圆筒型海工平台动态实时定位方法技术

本发明专利技术公开了一种圆筒型海工平台动态实时定位，包括ＧＰＳ接收器的安装、平台坐标系的选取、平台坐标和工程坐标的转换、确定平台实时偏移的方向和距离。本发明专利技术具有定位准确、快速、精度高的优点，解决了海工平台漂移量大的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及海洋工程装备的检测
，特指一种圆筒型海工平台动态实时定 位方法。
技术介绍
圆筒型海工平台为用于海上油气开发的海工设备，平台呈圆柱形，且尺寸较大，在 海上遇到风浪时，平台的位置会发生改变，平台位置的改变会导致管道的位置发生改变，从 而给采油作业带来危险。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服以上的不足，提供一种保证在作业过程中平台的可靠性 与安全性的。本专利技术的目的通过以下技术方案来实现一种圆筒型海工平台动态实时定位方 法，包括以下步骤GPS接收器的安装、平台坐标的选取、平台坐标和工程坐标的转换A、GPS接收器的安装在圆筒型海工平台上安装3台GPS接收器用于测定平台的 位置，并针对圆筒型海工平台的形状，将GPSa接收器和GPSb接收器对称安装在过平台圆心 的直径线上，且保证GPSc接收器与GPSa接收器之间的夹角大于0°，GPSc接收器与GPSb 接收器之间的夹角大于0° ；B、平台坐标的选取在平台水平的状态下，选定过任意点的水平面为平台的高程 基准面，平台纵轴线定义在船体高程基准面内，定义两台GPS接收器的连线为平台坐标的 纵轴线即Y轴线，且纵轴线也是平台的直径线，两台GPS接收器的天线位置在平台高程基准 面上的水平投影与平台的纵轴线对称，平台圆心为平台坐标的原点，纵轴线的垂线为横轴 线即X轴线；C、平台坐标和工程坐标的转换工程坐标系统xoy与平台坐标系统X0Y之间的坐 标变换采用相似变换法，使一个坐标系下的点经过平移、旋转和尺度因子改正，变换到新的 坐标系下，变换方程为 其中a为X轴逆时针旋转到x轴的角度，x0, y0为平移量，k为尺度因子；D、确定平台实时偏移的方向和距离当平台在标准位置时，根据GPS接收器测得 的数值和工程坐标与平台坐标的转换关系计算出标准位置与工程坐标的转换参数值，即平 移量(X(l，y。)和偏移角a，平台移动后，再根据GPS接收器实时测得数值和工程坐标与平台 坐标的转换方法计算出实时的转换参数值(X' o，y' J、a'，比较平台移动前后的转换参 数值，从而确定平台方向变换了 I a ’ -a |的角度，平台中心位置也可以根据平移量的变换确定，在工程坐标下的位移值为 本专利技术与现有技术相比具有以下优点利用GPS定位系统实时监测平台的位置， 并在位置发生变化时实时复位，GPS的动态实时定位技术的精度已经达到了一二十公里的 范围，误差在厘米量级，而且GPS具有实时性高、较高的定位精度和自动化等优点，能很好 的应用于在海工平台定位中。附图说明图1是圆筒型海工平台GPS接收器的放置及平台坐标的选取图。图2是工程坐标与平台坐标的转换图。1 -推进器、2-GPSa接收器、3_GPSb接收器、4_GPSc接收器、5_推进器的夹角、6_标 准位置时的平台坐标系、7-工程坐标系。-步详述,该具体实施例方式为了加深对本专利技术的理解，下面将结合实施例和附图对本专利技术作进 实施例和附图仅用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术保护范围的限定。如图1和图2示出了本专利技术的一种具体实施方 式，包括以下步骤GPS接收器的安装、平台坐标的选取、平台坐标和工程坐标的转换A、GPS接收器的安装在圆筒型海工平台上安装3台GPS接收器用于测定平台的 位置，并针对圆筒型海工平台的形状，将GPSa接收器2和GPSb接收器3对称安装在过平台 圆心的直径线上，且保证GPSc接收器4与GPSa接收器2之间的夹角大于0°，GPSc接收器 与GPSb接收器之间的夹角大于0°，先采用将GPSc接收器4与GPSa接收器2沿逆时针方 向成45°摆放，具体3台GPS接收器的安装位置如图1所示；B、平台坐标的选取在平台水平的状态下，选定过某点的水平面为平台的高程基 准面，平台纵轴线定义在船体高程基准面内，定义GPSa接收器2和GPSb接收器3的连线为 平台坐标6的纵轴线即Y轴线，这条连线也是平台的直径线，GPSa接收器2和GPSb接收器 3的天线位置在平台高程基准面上的水平投影应尽量与平台的纵轴线对称，平台圆心为平 台坐标6的原点，纵轴线的垂线为横轴线即为X轴线，X轴和Y轴的方向定义如图1所示， 平台坐标6确定以后，将3台GPS接收器和8个推进器1分别标记以示区别，标记如图1所 示；C、平台坐标和工程坐标的转换工程坐标系统xoy与平台坐标系统X0Y之间的坐 标变换采用相似变换法，使一个坐标系下的点经过平移、旋转和尺度因子改正，变换到新的 坐标系下，变换方程为 其中a为X轴逆时针旋转到x轴的角度，x0, y0为平移量，k为尺度因子；D、确定平台实时偏移的方向和距离当平台在标准位置时，根据GPS接收器测得 的数值和工程坐标7与平台坐标6的转换关系计算出标准位置与工程坐标的转换参数值，即平移量(Xo，y。)和偏移角a，平台移动后，再根据GPS接收器实时测得数值和工程坐标7 与平台坐标6的转换方法计算出实时的转换参数值(x' 0,y' J、a'，通过比较平台移动 前后的转换参数值，从而确定平台方向变换了 I a ‘ -a |的角度，平台中心位置也可以根据平移量的变换确定，在工程坐标7下的位移值为-x。)2 -y0)2。 为保证平台始终处于制定位置，利用GPS定位系统实时监测平台的位置，并在位 置发生变化时实时复位，GPS的动态实时定位技术的精度已经达到了一二十公里的范围，误 差在厘米量级，而且GPS具有实时性高、较高的定位精度和自动化等优点。权利要求一种，其特征在于，包括以下步骤GPS接收器的安装、平台坐标的选取、平台坐标和工程坐标的转换A、GPS接收器的安装在圆筒型海工平台上安装3台GPS接收器用于测定平台的位置，并针对圆筒型海工平台的形状，将GPSa接收器和GPSb接收器对称安装在过平台圆心的直径线上，且保证GPSc接收器与GPSa接收器之间的夹角大于0°，GPSc接收器与GPSb接收器之间的夹角大于0°；B、平台坐标的选取在平台水平的状态下，选定过任意点的水平面为平台的高程基准面，平台纵轴线定义在船体高程基准面内，定义两台GPS接收器的连线为平台坐标的纵轴线即Y轴线，且纵轴线也是平台的直径线，两台GPS接收器的天线位置在平台高程基准面上的水平投影与平台的纵轴线对称，平台圆心为平台坐标的原点，纵轴线的垂线为横轴线即X轴线；C、平台坐标和工程坐标的转换工程坐标系统xoy与平台坐标系统XOY之间的坐标变换采用相似变换法，使一个坐标系下的点经过平移、旋转和尺度因子改正，变换到新的坐标系下；D、确定平台实时偏移的方向和距离当平台在标准位置时，根据GPS接收器测得的数值和工程坐标与平台坐标的转换关系计算出标准位置与工程坐标的转换参数值，即平移量(x0，y0)和偏移角α，平台移动后，再根据GPS接收器实时测得数值和工程坐标与平台坐标的转换方法计算出实时的转换参数值(x′0，y′0)、α′，比较平台移动前后的转换参数值，从而确定平台方向变换了|α′-α|的角度，平台中心位置也可以根据平移量的变换确定。全文摘要本专利技术公开了一种圆筒型海工平台动态实时定位，包括GPS接收器的安装、平台坐标系的选取、平台坐标和工程坐标的转换、确定平台实时偏移的方向和距离。本专利技术具有定位准确、快速、精度高的优点，解决了海工平台漂移量大的问题。文档编号G01S19/本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种圆筒型海工平台动态实时定位方法，其特征在于，包括以下步骤：ＧＰＳ接收器的安装、平台坐标的选取、平台坐标和工程坐标的转换：Ａ、ＧＰＳ接收器的安装：在圆筒型海工平台上安装３台ＧＰＳ接收器用于测定平台的位置，并针对圆筒型海工平台的形状，将ＧＰＳａ接收器和ＧＰＳｂ接收器对称安装在过平台圆心的直径线上，且保证ＧＰＳｃ接收器与ＧＰＳａ接收器之间的夹角大于０°，ＧＰＳｃ接收器与ＧＰＳｂ接收器之间的夹角大于０°；Ｂ、平台坐标的选取：在平台水平的状态下，选定过任意点的水平面为平台的高程基准面，平台纵轴线定义在船体高程基准面内，定义两台ＧＰＳ接收器的连线为平台坐标的纵轴线即Ｙ轴线，且纵轴线也是平台的直径线，两台ＧＰＳ接收器的天线位置在平台高程基准面上的水平投影与平台的纵轴线对称，平台圆心为平台坐标的原点，纵轴线的垂线为横轴线即Ｘ轴线；Ｃ、平台坐标和工程坐标的转换：工程坐标系统ｘｏｙ与平台坐标系统ＸＯＹ之间的坐标变换采用相似变换法，使一个坐标系下的点经过平移、旋转和尺度因子改正，变换到新的坐标系下；Ｄ、确定平台实时偏移的方向和距离：当平台在标准位置时，根据ＧＰＳ接收器测得的数值和工程坐标与平台坐标的转换关系计算出标准位置与工程坐标的转换参数值，即平移量（ｘ↓［０］，ｙ↓［０］）和偏移角α，平台移动后，再根据ＧＰＳ接收器实时测得数值和工程坐标与平台坐标的转换方法计算出实时的转换参数值（ｘ′↓［０］，ｙ′↓［０］）、α′，比较平台移动前后的转换参数值，从而确定平台方向变换了｜α′－α｜的角度，平台中心位置也可以根据平移量的变换确定。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐秀龙，许桢英，郭晓东，许冉冉，张永康，屠燕，杨超君，庄建军，唐盛弢，
申请(专利权)人：南通中远船务工程有限公司，江苏大学，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]