of a GPS receiver system supp lem en ted w ith angle incidence t ran sducers, laser range finders and in strum en t m easu ring elevat io n of p ile head1 T he system , w h ich has been successfu lly u sed in a p ro ject, has so lved the mon ito ring of p ile po sit io n ing and driving in p iling w o rk s far off from the sho re1 T he paper p resen ts an in t roduct io n to the m a jo r techn ical specificat io n s, scope of mon ito ring, and funct io n of the system ; developm en t of the system structu re; key techno logy emp loyed, derivat io n of equat io n s; and resu lts of p ractical u se of the system 1 Key words: GPS ; p ile driving; po sit io n ing; system 1 引言 水运交通事业的发展, 为航务工程施工单位带来新的 机遇, 也面临着新的考验。 由于外海工程增加, 如在远离海 岸的深水码头和跨海大桥的桩基工程, 传统的采用经纬仪 交会或全站仪定位法不适应远离海岸水上施工精确定位, 已成为亟待解决的问题。 由此, 中港一航局在魏兴华局长提出的“自主开发, 推 广应用”的思路下, 研制开发了新型的海上 GPS 打桩定位 系统。 2 系统的主要技术指标、监测内容及功能 在距离基准站 10～ 20km 的范围内, 该系统的主要技 术指标: (1) 水平定位精度: ±10cm (2) 垂直定位精度: ±15cm (3) 斜桩倾角测试范围: ±20° 收稿日期: 2003201229 获奖项目: 中港集团 2002 年度科技进步一等奖 作者简介: 邵蔚 (19552) , 男, 高级工程师, 仪器研究室主任, 仪器仪 表专业。 (4) 斜桩倾角测试精度: ±011° 在打桩施工过程中, 本系统可连续自动监测桩体的坐 标、方位角、倾斜度、桩顶标高、锤击次数、贯入度等参数, 以 数字和图形方式在计算机屏幕上显示, 指导打桩船的定位 和沉桩, 用打印机或软盘输出最终监测结果。 3 系统基本工作原理 在船体中后部两侧适当位置安装两个 GPS 接收天线, GPS 接收系统以R T K 方式工作, 实时监测两个接收天线的 大地坐标; 同时检测船体横摇、纵倾角、桩架倾角及桩体