马尔代夫阿拉赫岛高精度打桩项目
马尔代夫阿拉赫岛高精度打桩项目
一、项目背景
阿拉赫岛度假村建设工程是一个大型的水上作业的打桩项目，需要建设64个豪华水上别墅、12个附属海滩建筑，包括：餐厅、水上酒吧和水疗中心、体育俱乐部和儿童俱乐部等。该工程需要在浅水湖水域安装超过1200根300mm直径，6m和9m长的短桩，最大深度为3m。司南导航的高精度打桩系统为其提供了支持服务。
由于阿拉赫岛项目位于浅海区域， 传统的打桩工作需要大量的测量人员事先在水中放样确定位置，不但工作强度大，而且还存在一个实时性的问题: 即便放样测得的坐标很准，但点定位之后的施工要等压桩机就位后才可以继续进行，而打桩机走到点位上必将带来原来点位记号的偏移。在海上波浪较大的环境下这种弊端尤为明显，海流和珊瑚礁会降低放样的精度。在后续的打桩过程中人工瞄准则会进一步降低打桩的精度。在整个作业过程中测量人员需要长时间泡在海水里，近距离的接触打桩机，也会造成很大的安全隐患。基于以上原因，原始的打桩作业是一种低效率低精度同时高成本高隐患的作业方式。
二、项目方案
二、项目方案
与传统的打桩模式相比，司南导航的桩机智能引导控制系统具有全天候、高精度、兼容广、易管理等优势。通过软件系统操控和实时处理、显示，可大大减少现场测量的观测人员的数量，减轻现场作业人员的劳动强度。该系统可为用户的实时定位作业提供切实可行的解决方案，真正做到无需预先作业，缩短施工工期，节省施工成本，实现海上打桩智能化监控、可视化作业、高精度施工。
传统模式难点
传统模式难点
传统打桩流程：
人工放样 -> 地面做标记 ->人工瞄准打桩
- 难点1 –精度低、水上打桩受环境制约，标记易丢；
- 难点2 –需要预先作业，工作强度大；
- 难点3 –耗费大量人力成本，工作效率低；
- 难点4 –存在一定的安全隐患。
打桩现场
项目客户
项目客户
LANKA FOUNDATION AND PILING SERVICES PVT LTD
项目日期
项目日期
2017年2月10日-至今
项目地点
项目地点
马尔代夫瓦武环礁南马累阿拉赫岛
图1.项目环境
设备组成
仪器:
2*司南导航T300接收机
1*打桩系统平板电脑 (内置高精度OEM板卡)
2* AT330 GNSS 天线
软件:
司南桩机定点控制系统
测量大师
其他:
电源、馈线、三脚架及相关配件
系统优势
系统优势
高精度双天线OEM板卡可提供精确的实时定位导航，打桩精度可达2厘米。
o 无需预先作业，可大幅提高打桩效率，缩短施工工期，减少人员劳动力，降低施工成本。
o 9英寸高分辨率大屏界面一目了然，清晰的语音导航提示直观易懂，非专业人员也可顺畅操作。
o 高精度GNSS板卡与工业级平板合二为一，为您带来更轻便舒适的作业体验。
o多选择的差分数据传输方式。可以连接当地的CORS网校正数据也可使用T300做基站。
o全面跟踪GPS、GLONASS、BDS卫星信号，即使是恶劣的雷雨天气下的水上作业也可保证24小时不间断。
o支持一键导入多种数据格式包括dat, csv.等，满足您的不同需求。
三、系统设计和设置
三、系统设计和设置
司南导航打桩方案主要由以下部分组成：司南导航T300接收机基站以及安卓工业级打桩机平板，司南桩机定点控制系统打桩软件，两套AT340天线及30m天线电缆。
图2.高精度桩机智能引导系统组成图
四、作业流程
四、作业流程
1.前期数据准备
从项目部获取控制点数据和打桩区域CAD设计图或者桩位点坐标，将施工桩点数据导入控制软件。
2.架设基站
连接当地的CORS网或使用司南导航T300接收机架设基站。
该项目客户使用司南导航T300接收机作为基站，电台传输模式。通过将基站固定在稳定的平台上，GNSS平板接受基站的差分信号，实现RTK厘米级定位，获取桩点的准确坐标。由于该作业区域小于2km，选择T300内置电台传输差分数据。
3.安装仪器
在锤座上安装双天线，控制室内安装平板，天线电缆跟随打桩机油管走线。
4.计算桩心坐标
司南桩机定点控制系统将收集的各种参数以一定的数学模型进行计算与转换，得出精准的桩位三维坐标与打桩引导参数。
5.上机操作
操作人员跟随放样界面和语音提醒，驾驶到指定位置进行打桩作业。
图3.作业流程
五、数据处理
五、数据处理
本系统的数据处理部分大致分为以下几个模块：
1.工作域数据库模块
主要负责把固定格式的设计坐标导入软件数据库，包括施工区域数据、各阵列的桩位设计数据、分项目建立系统工作数据库。
2.数据采集模块
与硬件设备对接，包括GNSS卫星接收机设备，负责与它的设置、数据采集与解析，并分类存入系统计算暂存区。
3.坐标系转换模块
负责常规的空间直角坐标系转换、大地坐标系转换，将原始经纬转换为施工区域的当地xyh平面坐标。
4.桩心坐标计算模块
是软件的核心单元，负责将收集的各种参数以一定的数学模型进行计算与转换。将获取的主天线的位置坐标与主从天线关系数据通过既定模型计算得出精准的桩位三维坐标与打桩引导参数。
图4.建立数学模型
5.人机交互模块
是打桩引导系统的对外输出与输入的单元。一方面负责界面的UI显示，实时更新计算的参数给打桩车手以作业引导信息，另一方面可将各系统的软硬件参数进行输入，完成友好的人机交互功能。
图5.工作界面
在打桩机放样与司南导航T300接收机放样的对比测试中，模拟桩放样位置几乎与T300放样位置保持一致。反复测试验证了整个系统的稳定性。
结论
该项目是打桩方案推出后的第一个海外工程项目，客户对这种作业方式盛赞不已。原始打桩作业是一种低精度低效率，费时费力的工作，同时作业现场还具有一定的危险性。司南导航致力于高精度领域，推出全新的高精度高效率打桩方案，相较于原始的打桩作业，该方案几乎不需要预先工作，也不存在预先放样的坐标偏移情况，真正做到了实时打桩，精密打桩，效率打桩。
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