一种基于卫星定位技术的三维立体引导打桩方法技术

本发明专利技术涉及一种基于卫星定位技术的三维立体引导打桩方法，基于卫星定位技术的三维立体引导打桩方法在目标项目预设距离内设置参考站，在桩机上安装工作站，通过参考站和工作站协同工作，实现自动精确定位。本打桩定位引导方法定位精度高，能自动统计施工过程中桩位、桩深等数据，能自动计算打桩周期。通过钻杆的平面位置变化以及深度变化，确定打桩的开始和结束时间，其所需时间为一根桩的打桩周期。该技术可用于多种打桩机械上，实现一个桩位多台桩机或多个桩位一台桩机施工，具有广泛的使用推广价值。

A 3D stereotactic piling method based on satellite positioning technology

The invention relates to a three-dimensional guided pile driving method based on satellite positioning technology. The three-dimensional guided pile method based on satellite positioning technology sets the reference station in the predetermined distance of the target project, installs the workstation on the pile machine, and realizes the automatic precise positioning through the cooperative work of the reference station and the workstation. The piling positioning and guiding method has high positioning accuracy, and can automatically count data such as pile position and pile depth in the construction process, and automatically calculate the piling cycle. The starting and ending time of piling is determined by the change of the plane position and depth of the drill pipe, and the time required is the piling period of a pile. The technology can be applied to various pile driving machines, and realizes the construction of a pile position, multiple pile driving machines or multiple pile positions and a pile driver, which has wide application and popularization value.

【技术实现步骤摘要】
一种基于卫星定位技术的三维立体引导打桩方法
本专利技术涉及一种三维引导打桩方法，具体为一种基于卫星定位技术的打桩方法。
技术介绍
目前桩机施工时，测量放线需要通过通用的测量仪器(包括RTK测量仪器)，同时需要多人配合完成。通过测量仪器施放线时，也会因夜间通视条件不足而作业困难。而且在地貌单元复杂或地质条件较差情况下进行打桩时，桩机在移动过程中会造成桩位的偏移，也无法实时获取施工过程中桩位的偏移状况，容易造成桩施工完成后偏移误差超出规范要求。并且对于桩深以及打桩周期也没有专门的仪器设备进行测量记录。现有施工方法中还没有一种精确自动化测量、引导打桩的技术。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供一种基于卫星定位技术的三维立体引导打桩方法，实现包括打桩位置定位、三维引导打桩、打桩数据采集、自动计算一根桩的打桩周期和打桩深度等一系列的自动化引导打桩方法。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种基于卫星定位技术的三维立体引导打桩方法，包括如下步骤：S1、利用卫星定位系统定位打桩位置；S2、利用桩机上的工作站及桩长测量传感器，依据钻杆平面位置变化以及深度变化确定打桩开始和结束时间。在一个实施例的基于卫星定位技术的三维立体引导打桩方法中，所述卫星定位系统包括卫星、参考站和工作站；在步骤S1中包括如下步骤：S01、在目标项目预设距离内放置参考站M，在桩机上设置工作站M1和从天线M2，测量工作站M1、从天线M2、桩机施打位置的相对位置关系；S02、利用卫星定位系统获取工作站M1位置坐标、从天线M2方位角；S03、利用工作站M1、从天线M2、桩机施打位置的相对位置关系，计算打桩位置坐标。在一个实施例的基于卫星定位技术的三维立体引导打桩方法中，当桩机上存在两个打桩位置时，安装一组工作站M1、从天线M2，可以实现一个桩位的多次定位。第一次测量打桩位置后，移动桩机，重复步骤S02和S03，可实现单一桩多次定位。在一个实施例的基于卫星定位技术的三维立体引导打桩方法中，利用同一组工作站M1、从天线M2，按照权利要求2的方法，可以同时定位两个桩位以上，形成多桩直线定位、三角形定位、多边形定位。在一个实施例的基于卫星定位技术的三维立体引导打桩方法中，当场地内存在多个桩位，且多个桩位之间规则分布时，根据已施工桩位及已知点坐标，可以自动生成后续桩位施工平面图，引导后续桩位施工。在施工面确定至少两个打桩位置，然后通过布桩规则计算出剩余打桩位置分布。在一个实施例的基于卫星定位技术的三维立体引导打桩方法中，所述布桩规则包括符合规范或其他设计要求的正三角形、等腰三角形、正方形或长方形分布的桩位。在一个实施例的基于卫星定位技术的三维立体引导打桩方法中，在桩机上安装桩长测量传感器和工作站，记录钻杆平面位置和深度，当钻杆平面位置不再变化而深度开始发生变化时，表示打桩开始时间；当钻杆深度不再变化而且平面位置发生较大变化时，表示打桩结束时间。在一个实施例的基于卫星定位技术的三维立体引导打桩方法中，在桩机桅杆设置RFID电子标签，在动力头设置RFID电子标签读取器，通过电子标签读取器记录动力头相对桅杆高度的变化，可计算出打桩深度。在一个实施例的基于卫星定位技术的三维立体引导打桩方法中，在桩机桅杆及动力头设置激光测距传感器，通过记录动力头相对桅杆位置的变化，即可精确计算出打桩深度；或在桩机动力头设置工作站，通过工作站高程的变化，即可精确计算出打桩深度。在一个实施例的基于卫星定位技术的三维立体引导打桩方法中，在桩机滑轮或卷扬机上设置转速传感器，通过记录动力头相对桅杆高度的变化，可计算出打桩深度。在一个实施例的基于卫星定位技术的三维立体引导打桩方法中，在引导打桩过程中收集打桩深度、打桩位置、打桩周期。在一个实施例的基于卫星定位技术的三维立体引导打桩方法中，在引导打桩过程后，可以自动统计已施工及未施工桩数，可以按照时间自动统计每台桩机及整个工地桩位的施工报表。使用本专利技术的有益效果是：本专利技术中基于卫星定位技术的三维立体引导打桩方法，利用卫星定位系统，通过钻杆的平面位置变化以及深度变化，确定打桩的开始和结束时间，其所需时间为一根桩的打桩周期。本打桩定位引导方法定位精度高，能自动化统计施工过程数据，能自动计算打桩周期，实现自动连续定位打桩，并可应用于多种打桩机械上，具有广泛的使用推广价值。附图说明图1为本专利技术引导打桩方法原理图。图2为本专利技术引导打桩方法中确定打桩位置原理图。图3为本专利技术引导打桩方法中根据规则自动测量绘出打桩位示意图。图4为本专利技术引导打桩方法中测量打桩位置原理示意图。图5为本专利技术引导打桩方法另一实施例中测量打桩位置原理示意图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术进行详细的描述。下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。以下基于卫星定位技术的三维立体引导打桩方法，可用于全部打桩机或打桩系统的应用，包括但不限于长螺旋履带式桩机、静力压桩机、室内低空静压桩机、柴油打桩锤、旋挖钻机、全回转钻机、冲孔打桩机、锚杆钻机等机型，包括但不限于振冲桩机、塑料排水板桩机、软基处理桩机、搅拌桩机、CFG素混凝土桩机等类型。如图1所示，本专利技术提供一种基于卫星定位技术的三维立体引导打桩方法，包括如下步骤：S1、利用卫星定位系统确定打桩位置；S2、利用桩机上的工作站及桩长测量传感器，依据钻杆平面位置变化以及深度变化确定打桩开始和结束时间。本系统基于RTK技术，包括基于RTK技术的参考站、工作站、数据处理系统、应用服务系统、移动终端、数据交接机、桩机，参考站、工作站、移动终端通过数据交换机与数据处理系统、应用服务系统相互连接，参考站设在目标项目预设距离内，移动终端上安装有应用服务系统，移动终端设在桩机上，工作站安装在桩机上或安装在桩机之外的独立点上。在一个实施例中，在屋顶安装参考站，在桩机施打位置安装工作站，通过参考站输出差分数据上传至数据处理系统，工作站将位置数据上传至数据出来系统，即可实现精确打桩定位。具体而言，使用显示设备可在屏幕直观观察桩机距离桩机施打位置的距离，可实时监测桩位偏差。当桩机行走到打桩位置后，竖立桩体与打桩位置对齐，记录钻杆的深度后开始打桩，打桩过程中实时测量钻杆深度变化值，通过动力头相对于桅杆高度的变化计算出打桩深度，在本实施例中，打桩深度可通过无线上传至数据交换机与数据处理系统中。在一些实施例中，参考站可以是一个或多个，卫星定位数据采用单参考站或多参考站的RTK系统或后处理方法处理数据。数据处理系统及应用服务系统是安装在互联网云端服务器或安装在局域网服务器，也可安装于数据交换机。数据交换机设有数据交换模块、通讯模块、数据处理模块及存储模块。通讯模块可以是ZIGBEE、2G、3G、4G、WIFI、蓝牙通讯模块或其他通讯模块。总体来说，打桩前，在目标项目预设距离内设置参考站，将参考站坐标、桩位编号及坐标输入应用服务系统，自动生成桩位图；打桩时，桩机操作人员按照移动终端中显示的桩机位置，移动桩机，对准桩位图的桩位，确定桩位；施工过程中实时监控并记本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于卫星定位技术的三维立体引导打桩方法，其特征在于：包括如下步骤：S1、利用卫星定位系统确定打桩位置；S2、利用桩机上的工作站及桩长测量传感器，依据钻杆平面位置变化以及深度变化确定打桩开始和结束时间。

【技术特征摘要】
1.一种基于卫星定位技术的三维立体引导打桩方法，其特征在于：包括如下步骤：S1、利用卫星定位系统确定打桩位置；S2、利用桩机上的工作站及桩长测量传感器，依据钻杆平面位置变化以及深度变化确定打桩开始和结束时间。2.根据权利要求1所述的基于卫星定位技术的三维立体引导打桩方法，其特征在于：所述卫星定位系统包括卫星、参考站和工作站；在步骤S1中包括如下步骤：S01、在目标项目预设距离内放置参考站M，在桩机上合适位置设置工作站M1和从天线M2，工作站M1、从天线M2、桩机施打位置存在以下关系；S02、利用卫星定位系统获取工作站M1位置坐标，从天线M2方位角；S03、利用工作站M1、从天线M2、桩机施打位置的相对位置关系，计算打桩位置坐标。3.根据权利要求2所述的基于卫星定位技术的三维立体引导打桩方法，其特征在于：当桩机上存在两个打桩位置时，第一次测量打桩位置后，移动桩机，重复步骤S02和S03，可实现单一桩多次定位；当一个桩位需要多台设备施工时，每台桩机上安装一组工作站M1、从天线M2，可以对一个桩位的多次定位，实现一个桩位多台桩机施工。4.根据权利要求2所述的基于卫星定位技术的三维立体引导打桩方法，其特征在于：利用同一组工作站M1、从天线M2，可以同时定位两个以上桩位，形成多桩直线定位、三角形定位、多边形定位。5.根据权利要求2所述的基于卫星定位技术的三维立体引导打桩方法，其特征在于：当场地内存在多个桩位，且多个桩位之间规则分布时，根据已施工桩位或已知点坐标，可以自动生成后续桩位施工平...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘起霞，赵其华，李慧生，赖光程，宋晨旭，
申请(专利权)人：深圳市北斗云信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44