1、诚信 创新 超越 共赢2018.11一、项目概况一、项目概况二、技术研究背景二、技术研究背景三、测量技术难点分析三、测量技术难点分析四、四、六个自由度下测量控制技术六个自由度下测量控制技术五、成果展示五、成果展示项目概况一、项目概况项目位于海南省三亚市红塘湾，离岸距离约为3.6km，地处南海观音风景区和天涯风景区之间，西侧距南海观音约3.6km，东北距离天涯海角约6.6km，人工岛所处海域平均水深为2030m。一、项目概况项目整体效果图项目整体效果图技术研究背景二、技术研究背景海上施工测量技术是保证施工质量和安全的关键。首先，区别于陆地测量，海上测量由于施工地点离岸较远，对施工测量系统的布设和
2、测量技术精度的控制要求进一步提高；其次，海上测量受到复杂海况的影响和施工作业条件的限制，例如复杂的潮流涌浪，严重影响了海上测量平台的稳定性，外海大面积水域和施工主体结构易对GPS信号的接收形成干扰等，使得外海施工测量作业难度进一步加大；此外，海上施工因其复杂的洋流和地质条件，必须定期监控海上结构主体全寿命周期内的沉降位移，保障工程在各阶段的安全稳定。因此，本项技术所涵盖的海洋工程施工测量和控制技术需确保满足海上施工的质量要求。二、技术研究背景物体在空间六个自由度示意图物体在空间六个自由度示意图测量技术难点分析三、测量技术难点分析三、测量技术难点分析1、受海洋洋流、风力等影响、船体在海洋中自身稳
3、定情况差，难于建立一个相对静态的外部施工测量环境。措施思路：措施思路：在船体上布置倾斜改正器。通过岸边试验对船体倾斜晃动进行每秒200次的数据改正，得出改正系数并加入测量数据软件进行处理，建立模拟静态环境的测量体系。4、受海洋气候影响，难于按规律时间对已振沉主体构件的沉降位移进行有效跟踪监测；措施思路：措施思路：打桩设置测量平台，用于定期对主体结构进行沉降位移监测。2、鉴于施工区域离岸较远，施工区域附近无海上测量平台，用引测陆地控制点测量数据因地球曲率影响会产生高程差值，对高程精度控制产生很大影响。措施思路：措施思路：在岸边以两个最远控制点做基线进么联测，以反方向相同半经在陆地上引测控制点，再
4、以水准测量复测高程，得出的差值做为一个常量修正到船体坐标系中。3、测量精度要求高，六个自由度条件下需测量数据类型多。措施思路：措施思路：通过布设RTK-GPS、扫描仪、电子水平仪等多种仪器，对所需数据（x轴、y轴、z轴坐标及分别绕轴转动的三个角度）进行实时测量。六个自由度下测量控制技术四、六个自由度下测量控制技术41、精度要求四、六个自由度下测量控制技术平面偏差：平面偏差需测量中心点的x坐标、y坐标。精度：定位15mm最终25mm铅垂度：需测量绕x，y方向的旋转角度耦合结果。精度：1.0%平面扭角：测量绕z轴方向的旋转角度，此外还需做高程控制，即z坐标的测量。精度：12、坐标系统转换四、六个自
5、由度下测量控制技术在测量控制网的基础上，在施工平面控制基线（点）上，架设观测仪器，采集数据输入电脑，经软件处理得到GPS 坐标系统（WGS84）与施工坐标系统（本地坐标系）之间的转换参数，将转换参数输入GPS仪器，完成施工海域RTK-GPS系统的架设。并通过GPS仪器的船体坐标与本地坐标建立本地坐标系对船体坐标系的标定，从而计算船上任意点的本地坐标。设备安装四、六个自由度下测量控制技术测量定位船设备安装四、六个自由度下测量控制技术起重船构件振沉施工定位系统，是由GPS、自动跟踪扫描仪、全站仪、倾斜仪、高精度电子水平仪、SPS351 DGPS信标接收机、Hypack软件、台式计算机组成的定位监测
6、系统，通过计算分析、反馈使构件最终能够成功定位。四、六个自由度下测量控制技术RTK GPS1RTK GPS2倾斜仪1倾斜仪2扫描仪2扫描仪1平台构件构件振沉施工定位系统振沉施工定位系统测量定位原理（1）定位船上安装2台GPS接收机，用于定位船测量定位，2台倾斜仪，用于船舶在浪涌条件下晃动角度实时确定，进而建立动态测量基线。四、六个自由度下测量控制技术（2）定位船上安装3台自动跟踪全站仪，在振沉系统的振动梁上安装6个360全反射棱镜，用于间接测量构件的平面位置及顶部高程（相对于测量基线），即测得x轴、y轴、z轴坐标及绕z轴的转动角度。四、六个自由度下测量控制技术（3）在振沉系统的振动梁上安装2个电子水平仪，用于检测构件横向纵向倾斜率，即构件绕x轴、y轴的转动角度。（4）在定位船设立计算机处理系统，用于实时接收和处理测量控制数据。四、六个自由度下测量控制技术振沉定位指挥系统振沉定位指挥系统四、六个自由度下测量控制技术在船体坐标系中，将2台RTK-GPS、2台扫描仪和2台倾斜仪一起进行严密标定。标定后可通过RTK-GPS实时定位数据和倾斜仪数据，可实时计算扫描仪的位置和方向，其定位原理与普通
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