本申請涉及衛(wèi)星定位導航技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于北斗/GPS的海上施工定位系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

海上施工存在著受風浪影響大，可作業(yè)時間短的不足，嚴重影響著施工效率。目前應用的自升式平臺船在施工區(qū)駐位后，下放樁腿插入泥面，利用樁腿將平臺船升至海面以上開始作業(yè)，該平臺船受風浪影響小，且可以方便快捷的移動，但其在施工定位方面仍存在一定的局限性。高精度的施工定位技術(shù)是施工技術(shù)中的不可或缺的組成部分，是提高施工質(zhì)量的一項重要手段。在遠離海岸的深水碼頭和跨海大橋的樁基工程中，傳統(tǒng)的采用經(jīng)緯儀交會法或全站儀定位法已經(jīng)不適應遠離海岸的水上施工的精確定位。隨著施工質(zhì)量要求不斷提高，掌握具有適應海工作業(yè)環(huán)境的施工精確定位技術(shù)十分重要。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本申請的一個目的是提供一種基于北斗/GPS的海上施工定位系統(tǒng)，使得海上施工有更高施工精度，對施工過程實時可觀測，使得對施工過程中的全程的監(jiān)控成為可能。

根據(jù)本申請的一個方面，提供了一種基于北斗/GPS的海上施工定位系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：

第一北斗/GPS雙模接收機、第二北斗/GPS雙模接收機、高精度傾角計、通訊模塊以及工控機，所述第一北斗/GPS雙模接收機和第二北斗/GPS雙模接收機安裝于船體一側(cè)，高精度傾角計安裝于船體的另一側(cè)，所述第一北斗/GPS雙模接收機、第二北斗/GPS雙模接收機和高精度傾角計通過通訊模塊與工控機建立連接。

進一步地，上述基于北斗/GPS的海上施工定位系統(tǒng)中，將所述高精度傾角計替換為第三北斗/GPS雙模接收機。

進一步地，上述基于北斗/GPS的海上施工定位系統(tǒng)中，所述第一北斗/GPS雙模接收機和第二北斗/GPS雙模接收機的設(shè)置與船體的長度方向平行。

進一步地，上述基于北斗/GPS的海上施工定位系統(tǒng)中，所述第一北斗/GPS雙模接收機和第二北斗/GPS雙模接收機，采用實時動態(tài)差分法RTK實時定位采集位置數(shù)據(jù)。

進一步地，上述基于北斗/GPS的海上施工定位系統(tǒng)中，所述實時動態(tài)差分法RTK，由基準站、移動站和數(shù)據(jù)通訊鏈組成。

進一步地，上述基于北斗/GPS的海上施工定位系統(tǒng)中，所述通訊模塊，采用RS-232串口通訊或TCP/IP通訊。

進一步地，上述基于北斗/GPS的海上施工定位系統(tǒng)中，所述工控機包括接收船體位置和角度數(shù)據(jù)的接收機通訊模塊。

進一步地，上述基于北斗/GPS的海上施工定位系統(tǒng)中，所述工控機還包括用于開啟多線程運行，實時計算、傳輸、保存數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫通訊模塊。

進一步地，上述基于北斗/GPS的海上施工定位系統(tǒng)中，所述工控機還包括用于將采集的船體坐標轉(zhuǎn)化為工程坐標的坐標轉(zhuǎn)換算法模塊。

進一步地，上述基于北斗/GPS的海上施工定位系統(tǒng)中，所述工控機還包括將轉(zhuǎn)換后的工程坐標顯示在操作界面上的處理顯示模塊。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請基于北斗/GPS的海上施工定位系統(tǒng)采用兩臺北斗/GPS雙模接收機和高精度傾角計的定位方案，利用RTK實時定位技術(shù)采集位置數(shù)據(jù)，通過無縫連接技術(shù)完成北斗/GPS雙模接收機與工控機的對接，實現(xiàn)實時讀取GPS信號。本申請基于北斗/GPS定位技術(shù)的海上施工定位系統(tǒng)使海上施工具有更高施工精度，且對施工過程實時可觀測，從而使得施工過程中的全程的監(jiān)控成為可能。

附圖說明

通過閱讀參照以下附圖所作的對非限制性實施例所作的詳細描述，本申請的其它特征、目的和優(yōu)點將會變得更明顯：

圖1示出根據(jù)本申請一個方面的基于北斗/GPS的海上施工定位系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；

圖2示出根據(jù)本申請一個方面的通過RS-232串口通訊的接口程序流程圖；

圖3示出根據(jù)本申請一個方面的TCP/IP通訊的接口程序流程圖；

圖4示出根據(jù)本申請一個方面的工控機結(jié)構(gòu)組成示意圖。

附圖中相同或相似的附圖標記代表相同或相似的部件。

具體實施方式

為了使本申請的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本申請作進一步地詳細描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本申請一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒旧暾堉械膶嵤├?，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本申請保護的范圍。

下面結(jié)合附圖對本申請作進一步詳細描述。

如圖1所示，根據(jù)本申請的一個方面，提供一種基于北斗/GPS的海上施工定位系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：第一北斗/GPS雙模接收機、第二北斗/GPS雙模接收機、高精度傾角計、通訊模塊以及工控機，所述第一北斗/GPS雙模接收機和第二北斗/GPS雙模接收機安裝于船體一側(cè)，高精度傾角計安裝于船體的另一側(cè)，所述第一北斗/GPS雙模接收機、第二北斗/GPS雙模接收機和高精度傾角計通過通訊模塊與工控機建立連接。

本申請實施例采用兩臺北斗/GPS雙模接收機和高精度傾角計的定位方案，將實時采集的位置及角度數(shù)據(jù)通過通訊模塊傳輸?shù)焦た貦C，完成北斗/GPS雙模接收機與工控機的對接，實現(xiàn)實時讀取GPS信號，節(jié)約成本。

進一步地，上述基于北斗/GPS的海上施工定位系統(tǒng)中，將所述高精度傾角計替換為第三北斗/GPS雙模接收機。

本申請實施例也可采用三臺北斗/GPS雙模接收機的定位方案采集位置數(shù)據(jù)，并通過無縫連接技術(shù)完成北斗/GPS雙模接收機與工控機的對接，實現(xiàn)實時讀取GPS信號，定位精度更高。

進一步地，上述基于北斗/GPS的海上施工定位系統(tǒng)中，所述第一北斗/GPS雙模接收機和第二北斗/GPS雙模接收機的設(shè)置與船體的長度方向平行。

本申請實施例，所述第一北斗/GPS雙模接收機和第二北斗/GPS雙模接收機平行于船體長軸線安裝在船體的一側(cè)，所述第一北斗/GPS雙模接收機和第二北斗/GPS雙模接收機之間的距離可根據(jù)船體實際長度設(shè)置。優(yōu)選的，本申請第一北斗/GPS雙模接收機和第二北斗/GPS雙模接收機連線沿船體軸線方向且與船體的長邊重合，高精度傾角計安裝靠近船體中部的位置，形成一個三角定位，可更加準確的測量船體位置數(shù)據(jù)。

進一步地，上述基于北斗/GPS的海上施工定位系統(tǒng)中，所述第一北斗/GPS雙模接收機和第二北斗/GPS雙模接收機，采用實時動態(tài)差分法RTK實時定位采集位置數(shù)據(jù)。

本申請實施例利用RTK實時定位技術(shù)采集位置數(shù)據(jù)，通過無縫連接技術(shù)完成北斗/GPS雙模接收機與工控機的對接，可實現(xiàn)實時讀取GPS信號。

進一步地，上述基于北斗/GPS的海上施工定位系統(tǒng)中，所述實時動態(tài)差分法RTK，由基準站、移動站和數(shù)據(jù)通訊鏈組成。

本申請實時動態(tài)差分法RTK，是建立在載波相位觀測值基礎(chǔ)上的實施動態(tài)定位系統(tǒng)，由基準站、移動站和數(shù)據(jù)通訊鏈三部分組成。在RTK作業(yè)模式下，基準站通過數(shù)據(jù)鏈將其觀測值和測站坐標信息一起傳送給移動站，移動站不僅通過數(shù)據(jù)鏈接收來自基準站的數(shù)據(jù)，還要采集GPS觀測數(shù)據(jù)，并在系統(tǒng)內(nèi)組成差分觀測值進行實時處理。移動站可處于靜止狀態(tài)，也可處于運動狀態(tài)；可在固定點上先進行初始化后再進入動態(tài)作業(yè)，也可在動態(tài)條件下直接開機，并在動態(tài)環(huán)境下完成整周模糊度的搜索求解。

進一步地，上述基于北斗/GPS的海上施工定位系統(tǒng)中，所述通訊模塊，采用RS-232串口通訊或TCP/IP通訊?？蛇x的，本申請實施例第一北斗/GPS雙模接收機和第二北斗/GPS雙模接收機以及高精度傾角計將實時采集的位置及角度數(shù)據(jù)通過RS-232光纖串口通訊傳輸?shù)焦た貦C。

進一步地，上述基于北斗/GPS的海上施工定位系統(tǒng)中，所述工控機包括接收船體位置和角度數(shù)據(jù)的接收機通訊模塊。

如圖2所示，本申請實施中，通過RS-232串口通訊與工控機建立連接后，接收機通訊模塊會自動讀取串口數(shù)據(jù)，讀取到報文后按照GGA報文的規(guī)范判斷報文數(shù)據(jù)的完整性，并將數(shù)據(jù)存入局部變量。

如圖3所示，本申請實施中，通過TCP/IP通訊與工控機建立連接后，輸入端口地址，接收機通訊模塊一直監(jiān)聽端口，當緩存內(nèi)有數(shù)據(jù)時就直接讀取，并判斷其數(shù)據(jù)的完整性，報文存入局部變量，供下一個流程報文解析的時候調(diào)用。

進一步地，如圖4所示，所述工控機還包括用于開啟多線程運行，實時計算、傳輸、保存數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫通訊模塊。

本申請實施例通過數(shù)據(jù)庫通訊模塊可對數(shù)據(jù)進行實時計算、傳輸和保存，多線程運行，規(guī)避了常用的第三方GPS軟件和船機控制、打樁控制程序等的延遲問題。本申請通過并發(fā)的數(shù)據(jù)處理方式，增強了整體系統(tǒng)的實時性，從而進一步的提高了施工精度。

進一步地，如圖4所示，所述工控機還包括用于將采集的船體坐標轉(zhuǎn)化為工程坐標的坐標轉(zhuǎn)換算法模塊，以及將轉(zhuǎn)換后的工程坐標顯示在操作界面上的處理顯示模塊。

由于北斗/GPS雙模接收機定位的船體坐標屬于WGS84坐標系，而常規(guī)的地面測量得到的點位是屬于國家、地方或者工程的獨立坐標系，本申請實施例在船體坐標至工程坐標的轉(zhuǎn)換過程中，通過建立船體坐標系，使用已知點坐標確定船體坐標系與工程坐標系的轉(zhuǎn)換關(guān)系，來計算出未知點的工程坐標，從而完成測量坐標至工程坐標的轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換后的工程坐標實時地顯示在操作界面上。

綜上，本申請基于北斗/GPS定位技術(shù)的海上施工定位系統(tǒng)使海上施工具有更高施工精度，且對施工過程實時可觀測，從而使得施工過程中的全程的監(jiān)控成為可能。

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本申請進行各種改動和變型而不脫離本申請的精神和范圍。這樣，倘若本申請的這些修改和變型屬于本申請權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本申請也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。

對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本申請不限于上述示范性實施例的細節(jié)，而且在不背離本申請的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現(xiàn)本申請。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本申請的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化涵括在本申請內(nèi)。不應將權(quán)利要求中的任何附圖標記視為限制所涉及的權(quán)利要求。此外，顯然“包括”一詞不排除其他單元或步驟，單數(shù)不排除復數(shù)。第一，第二等詞語用來表示名稱，而并不表示任何特定的順序。