东海大桥.ppt

东海大桥主墩施工平台导管架GPS-RTK定位 工 程 概 况 上海国际航运中心洋山港一期东海大桥工程位于舟山群岛西北部的崎岖列岛、长江口与杭州湾的汇合处至上海市南汇区芦潮港沿线，行政区划隶属于上海市和浙江省。东海大桥工程量巨大，长度约为32km。上海建工（集团）总公司承担的东海大桥主航道桥段（Ⅴ标段）位于K18+219至K19+049之间，全长为830m，距离芦潮港和小洋山岛分别约为14km和16km。 大 桥 设 计 图 主 航 段 桥 效 果 图 芦 潮 港 海 港 新 城 洋山深水港设计图 施 工 要 求 根据集团项目部总体的施工思路，把主桥墩变海上施工为陆上施工。为此，海上工作平台要满足主墩全过程的施工作业与施工配合的材料供应设施和生活设施。 施工平台的搭设使用导管架定位的方法，每个海上钢平台由4个导管架组成，则每个导管架的空间结构为：20×18×19=6840米3。导管架的体积庞大，加上海上施工的不确定因素较多，导管架的定位存在很大难度。 导 管 架 定 位 方 案 海上施工的难度在于海平面的不确定性，因此，如果采用常规测量，则测量定位工作中最重要的起算数据问题难以解决。而采用GPS RTK实时定位方法，可将基准点设置在距离施工地点十多公里的岛或岸上已知点。这样，在每个导管架上布设3－4个RTK点位，就可实时测出导管架的空间三维坐标，实现导管架的空间三维定位。 GPS－全球定位系统简介 GPS卫星定位技术的发展 全球定位系统（Global Positioning System -GPS）是美国从本世纪70年代开始研制，历时20年，耗资200亿美元，于1994年全面建成，具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。经近10年我国测绘等部门的使用表明，GPS以全天候、高精度、自动化、高效益等显著特点，赢得广大测绘工作者的信赖，并成功地应用于大地测量、工程测量、航空摄影测量、运载工具导航和管制、地壳运动监测、工程变形检测、资源勘察、地球动力学等多种学科，从而给测绘领域带来一场深刻的技术革命。 GPS系统组成 GPS系统包括三大部分：空间部分－GPS卫星星座；地面控制部分－地面监控系统；用户设备部分－GPS信号接收机。 GPS卫星 GPS卫星定位基本原理 GPS卫星发射测距信号和导航电文，导航电文中含有卫星的位置信息。用户用GPS接收机在某一时刻同时接收三颗以上的GPS卫星信号，测量出测站点（接收机天线中心）P至三颗以上GPS卫星的距离并解算出该时刻GPS卫星的空间坐标，据此利用距离交会法解算出测站P的位置。 依据根据测距的原理，GPS定位原理与方法主要有伪距法定位，载波相位测量定位以及差分GPS定位等。对于待定点来说，根据其运动状态可以将GPS定位分为静态定位和动态定位。 GPS RTK测量原理 RTK（Real Time Kinematic）技术开始于九十年 代初，是基于载波相位观测值基础上的实时动态定位技术。其基本原理是：在已知点上设立基准站，通过数据链将伪距和载波相位观测值及基准站坐标信息一起发给流动站；流动站不仅通过数据链接收来自基准站的数据，还要采集GPS观测数据，在系统内形成载波相位差分观测方程，并实时处理．采用动态卡尔曼滤波技术，在运动中初始化求出整周模糊度值。这样就可以保证测定点在运动中实时定位，给出达到厘米级精度的该点位置。 RTK 作业数据链 导 管 架 定 位 实 施 性 方 案 主 桥 墩 工 区 测 深 出于对平台导管架精密定位的要求，需要测出工区的海底地形，以确定平台导管架的制作规格并保证平台沉放时定位精度的提高。 随着测量技术及计算机应用的飞速发展，目前广泛使用的水下地形测量技术已定型于采用DGPS RTK手段获取平面坐标、测探设备获取水深数据的基本模式。为了得到测量过程中某一时刻的潮水位，尚需设立验潮站以进行潮水位检测。但由于水面比降、潮汐等因素的影响，使验潮站之间及验潮站与待测位置之间的距离受到一定的限制。而随着RTK测量精度的提高，其高程精度已可达厘米级，这就使无验潮的水下地形测量成为可能。 RTK无验潮水下地形测量原理 水 下 地 形 测 量 导管架加工与RTK天线点位布设 根据设计图纸，导管架设计尺寸为20m×18m×19m,为给导管架进行空间三维实时定位，需要在导管架上布设RTK点位为三到四个，如果加上其他辅助手段，则仅采用两个RTK点位即可精确定位。 在平台加工完成后运装至施工现场驳船上之前，须由我处进行精密测量以标定出四个仪器基座与加工轴线的关系，换算出其在平台坐标系中的空间坐标，作为沉放施工时的理论坐标。 运装到驳船上的导管架 船舶抛锚RTK导航定位 由于东海大桥V标段主桥墩工区附近海域海底有中日光缆通过，为确保中