一种基于Android系统的打桩机引导系统的制作方法

本实用新型涉及基于卫星定位的高精度定位技术领域，具体是指一种基于全球导航卫星系统的高精度打桩机智能引导装置。

背景技术：

随着经济建设的发展，近年来国内进行大规模的城市化建设，各类建筑和基础设施出的施工数量激增，工程难度加大，质量要求越来越高，同时时间紧任务急。极大的推动各类基础处理施工技术发展的同时也对工程设备提出了更高的要求。作为主要施工设备的打桩机迫切需要加以提高。

但是传统放样打桩系统需要多人进行操作，且放样精度不够高，而且在操作方面需要根据施工人员的经验进行判断，驾驶员无法精确确定桩点位置。传统的作业模式无论是桩机的桩点定位效率还是作业质量都不能满足目前的要求。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本实用新型提供一种基于Android系统的打桩机智能引导装置，方便携带，同时实现实时对桩孔位置的精确定位。

本实用新型提供一种基于Android系统的打桩机引导系统，包括：

一种基于Android系统的打桩机引导系统，其特征在于，包括：电源管理单元、全频段GNSS定位天线、全频段GNSS定向天线、窄带数传单元、GNSS信号处理单元和Android主控单元，所述全频段GNSS定位天线、全频段GNSS定向天线、窄带数传单元、Android主控单元分别与所述GNSS信号处理单元信号连接；

电源管理单元：用于将电源输入电压通过升降压提供所述全频段GNSS定位天线、全频段GNSS定向天线、窄带数传单元、Android主控单元和GNSS信号处理单元信号的工作电压；

全频段GNSS定位天线：用于GPS的L1和L2、BDS的B1和B2、GLONASS的L1和L2共六个频段信号的接收、放大、滤波，并将滤波后的模拟定位信息信号传送至所述GNSS信号处理单元；

全频段GNSS定向天线：用于GPS的L1和L2、BDS的B1和B2、GLONASS的L1和L2共六个频段信号的接收、放大、滤波，并将滤波后的模拟定向信息信号传送至所述GNSS信号处理单元；

窄带数传单元：用于接收基准站发射出来的差分修正数据，将其传送至所述GNSS信号处理单元；

GNSS信号处理单元：把所述全频段GNSS定向天线和全频段GNSS定位天线传输的模拟信号进行模数转换，将所得的数字信号进行卫星信号的捕获跟踪；并与所述窄带数传单元接收的基准站的查分修正数据与原始观测数据进行实时载波相位运算，输出信息至Android主控单元；

Android主控单元：运行打桩放样软件，实时接收所述GNSS信号处理单元输出的信息并对打桩机进行实时导航。

本实用新型提供的基于Android系统的打桩机引导系统，使用双天线的定位定向技术实现对桩孔位置的精确控制，采用BDS、GPS、GLONASS的卫星定位信息，实现多卫星系统的联合作业，系统可实时获取高精度的三维位置和方位角度信息，通过实时解算和显示对位置进行实时引导，提高了系统的可靠性和精确性。通过定位定向系统，可实现对位置精度在±1厘米范围内，节省人力劳动和施工成本，便捷施工过程，减少测量人员的工作量，减少事故的发生。实现无纸化作业，CAD图纸数据可以直接导入打桩软件中，自动生成点坐标，同时完成自动校验，现场无需放样操作，直接通过本系统引导定位打桩。可24小时连续工作，不受天气影响，提高了施工效率、缩短了施工周期，作业效率更高。Android终端方便管理人员实时查看施工情况、桩点位置等信息，即使不在施工场地也可掌握现场情况。本实用新型精确度更高、可靠性更强、操作更便捷。

优选地，还包括外扩接口单元：用于接入控制打桩机的传感器信号。通过设置外扩接口，可人性化地添加控制打桩机的传感器，增强对定位的精确控制。

优选地，所述外扩接口单元接入包括红外传感器接口、角度传感器接口或监控设备接口中的至少一种。红外传感器用于搜索与跟踪打桩机的桩锤，从而对确定施工的空间位置并对运动进行跟踪；或者外接摄像仪器，实时查看打桩机的作业情况，及时发现问题并解决问题；或者外接角度传感器，检测打桩机的桩锤角度偏移，防止外力过大影响桩锤方向，导致无法精准控制打桩位置，而影响工程进度。结合多种传感器综合作业，帮助施工人员从多角度掌握桩锤的情况。

优选地，还包括智能警报单元：用于准确度不满足要求时，发出报警信息。为避免各种因素影响桩孔位置的精确度，设置警报提示，提醒施工作业人员注意。

优选地，还包括智能提示单元，用于通过文字和/或语音的形式提供实时导航提示。通过文字、语音等形式提醒施工人员，智能帮助施工人员快捷准确的完成放样与施工。

优选地，所述电源管理单元通过DC-DC升降压的方式控制电压。各个单元所需工作电压不同，电源管理单元通过此方法，将外接电源的电压转化至各个单元所需的不同电压，满足工作需求。

附图说明

图1为本实用新型系统原理流程图；

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

如图1所示，本实用新型实施例提供一种基于Android系统的打桩机引导系统，包括六大单元：全频段GNSS定位天线、全频段GNSS定向天线、GNSS信号处理单元、Android主控单元、窄带数传单元、电源管理单元。

全频段GNSS定位天线与全频段GNSS定向天线设置于打桩机上，用于对导航定位卫星系统信号的接收、放大、滤波，并将滤波后的模拟信号传送至GNSS信号处理单元。本实施例中全频段GNSS定位天线与全频段GNSS定向天线用于GPS的L1和L2、BDS的B1和B2、GLONASS的L1和L2共六个信号的接收与信号放大，经过放大滤波后的模拟信号传送给GNSS信号处理单元；使用双天线的定位定向技术实现对桩孔位置的精确控制，采用BDS、GPS、GLONASS的卫星定位信息，实现多卫星系统的联合作业，系统可实时获取高精度的三维位置和方位角度信息，通过实时解算和显示对位置进行实时引导，提高了系统的可靠性和精确性。通过定位定向系统，可实现对位置精度在±1厘米范围内，节省人力劳动和施工成本，便捷施工过程，减少测量人员的工作量以及事故发生的机率。

GNSS信号处理单元接收全频段的GNSS天线传输的模拟信号，并进行模数转换，将所得的数字信号传送并进行卫星信号的捕获跟踪。窄带数传单元是用于实时接收基准站发射出来的差分修正数据并传送到GNSS信号处理单元。利用窄带数传单元接收的基准站的差分修正数据与原始观测数据进行实时载波相位运算，输出高精度位置信息、姿态信息至Android主控单元。通过GNSS信号处理单元处理后的数据，可直接传送至Android主控单元，无需再次进行计算，直接可进行工作，在保证施工质量的前提下，大幅提高打桩效率与打桩质量。

本实用新型的控制终端采用的是Android操作系统，主要是运行打桩放样的软件，实时接收GNSS信号处理单元输出的高精度信息并对打桩机进行实时导航。现有的Android操作软件已成熟并投入市场使用，用户可根据实际情况需要选用适合的操作软件。本实施例中，系统自带操作软件，用户无需自行安装。当系统连接好后，运行控制引导显示软件，将施工桩点的数据导入控制软件，选择桩点，根据软件引导线提示将桩锤移动到打桩点附近，根据屏幕中的瞄准图细调，控制在误差范围内下桩。当发生位置不在误差允许范围内，或桩锤的角度发生改变等情况，即精度不满足现有要求时，系统会自动发出报警提示，提醒施工人员进行修正。本实施例中，系统具备语音、文字提示功能，多种形式提醒施工人员，智能的帮助施工人员快捷准确的完成放样与施工。实现无纸化作业，CAD图纸数据可以直接导入打桩软件中，自动生成点坐标，同时完成自动校验，现场无需放样操作，直接通过本系统引导定位打桩。可24小时连续工作，在天气不适合人工作业的情况下，依旧可以保持效率进行工作。不受天气影响，提高了施工效率、缩短了施工周期，作业效率更高。

操作终端可搭载与手机、电脑、平板电脑等。在本实施例中采用的是搭载Android5.1操作系统的全新平板电脑，具有8寸屏幕，具有强大的硬件性能，且具备工业级别液晶显示屏，阳光下高清显示，支持施工人员手套操作的触控屏幕。Android终端方便管理人员实时查看施工情况、桩点位置等信息，即使不在施工场地也可掌握现场情况。外部输入的电压多为12V，电源管理单元将输入电压通过升降压至不同电压以满足各个单元所需的工作电压。在本实施例中，采用DC-DC升降压方法，且宽电源输入，适合车载等复杂电源环境。

为增强本实用新型的精确定位且高效作业，本实施例还包括外扩接口单元，用于接入进一步对控制打桩机的其他传感器的信号。如红外传感器，用于搜索与跟踪打桩机的桩锤，从而对确定施工的空间位置并对运动进行跟踪；或者外接摄像仪器，实时查看打桩机的作业情况，及时发现问题并解决问题；或者外接角度检测传感器，检测打桩机的桩锤角度偏移，防止外力过大影响桩锤方向，导致无法精准控制打桩位置，而影响工程进度。用户可根据实际需要自行接入其他传感器，结合多种传感器综合作业，帮助施工人员从多角度掌握桩锤的实时情况。

上述实施方式仅为本实用新型的优选实施方式，不能以此来限定本实用新型保护的范围，本领域的技术人员在本实用新型的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本实用新型所要求保护的范围。