【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及猫道施工，具体涉及一种超长猫道承重索的线形智能精密定位系统及定位方法。
技术介绍
1、猫道是悬索桥主缆系统及整个上部结构的施工平台。猫道承重索是为猫道结构的主要受力构件，每个猫道底部包含多根承重索，设计要求多根承重索线形保持一致。超长猫道例如跨度2000米左右，施工中需要精密测量各承重索的线形，确保整个猫道的安装质量。
2、相关技术中，由于猫道承重索处于悬垂状态，不能直接在其上安置全站仪，所以传统承重索的线形测量定位方法，一般采用两种方法，第一种方法是通过拨水平角找到线形测点的平面位置加上对线形测点观测竖直角得到线形测点高程方法测量定位其线形，第二种方法是通过牵引棱镜的方式在承重索上设置观测棱镜标志，采用单向三角高程测量方法通过观测棱镜高程测量定位其线形。
3、但是，对于第二种方法，超长猫道的承重索跨度大，难以通过牵引的方式在承重索上设置观测标志，且牵引效率很低；对于第一种方法，若不设观测标志，直接采用拨水平角找测点位置加上观测竖直角得到测点高程的线形测量定位方法，因测量视线长、大气折光影响严重，测量精度低，很难满足超长猫道承重索线形测量定位要求。
4、因此，传统测量方法存在超长猫道承重索线形定位测量精度低、效率低的问题，很难满足超长猫道承重索线形定位测量要求，急需改善。
技术实现思路
1、本申请提供一种超长猫道承重索的线形智能精密定位系统及定位方法，解决现有技术中超长猫道承重索线形定位的测量精度低、测量效率低的问题。
3、无人机组，其包含无人机本体以及搭载无人机本体的gnss-rtk接收机和测高模组；所述测高模组用于测量自身测口中心到线形测点的距离，还用于提供过渡高程测点；
4、全站仪，用于以已知高程基点为基准，通过差分高程测量过渡高程测点的高程；
5、中央控制器，用于通过gnss-rtk接收机指挥无人机本体悬停至猫道承重索的线形测点的正上方、用于控制全站仪测量已知高程基点和过渡高程测点之间的高差、用于控制测高模组测量自身测口中心到线形测点的竖向距离、以及用于计算得到线形测点的高程值。
6、在上述技术方案的基础上，所述测高模组包含360°棱镜和测距仪，无人机本体悬停时，所述360°棱镜和测距仪位于同一竖直轴线，且360°棱镜中心点到测距仪测口中心的距离已知；所述360°棱镜作为全站仪的过渡高程测点；所述测距仪用于测量自身测量口到线形测点的距离。
7、在上述技术方案的基础上，所述gnss-rtk接收机安装在所述无人机本体的顶面中央，所述360°棱镜和测距仪均安装在所述无人机本体的底面中央，且gnss-rtk接收机、360°棱镜和测距仪的轴线同轴。
8、本申请还公开了一种基于上述线形智能精密定位系统的定位方法，包含以下步骤：
9、中央控制器通过gnss-rtk接收机指挥无人机本体悬停至猫道承重索的某个线形测点的正上方，中央控制器控制全站仪采用差分高程测量得到已知高程基点和过渡高程测点之间的距离hni；其中n为猫道承重索号，i为线形测点号；
10、中央控制器控制测距仪测量自身测量口至猫道承重索的线形测点的竖向高度hni；
11、根据hni、hni以及过渡高程测点和测高模组的测量口的距离h0，计算得到猫道承重索的线形测点的高程线形值h′ni；
12、重复测量计算，得到多根猫道承重索的多个线形测点的高程线性值；根据线形测点处的线形值h′ni，绘制各个猫道承重索的高程线形图；
13、根据各猫道承重索的高程线形图，得到各个猫道承重索的线形相对偏差值，以此调整各个猫道承重索就位。
14、在上述技术方案的基础上，所述测高模组包含360°棱镜和测距仪，无人机本体悬停时，所述360°棱镜和测距仪位于同一竖直轴线，且360°棱镜中心点到测距仪测口中心的距离已知；所述360°棱镜用于给全站仪提供过渡高程测点；所述测距仪用于测量自身测量口到线形测点的距离；
15、所述hni为已知高程基点到360°棱镜的高差；
16、所述hni为测距仪的测量口到线形测点的高差；
17、所述h0为360°棱镜到测距仪的测口中心之间的距离。
18、在上述技术方案的基础上，所述测量得到已知高程基点和过渡高程测点之间的距离hni，包含以下步骤：
19、将各个猫道承重索的各个线形测点的平面坐标导入到所述gnss-rtk接收机；
20、中央控制器控制gnss-rtk接收机导航，指挥无人机本体悬停至猫道承重索的各个线形测点的正上方；
21、中央控制器控制全站仪采用差分高程测量方法测量得到已知高程基点到360°棱镜的高程hni。
22、在上述技术方案的基础上，在中央控制器控制全站仪测量测高模组的360°棱镜的高程hni的同时，中央控制器控制测高模组的测距仪同步测量测距仪的测量口至猫道承重索的线形测点的高度hni。
23、在上述技术方案的基础上，根据hni、hni以及过渡高程测点和测高模组的测口中心的距离h0，计算得到猫道承重索的线形测点的线形值h′ni，重复测量计算，得到多根猫道承重索的多个线形测点的高程线性值；包含：
24、针对第一猫道承重索，根据360°棱镜至测距仪测口中心的已知高度h0、猫道承重索的半径r、测距仪测口中心至第一猫道承重索的各线形测点的高度h1i，及测高模组的360°棱镜到已知高程基点的高差h1i，得到猫道第一猫道承重索各线形测点处的高程线形值h′1i；
25、h′1i＝h1i-h0-h1i-r；
26、针对第二猫道承重索到第n猫道承重索，根据360°棱镜至测距仪测口中心的已知高度h0、猫道承重索的半径r、测距仪测口中心至第一猫道承重索的各线形测点的高度hni，及测高模组的360°棱镜到已知高程基点的高差hni，得到猫道第一猫道承重索各线形测点处的高程线形值h′ni；
27、h′ni＝hni-h0-hni-r。
28、在上述技术方案的基础上，根据线形测点处的线形值h′ni，绘制各个猫道承重索的高程线形图，包含：
29、根据第一猫道承重索的各线形测点处的高程线形值h′1i，绘制猫道第一猫道承重索的高程线形图；
30、分别根据第二猫道承重索至第n猫道承重索的各线形测点处的高程线形值h′2i至h′ni，绘制猫道第二猫道承重索至第n猫道承重索的高程线形图。
31、在上述技术方案的基础上，根据各猫道承重索的高程线形图，得到各个猫道承重索的线形相对偏差值，以此调整各个猫道承重索就位，包含：
32、根据各猫道承重索的高程线形图，先调整与设计线形偏差最小的猫道承重索就位；
33、以调整就位的猫道承重索的线形为基准线形，根据其他猫道承重索的高程线形图，得到其他猫道承重索的线形本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种超长猫道承重索的线形智能精密定位系统，其特征在于，包含：
2.如权利要求1所述的一种超长猫道承重索的线形智能精密定位系统，其特征在于：所述测高模组(3)包含360°棱镜(6)和测距仪(7)，无人机本体(1)悬停时，所述360°棱镜(6)和测距仪(7)位于同一竖直轴线，且360°棱镜(6)中心点到测距仪(7)测口中心的距离已知；所述360°棱镜(6)作为全站仪(8)的过渡高程测点；所述测距仪(7)用于测量自身测量口到线形测点(5)的距离。
3.如权利要求2所述的一种超长猫道承重索的线形智能精密定位系统，其特征在于：所述GNSS-RTK接收机(2)安装在所述无人机本体(1)的顶面中央，所述360°棱镜(6)和测距仪(7)均安装在所述无人机本体(1)的底面中央，且GNSS-RTK接收机(2)、360°棱镜(6)和测距仪(7)的轴线同轴。
4.一种基于权利要求1所述线形智能精密定位系统的定位方法，其特征在于，包含以下步骤：
5.如权利要求4所述的一种超长猫道承重索的线形智能精密定位系统，其特征在于：所述测高模组(3)包含360°棱镜
6.如权利要求5所述的一种超长猫道承重索的线形智能精密定位系统，其特征在于，所述测量得到已知高程基点(9)和过渡高程测点之间的距离Hni，包含以下步骤：
7.如权利要求5所述的一种超长猫道承重索的线形智能精密定位系统，其特征在于：在中央控制器控制全站仪(8)测量测高模组(3)的360°棱镜(6)的高程Hni的同时，中央控制器控制测高模组(3)的测距仪(7)同步测量测距仪(7)的测量口至猫道承重索(4)的线形测点(5)的高度hni。
8.如权利要求5所述的一种超长猫道承重索的线形智能精密定位系统，其特征在于，根据Hni、hni以及过渡高程测点和测高模组(3)的测口中心的距离h0，计算得到猫道承重索(4)的线形测点(5)的线形值h′ni，重复测量计算，得到多根猫道承重索(4)的多个线形测点(5)的高程线性值；包含：
9.如权利要求8所述的一种超长猫道承重索的线形智能精密定位系统，其特征在于，根据线形测点(5)处的线形值h′ni，绘制各个猫道承重索(4)的高程线形图，包含：
10.如权利要求8所述的一种超长猫道承重索的线形智能精密定位系统，其特征在于，根据各猫道承重索(4)的高程线形图，得到各个猫道承重索(4)的线形相对偏差值，以此调整各个猫道承重索(4)就位，包含：
...【技术特征摘要】
1.一种超长猫道承重索的线形智能精密定位系统，其特征在于，包含：
2.如权利要求1所述的一种超长猫道承重索的线形智能精密定位系统，其特征在于：所述测高模组(3)包含360°棱镜(6)和测距仪(7)，无人机本体(1)悬停时，所述360°棱镜(6)和测距仪(7)位于同一竖直轴线，且360°棱镜(6)中心点到测距仪(7)测口中心的距离已知；所述360°棱镜(6)作为全站仪(8)的过渡高程测点；所述测距仪(7)用于测量自身测量口到线形测点(5)的距离。
3.如权利要求2所述的一种超长猫道承重索的线形智能精密定位系统，其特征在于：所述gnss-rtk接收机(2)安装在所述无人机本体(1)的顶面中央，所述360°棱镜(6)和测距仪(7)均安装在所述无人机本体(1)的底面中央，且gnss-rtk接收机(2)、360°棱镜(6)和测距仪(7)的轴线同轴。
4.一种基于权利要求1所述线形智能精密定位系统的定位方法，其特征在于，包含以下步骤：
5.如权利要求4所述的一种超长猫道承重索的线形智能精密定位系统，其特征在于：所述测高模组(3)包含360°棱镜(6)和测距仪(7)，无人机本体(1)悬停时，所述360°棱镜(6)和测距仪(7)位于同一竖直轴线，且360°棱镜(6)中心点到测距仪(7)测口中心的距离已知；所述360°棱镜(6)用于给全站仪(8)提供过渡高程...
【专利技术属性】
技术研发人员：肖根旺，周功建，高宗余，上官科峰，陈飞，邓少锋，王艳峰，代皓，燕明发，荆鹏，李鹏，张云，
申请(专利权)人：中铁大桥局集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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