一個近似等腰三角形，通過進(jìn)行兩條等腰邊的實(shí)時測量，進(jìn)而計算出軸線偏差，因?yàn)閼?yīng)答器之間的測量距離越短，測量精度也越高。另外，測量的兩個距離相近，誤差也近似，在計算中通過做差可以相互抵消，最終精度可以達(dá)到I cm。
[0041]該系統(tǒng)水平距離(偏差量)是根據(jù)多次使用勾股定理計算得出的。具體地，TRl與TR2之間的距離(C+D)是預(yù)先測量得到的，TRl與TR6之間的距離(E)、TR2與TR6之間的距離(F)是通過應(yīng)答器測量得到。在TR6與TRl和TR2組成的三角形的三條邊C+D(c)、E(a)、F(b)都已知量。根據(jù)三角形余弦定理就可以計算出三個內(nèi)角α、β、γ，然后多次使用勾股定理計算出A、B、C、D距離。
[0042]余弦定理:
[0043]a2 = b2+c2-2bc X cosa
[0044]b2 = c2+a2_2ac X cosP
[0045]c2 = a2+b2-2ab X cos γ
[0046]根據(jù)深水測控系統(tǒng)的計算特性，增加計算因素，計算結(jié)果就會增加誤差。所以決定直接使用測定出的聲納應(yīng)答器間的距離來求出已安管節(jié)和待安管節(jié)端面之間的水平距離偏差(偏差量)，因此，需要在已安管節(jié)尾端頂面增加I臺應(yīng)答器。對此，針對其安裝位置進(jìn)行了模擬計算。
[0047]模擬條件:端面間距離Im時，計算TR6位置由3.4m?14.2m移動時的誤差。
[0048]其結(jié)果，將TR6的位置設(shè)置在距已沉管節(jié)端面1.2m處，有土 4mm的誤差，7.4m處有Icm的誤差，14.2m有2cm誤差，隨著距離增加，誤差也隨之增大，故將TR6選擇在1.2m處較為合適。
[0049]為進(jìn)一步體現(xiàn)本發(fā)明提供的大型物品深水測控系統(tǒng)的優(yōu)越性，本發(fā)明還提供一種大型物品深水測控方法，該方法，應(yīng)用于上述的測控系統(tǒng)，包括如下步驟:同時接收所述兩組測控單元中多個聲波測控單元之間的距離和深度;根據(jù)所述兩組測控單元中多個聲波測控單元之間的距離和深度計算所述多個聲波測控單元與待安裝大型物品的相對位置關(guān)系；根據(jù)多個聲波測控單元與待安裝大型物品的相對位置關(guān)系計算待安裝大型物品的姿態(tài)與已安裝大型物品的距離，并輸出修正方案。
[0050]在本發(fā)明中，水平距離(偏差量)是根據(jù)多次使用勾股定理計算得出的。根據(jù)深水測控系統(tǒng)的計算特性，增加計算因素，計算結(jié)果就會增加誤差。所以決定直接使用測定出的聲納應(yīng)答器間的距離來求出已安管節(jié)和待安管節(jié)端面之間的水平距離偏差(偏差量)，因此，需要在已安管節(jié)尾端頂面增加I臺應(yīng)答器。對此，針對其安裝位置進(jìn)行了模擬計算。
[0051 ] 模擬條件:端面間距離Im時，計算TR6位置由3.4m?14.2m移動時的誤差。
[0052]其結(jié)果，將TR6的位置設(shè)置在距已沉管節(jié)端面1.2m處，有±4mm的誤差，7.4m處有Icm的誤差，14.2m有2cm誤差，隨著距離增加，誤差也隨之增大，故將TR6選擇在1.2m處較為合適。
[0053]還包括近距離計算待安裝大型物品與已安裝大型物品安裝誤差的步驟:
[0054]在已安裝大型物品靠近待安裝大型貨物的邊緣設(shè)置近距離偏差測量聲波測控單元；
[0055]所述近距離偏差測量聲波測控單元與設(shè)置在所述待安裝大型貨物上的聲波測控單元通信獲取水平偏差量。
[0056]如圖2所示，修正水平偏差量是通過以下方式計算得到的:
[0057]H=B-G
[0058]其中，!1表示修正水平偏差值，B表示實(shí)際偏差值，G表示計算偏差值。
[0059]如圖3所示，所述計算偏差值是通過以下方式得到的:
[0060]G=(E-F)/2
[0061]其中，G表示計算偏差值，E表示距離偏差測量聲波測控單元與設(shè)置在所述待安裝大型貨物上的第一聲波測控單元的距離，F(xiàn)表示E表示距離偏差測量聲波測控單元與設(shè)置在所述待安裝大型貨物上的第二聲波測控單元的距離。
[0062]綜上所述，本發(fā)明提供的大型物品深水系統(tǒng)和測控方法，可以同時測量兩組應(yīng)答器，測量速度提至原來的兩倍，增加測量頻率，增強(qiáng)系統(tǒng)穩(wěn)定性，通過在已安裝的大型物品上增加聲納應(yīng)答器提高測量精度。
[0063]以上實(shí)施方式僅用于說明本發(fā)明，而并非對本發(fā)明的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術(shù)方案也屬于本發(fā)明的范疇，本發(fā)明的專利保護(hù)范圍應(yīng)由權(quán)利要求限定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種大型物品深水測控系統(tǒng)，其特征在于，包括多個聲波測控單元和控制器； 所述多個聲波測控單元至少三個為一組測控單元進(jìn)行通信測量； 所述測控單元中的多個聲波測控單元分別設(shè)置在已安裝大型物品和待安裝大型物品上； 所述測控單元至少為兩組； 所述控制器同時接收所述兩組測控單元中多個聲波測控單元之間的距離和深度計算所述多個聲波測控單元與待安裝大型物品的相對位置關(guān)系； 根據(jù)多個聲波測控單元與待安裝大型物品的相對位置關(guān)系計算待安裝大型物品的姿態(tài)與已安裝大型物品的距離，并輸出修正方案。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型物品深水測控系統(tǒng)，其特征在于，還包括近距離偏差測量聲波測控單元； 所述近距離偏差測量聲波測控單元固定在已安裝大型物品邊緣上； 所述邊緣是靠近待安裝大型貨物的邊緣； 所述近距離偏差測量聲波測控單元與設(shè)置在所述待安裝大型貨物上的聲波測控單元通信獲取水平偏差量。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的大型物品深水測控系統(tǒng)，其特征在于近距離偏差測量聲波測控單元設(shè)置在距已安裝大型貨物邊緣I?14.2米處。4.一種大型物品深水測控方法，其特征在于，應(yīng)用于權(quán)利要求1-3任意一項(xiàng)所述的測控系統(tǒng)，包括如下步驟: 同時接收所述兩組測控單元中多個聲波測控單元之間的距離和深度； 根據(jù)所述兩組測控單元中多個聲波測控單元之間的距離和深度計算所述多個聲波測控單元與待安裝大型物品的相對位置關(guān)系； 根據(jù)多個聲波測控單元與待安裝大型物品的相對位置關(guān)系計算待安裝大型物品的姿態(tài)與已安裝大型物品的距離，并輸出修正方案。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的深水測控方法，其特征在于，還包括近距離計算待安裝大型物品與已安裝大型物品安裝誤差的步驟: 在已安裝大型物品靠近待安裝大型貨物的邊緣設(shè)置近距離偏差測量聲波測控單元； 所述近距離偏差測量聲波測控單元與設(shè)置在所述待安裝大型貨物上的聲波測控單元通信獲取水平偏差量。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的深水測控方法，其特征在于，修正水平偏差量是通過以下方式計算得到的: H=B-G 其中，修正H表示水平偏差值，B表示實(shí)際偏差值，G表示計算偏差值。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的深水測控方法，其特征在于，所述計算偏差值是通過以下方式得到的: G=(E-F)/2 其中，G表示計算偏差值，E表示距離偏差測量聲波測控單元與設(shè)置在所述待安裝大型貨物上的第一聲波測控單元的距離，F(xiàn)表示E表示距離偏差測量聲波測控單元與設(shè)置在所述待安裝大型貨物上的第二聲波測控單元的距離。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種大型物品深水測控系統(tǒng)和方法，該方法包括多個聲波測控單元和控制器；多個聲波測控單元至少三個為一組測控單元進(jìn)行通信測量；測控單元中的多個聲波測控單元分別設(shè)置在已安裝大型物品和待安裝大型物品上；測控單元至少為兩組；控制器同時接收兩組測控單元中多個聲波測控單元之間的距離和深度計算多個聲波測控單元與待安裝大型物品的相對位置關(guān)系；根據(jù)多個聲波測控單元與待安裝大型物品的相對位置關(guān)系計算待安裝大型物品的姿態(tài)與已安裝大型物品的距離，并輸出修正方案。本發(fā)明可以同時測量兩組應(yīng)答器，測量速度提至原來的兩倍，增加測量頻率，增強(qiáng)系統(tǒng)穩(wěn)定性，通過在已安裝的大型物品上增加聲納應(yīng)答器提高測量精度。
【IPC分類】E02D33/00
【公開號】CN105625484
【申請?zhí)枴緾N201511033441
【發(fā)明人】林鳴, 李一勇, 劉兆權(quán), 劉德進(jìn), 尹海卿, 李增軍, 彭瑞, 岳遠(yuǎn)征, 黃維民, 高紀(jì)兵, 趙坤, 鎖旭宏, 宋江偉, 孫陽陽
【申請人】中交第一航務(wù)工程局有限公司, 中交一航局第二工程有限公司
【公開日】2016年6月1日
【申請日】2015年12月31日