或者是打粧锤的某个固定位置，假设 的固定高度为T，则只需将利用该边缘读取的刻度计算的粧顶标高减去T*sin ( a w )，即为：
[0092] H仰=H+hfl^sin ( a仰）(16)
[0093] 此时H是用替打上边缘所对应的刻度K计算的标高。而此时计算控制中心中的建 模系统则根据公式（16)建立对应的仰粧修正模型.
[0094] 俯粧计算标高的方法一般默认的粧架刻度的读数是替打下边缘（和粧顶平齐）对 应的刻度，当粧顶打的比较低时，可读取替打上边缘的读数（如图4中C点处的刻度），若该 固定高度为T，则只需将利用替打上边缘读取的刻度计算的粧顶标高减去T*sin(a w )，即 为：
[0095] H俯=H-h2_T*sin ( a俯）(17)
[0096] 此时H是用替打上边缘所对应的刻度K计算的标高。而此时计算控制中心中的建 模系统根据公式（17)建立对应的俯粧修正模型.
[0097] 直粧时，利用替打上边缘读取刻度计算粧顶标高时，最终的粧顶标高应减去替打 高度T。
[0098] H直=H_T (18)
[0099] 对于直粧情况下，不存在粧与替打之间间隙的问题。由此，计算控制中心中的建模 系统根据公式（18)建立直粧修正模型，对基于上述直粧关系模型确定的粧顶标高进行修 正，从而精确确定直粧粧顶的标高。
[0100] 实际过程中，仰、俯粧时，最低点到刻度的距离和粧冒大小以及粧的直径有关。
[0101] 此外，在实际打粧过程中，船体倾斜对于粧顶标高也有着一定的影响，上述方案是 测距仪的激光投射线在水平的情况下，轨道刻度与工程坐标系的转换关系。在打粧过程中， 有时船体并非十分水平，测距仪的投射方向仍有一定的倾斜。为了确保确定的粧顶标高的 精确，本实例还进一步的修正船体倾斜对于确定粧顶标高精度的影响。
[0102] 如图5和图6所示，在进行轨道刻度转换时，其中粧顶标高的起算基准是与测距仪 的测距中心点C等高的B点为起算点。由于船体的不水平，使得真实的起算基准应该是图 中的A点为起算点，A、B两点的高程差为h Bb，具体值大小应该同测距仪同轨道刻度的距离 以及船体倾斜度的大小有关，具体计算公式为：
[0103] hBb=SCB*sin(a 船）（19)
[0104]由此，计算控制中心中的建模系统根据公式（19)建立船倾修正模型，对船体倾斜 进行修正。在船体前倾时船体倾斜修正量h Bb为负，在船体后仰时修正量hBb为正。由于无 论是仰打、俯打、还是直打，这种影响都有，因此任何粧在确定标高时都应考虑。
[0105] 综上，计算控制中心中的建模系统在进行建模时，结合上述两种修正情况，可直接 建立轨道刻度值同工程坐标系下的标高之间的转换关系模型（即粧架结构关系模型）：
[0106] 在读取装顶对应的轨道刻度，计算粧顶标高时，其转换关系模型为：
[0107] 直粧：H=K+h红+hBb (20)
[0108] 仰粧：H= (K+SB1J1)*cos(a仰）+Vh红 +hBb (21)
[0109] 俯粧：H= (K_SB2J2)*cos(a俯）-h2+h红 +hBb (22)
[0110] 在给定粧顶标高时，解算对应刻度值为：
[0111] 直粧：K = H-h红-hBb (23)
[0112] 仰粧：K = (H_h红-H) /cos ( a仰）-SB1J1 (24)
[0113] 俯粧：K = (H_h红+h2_hBb) /cos ( a俯）+SB2J2 (25)
[0114]其中，K为轨道刻度值，H为工程系下刻度值K对应的工程系下的高程，aw、a仰 为粧架在直粧情况下旋转过的角度，ha为测距仪激光中心的高，SBU1、S B2;2是仰俯粧时基准 点的变化距离，&、&为仰俯粧时粧顶最低点到刻度的距离对于粧顶标高的影响，h Bb为船体 倾斜对于粧顶标尚的影响。
[0115] 在利用上述方案建立的粧架结构关系模型进行确定粧顶标高时，首先得在粧架的 适当位置做刻画，为了将刻度同工程标高联系起来，零刻度需同测距仪红点处（船体高）平 齐，利用连通器原理，用一透明软管灌注水后准确找到平齐点，并在直粧的情况下在竖直方 向做刻度。
[0116] 以较长的刻画线为同测距仪的平齐点，以此作为刻度零点，向下为负、上为正做刻 度。在打粧结束后，读取粧顶在刻度上的读数，将该值输入软件计算粧顶标高，最后同岸上 实测的粧顶标高做比较，分析该方法的有效性与实用性。
[0117] 表1利用粧架刻度实验结果表
[0118]
[0119] 如上表1所示，无论是直粧、俯粧还是仰粧，用粧架旋转时固定的变化关系确定粧 顶标尚，都能达到$父尚的精度。
[0120] 以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术 人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本 发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变 化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其 等效物界定。
【主权项】
1. 一种粧顶标高的确定方法，其特征在于，所述方法通过在粧架轨道上设置刻度，并以 此来提取粧顶标尚。2. 根据权利要求1所述的一种粧顶标高的确定方法，其特征在于，所述方法利用粧架 旋转时固定的变化关系，建立粧架刻度值和其工程坐标系下的工程坐标的双向转换关系， 根据该双向转换关系确定工程坐标系下的粧顶标高。3. 根据权利要求2所述的一种粧顶标高的确定方法，其特征在于，所述方法具体包括 如下步骤： (1) 通过系统针对打粧船建立对应的船固坐标系； (2) 根据粧架与打粧船的位置关系，计算粧架与打粧船之间旋转轴的转轴支点在船固 坐标系中三维坐标；根据测距仪与打粧船的位置关系，计算测距仪中心在船固坐标系中三 维坐标； (3) 在测距仪前方的粧架轨道上设置刻度，通过测距仪测量刻度与测距仪之间的距离， 并基于测距仪中心的三维坐标，计算出刻度上各个刻度值在船固坐标系中三维坐标； (4) 结合刻度值以及转轴支点在船固坐标系中三维坐标，确定粧架旋转轴中心点的三 维坐标； (5) 根据粧架旋转轴中心点的三维坐标、各个刻度值在船固坐标系中三维坐标，建立粧 架上刻度值与工程坐标系下的高程之间的关系模型，基于该关系模型建立起刻度值和工程 坐标系下高程系统的一个转换关系，以此实现粧架刻度值和其工程坐标系下的工程坐标的 双向转换。4. 根据权利要求3所述的一种粧顶标高的确定方法，其特征在于，所述步骤（5)中首先 在直粧情况下，在刻度上找到和测距仪中心等高的B点，以B点作为直粧情况下的基准点， 基于船固坐标下测距仪红外线打在粧架刻度上的高度数值，即红点高，和刻度值，将刻度尺 上的各刻度值的对应工程坐标系下的高反算出来； 接着，在仰粧或俯粧的情况下，根据粧架旋转的角度，结合旋转轴支点的船固坐标和测 距仪的船固坐标，以及原直粧情况下的基准点B的坐标，可以计算出俯粧或仰粧情况下，基 准点B向上或向下移动的竖直距离； 最后，再结合刻度值以及粧架旋转的角度，确定其它刻度值的竖直高度，据此将红点高 传递到粧架刻度上，建立粧架上刻度值与工程坐标系下的高程之间的关系模型，基于该关 系模型建立起刻度值和工程坐标系下高程系统的一个转换关系，以此实现粧架刻度值和其 工程坐标系下的工程坐标的双向转换。5. 根据权利要求3或4所述的一种粧顶标高的确定方法，其特征在于，所述方法中还包 括在粧架倾斜时，修正粧顶最低点和其对应刻度之间的间隙对粧顶标高确定精确影响的步 骤。6. 根据权利要求3或4所述的一种粧顶标高的确定方法，其特征在于，所述方法还包括 修正打粧船船体倾斜对对粧顶标高确定精确影响的步骤。
【专利摘要】本发明公开了一种桩顶标高的确定方法，其通过在桩架轨道上设置刻度，并以此来提取桩顶标高。本方法相对于现有方案简单易行、实用性强、测量精度高。
【IPC分类】E02D33/00, E02D13/06
【公开号】CN105064365
【申请号】CN201510283250
【发明人】施洪景, 肖飞, 许月红, 姚连璧, 庄国强, 陈浩, 秦晓明, 王叔铭
【申请人】中建港务建设有限公司
【公开日】2015年11月18日
【申请日】2015年5月28日