一种大型设备滑轨安装过程姿态快速测量系统的制作方法

本实用新型属于涉及设备测量系统，尤其涉及一种大型设备安装过程中的姿态快速测量系统。

背景技术：

目前，随着海上油气田开发走向深水，各种工程中大型设备必不可少，新装或者更换设备的过程中都会涉及到大型设备的安装就位问题。大型设备滑轨安装是设备模块安装过程中经常使用的方法，具有搭设灵活，通用性强，经济适应等优点。设备模块的尺寸和质量越来越大，安装精度的要求也很高。现有的大型设备的安装测量多采用水准仪进行水准测量操作。在水准测量操作时存在两个问题，影响设备安装精度及设备安装效率。一是由于水准仪的操作和数据计算需要专业人员来完成，一般设备安装人员很难掌握；二是在利用水准仪测量时，也会存在测量人员的不规范操作，造成测量结果错误或误差加大，从而影响设备安装效率的问题。很多测量系统采用了高精度的全球定位系统(gps)，但gps接收机存在1hz慢速参数修正频率的限制，或由卫星信号受到遮挡,无法给出各参数或精度很差。因此，定位技术对于系统的各参数测量有一定的局限性。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服已有技术的缺点，提供一种可以实时确定设备安装过程中的姿态、位置、速度等参数的大型设备滑轨安装过程姿态快速测量系统。

一种大型设备滑轨安装过程姿态快速测量系统，包括：

安装在滑移设备上的微惯性测量系统，该微惯性测量系统包括三组微惯性测量单元，每一组由一个微陀螺仪和微加速度计构成，三组微惯性测量单元两两正交放置，所述的三组微惯性测量单元的微陀螺仪和微加速度计分别通过a/d转换器与数字信号处理器相连，三组微惯性测量单元用来读取设备滑移过程中的线加速度与角速度；

一个安装在滑移设备上的gps接收器，该gps接收器用于接收gps卫星信号并根据该信号得到滑移设备的位置信息并传输给数字信号处理器；

一个数字信号处理器，所述的数字信号处理器的信号输入端与gps接收器通过串行接口连接并与a/d转换器连接，所述的数字信号处理器的信号输出端与复杂可编程逻辑控制器的信号输入端通过数据线连接；

一个复杂可编程逻辑控制器，所述的复杂可编程逻辑控制器的信号输出端通过数据线与计算机相连。

本实用新型的有益效果是：

很多测量系统采用了高精度的全球定位系统(gps)，但gps接收机存在1hz慢速参数修正频率的限制，或由于卫星信号受到遮挡,无法给出各参数或精度很差。因此，定位技术对于系统的各参数测量有一定的局限性。该设计采用基于mems技术的微惯性测量系统和gps构成的组合式系统结合了gps的高精度定位、误差无积累及惯性测量的自主性、实时性等优点,使该系统的成本下降，可靠性增加,精度得到提高。本系统将gps和mims组合在一起，融合gps与mims所测得的设备滑轨安装的相关参数，获得优化值,以实时确定设备安装过程中的姿态、位置、速度等参数。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是大型设备滑轨安装过程姿态快速测量系统采用的mimu微惯性器件安装结构示意图。

具体实施方式

现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。

如图1所示的本实用新型的大型设备滑轨安装过程姿态快速测量系统，包括：

安装在滑移设备上的微惯性测量系统，该微惯性测量系统包括三组微惯性测量单元(mimu)，每一组由一个微陀螺仪和微加速度计构成，三组微惯性测量单元(mimu)两两正交放置，所述的三组微惯性测量单元的微陀螺仪和微加速度计分别通过a/d转换器与数字信号处理器(dsp)相连，三组微惯性测量单元(mimu)用来读取设备滑移过程中的线加速度与角速度；

通过三组微惯性测量单元(mimu)测得设备姿态位置的初始值，三组初始值输出到数字信号处理器(dsp)得到设备的初始姿态，当设备开始进行滑移时，三组微惯性测量单元(mimu)实时测量采集设备滑轨安装的线加速度与角速度，再通过并行a/d转换器完成信号的同步采集，传给数字信号处理器(dsp)；

一个安装在滑移设备上的gps接收器，该gps接收器用于接收gps卫星信号并根据该信号得到滑移设备的位置信息并传输给数字信号处理器(dsp)；

一个数字信号处理器(dsp)，所述的数字信号处理器(dsp)的信号输入端与gps接收器通过串行接口连接并与a/d转换器连接，所述的数字信号处理器(dsp)的信号输出端与复杂可编程逻辑控制器(cpld)的信号输入端通过数据线连接。所述的数字信号处理器(dsp)用于将读取的gps接收器输出的滑移设备的位置信息和微惯性测量系统测得的线加速度和角速度信息进行积分得到滑移设备的速度和姿态数据，将所述的数字信号处理器(dsp)计算的设备滑移姿态数据和速度输出给复杂可编程逻辑控制器(cpld)。

一个复杂可编程逻辑控制器(cpld)，所述的复杂可编程逻辑控制器(cpld)的信号输出端通过数据线与计算机相连。复杂可编程逻辑控制器(cpld)用于完成数字信号处理器(dsp)的地址译码、将地址译码信号转变为滑移安装控制信号输出给计算机，计算机进行设备滑轨安装的姿态监测，监测数据通过显示屏显示。

本装置的工作过程如下：

整个系统的工作过程为：首先由微惯性测量单元(mimu)敏锐感应设备模块滑移状态的变化，随后由数字信号处理器将采集到的数据进行处理计算，得到设备滑移参数信息，数字信号处理器计算的各参数经过双口ram上传给计算机后，通过计算机显示屏进行显示与记录。

技术特征：

1.一种大型设备滑轨安装过程姿态快速测量系统，其特征在于包括：

安装在滑移设备上的微惯性测量系统，该微惯性测量系统包括三组微惯性测量单元，每一组由一个微陀螺仪和微加速度计构成，三组微惯性测量单元两两正交放置，所述的三组微惯性测量单元的微陀螺仪和微加速度计分别通过a/d转换器与数字信号处理器相连，三组微惯性测量单元用来读取设备滑移过程中的线加速度与角速度；

一个安装在滑移设备上的gps接收器，该gps接收器用于接收gps卫星信号并根据该信号得到滑移设备的位置信息并传输给数字信号处理器；

一个数字信号处理器，所述的数字信号处理器的信号输入端与gps接收器通过串行接口连接并与a/d转换器连接，所述的数字信号处理器的信号输出端与复杂可编程逻辑控制器的信号输入端通过数据线连接；

一个复杂可编程逻辑控制器，所述的复杂可编程逻辑控制器的信号输出端通过数据线与计算机相连。

技术总结
本实用新型公开了一种大型设备滑轨安装过程姿态快速测量系统，包括微惯性测量单元、GPS接收器、数字信号处理器和复杂可编程逻辑控制器。微惯性测量单元敏锐感应设备模块滑移状态的变化，随后由数字信号处理器将采集到的数据进行处理计算，得到设备滑移参数信息，数字信号处理器计算的各参数经过双口RAM上传给计算机后，通过计算机显示屏进行显示与记录。本实用新型将GPS和MIMS组合在一起，融合GPS与MIMS所测得的设备滑轨安装的相关参数，获得优化值,以实时确定设备安装过程中的姿态、位置、速度等参数。

技术研发人员：王红军;刘新军
受保护的技术使用者：天津博迈科海洋工程有限公司
技术研发日：2019.12.27
技术公布日：2020.08.04