一种超浅水多船联合的海缆施工定位方法与流程

本发明涉及一种超浅水的多船联合进行海底电缆施工的技术，属于海底光缆施工方法技术领域。

背景技术：

传统的海缆安装通常由单一的海缆施工船进行独立操作。在超浅水的作业环境，传统的海缆施工船由于船舶吃水的限制无法进入超浅水区域施工，因此，超浅水的海缆施工通常使用吃水较浅的驳船来完成。

驳船通常没有自航的动力，因此为了达到精确定位电缆路由而且施工期间不损坏电缆的目的下，驳船要通过抛锚艇的协助来实现驳船在海面上的精确定位以及移动。

驳船移动的具体实现方法如下：

1、驳船一般为长方形，在驳船的四个角配有四个定位锚，在船头配有两个牵引锚。电缆施工过程中，抛锚艇负责把驳船上的4个定位锚分别按照要求抛到指定的海底位置。

2、然后，当驳船需要移动时，配合施工的抛锚艇行驶到驳船边上，驳船将牵引锚转移给抛锚艇，抛锚艇拖带着锚和锚链，行驶到前端海面，将牵引锚抛到海底。

3、驳船上的搅锚机回收第一个和第二个牵引锚的锚链，通过对这两个牵引锚进行不同长度的回收，实现了驳船的定点移动。

传统的驳船和抛锚艇协助施工过程中，驳船和抛锚艇分别使用两套独立的定位系统进行定位。对方船的位置在本船上无法实现自动定位，通常的办法是对方船用对讲机将自己的精确位置(经纬度)告知本船，本船的定位人员手动将对方船的位置在定位系统进行标注。

另外，传统的定位方法需要在驳船和抛锚艇上配备两套定位人员的团队，对人力资源的需求相对较大。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：目前为止，超浅水多船联合的海缆施工过程中，还没有一套能够全自动、实时实现多船定位的方法。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供了一种超浅水多船联合的海缆施工定位方法，其特征在于，适用于超浅水的作业环境，包括以下步骤：

步骤1、在驳船和n条抛锚艇上分别安装(n+1)套定位系统，n≥1，(n+1)套定位系统具有各自独立的坐标并使用各自独立的差分定位系统，且(n+1)套定位系统使用同一版本的定位软件，保证后期通信时的准确同步；

步骤2、驳船和n条抛锚艇使用超远程无线局域网系统进行组网，驳船和抛锚艇之间采用桥接的方法进行组网，实现驳船与n条抛锚艇之间可靠的通信和同步，使得每套定位系统上均可查看驳船和n条抛锚艇的定位位置；

步骤3、施工时，驳船采用主动模式，抛锚艇采用被动模式，只有驳船配备定位人员，n条抛锚艇上均不配备定位人员；

驳船可以对n条抛锚艇的定位并且至少对每条抛锚艇上的定位锚位置以及锚链长度进行监控并发出控制指令：

驳船对第n条抛锚艇的定位发出控制指令时，n＝1,…,n，第n条抛锚艇的定位系统依据接收到的控制指令使用差分定位系统控制第n条抛锚艇按照移动至控制指令中所指示的位置，移动过程中，驳船实时监控第n条抛锚艇的位置；

驳船对第n条抛锚艇上的定位锚位置发出控制指令时，驳船向第n条抛锚艇发出定位锚需要移动的路径，第n条抛锚艇的定位系统依据接收到的控制指令使用差分定位系统控制第n条抛锚艇对其上的定位锚进行移动，移动过程中，驳船实时监控第n条抛锚艇的位置、第n条抛锚艇上的定位锚的位置以及锚链长度；

驳船对第n条抛锚艇上的锚链长度发出控制指令时，驳船向第n条抛锚艇发出达到预定长度时定位锚需要移动的路径，第n条抛锚艇的定位系统依据接收到的控制指令使用差分定位系统控制第n条抛锚艇对其上的定位锚进行移动直至锚链长度达到控制指令中的预定长度，移动过程中，驳船实时监控第n条抛锚艇的位置、第n条抛锚艇上的定位锚的位置以及锚链长度。

优选地，步骤1中，(n+1)套所述定位系统在所述驳船和n条所述抛锚艇上分别各自独立安装。

优选地，所述步骤2之后并所述步骤3之前还包括：驳船和n条抛锚艇组网完成后，对多船进行自动定位调试。

优选地，所述定位系统的导航地图采用wgs-84座标系并以海图基准面为高程基准。

在本发明中采用了dgps进行实时差分定位，提高了精度，在大陆架区域的精度则小于1m；本发明使用超远程无线局域网系统对多船进行组网，保证在没有移动信号覆盖的海上，多船可以进行可靠的通信；本发明设计的软件可以在同一个定位软件的界面显示多个移动的物体，多船的定位和施工操作都是相对独立，驳船能够对抛锚艇的定位进行有效的监控和发出指令。

综上所述，本发明的优点是：提供了一套能够有效实现超浅水作业时，多船联合的海缆施工定位方法。定位达到实时准确。另外，抛锚艇不需要配备定位人员，有效地节约了人力资源。

附图说明

图1为本发明实施例中的系统示意图；

图2为本发明实施例中的通信拓扑图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

如图1所示，本发明提供的一种超浅水多船联合的海缆施工定位方法，适用于超浅水的作业环境，对现有的船舶定位系统需要进行升级，使其一个界面上可以同时实现多个移动物体(船舶)的显示和控制，包括以下步骤：

步骤1、在一条驳船和两条抛锚艇上分别安装定位系统。定位系统的安装时，可以完全独立安装。每套定位系统使用各自独立的差分定位系统。安装在驳船和抛锚艇上的定位系统除了传统的定位功能以外，还整合了电缆施工的模块，能显示和控制电缆的实时速度、张力和余量。

驳船和两条抛锚艇在一个系统的平面显示，但又是三个相对独立的定位系统。驳船和抛锚艇使用各自独立坐标的定位系统，可以各自设定独立的电缆路由和船舶行动路由，可以设定各自独立的操作模块和输入端口，对电缆的张力、计数器等参数的输入，以及定位锚的位置、锚链长度等参数进行独立控制和管理。

定位系统利用差分全球定位系统对海缆船进行实时差分定位以控制海缆船按照定位的方向进行移动，导航地图采用wgs-84座标系并以海图基准面为高程基准。

需要注意的是，本实施例中驳船和两条抛锚艇使用的三套定位系统需要使用同一版本的定位软件，保证后期通信时的准确同步。

步骤3、完成驳船和抛锚艇的通信和同步。由于海上施工时，没有移动网络的4g或者5g信号，如何进行实时有效的通信是实现多船全自动、实时定位的要点。驳船和抛锚艇的通信采用超远程无线局域网连接系统，选择超大功率接收天线进行组网。本实施例采用的是英国‘优倍快(ubiquiti)’公司生产的airmax产品，最远有效通信距离可以达到58公里。超远程无线局域网系统可以在较远的距离范围内，将驳船和抛锚艇进行组网通信。驳船和抛锚艇之间采用桥接的方法进行组网，实现通信和同步。

步骤4、驳船和抛锚艇组网完成后，对多船自动定位进行调试。

步骤5、驳船和抛锚艇组网完成后，对多船自动定位进行调试。施工时，驳船采用主动模式，抛锚艇采用被动模式，只有驳船配备定位人员，抛锚艇上不配备定位人员。

驳船可以对抛锚艇的定位和其他相关端口(定位锚位置，锚链长度等)进行监控并发出控制指令。例如：

驳船对第n条抛锚艇的定位发出控制指令时，n＝1,2，第n条抛锚艇的定位系统依据接收到的控制指令使用差分定位系统控制第n条抛锚艇按照移动至控制指令中所指示的位置，移动过程中，驳船实时监控第n条抛锚艇的位置；

驳船对第n条抛锚艇上的定位锚位置发出控制指令时，驳船向第n条抛锚艇发出定位锚需要移动的路径，第n条抛锚艇的定位系统依据接收到的控制指令使用差分定位系统控制第n条抛锚艇对其上的定位锚进行移动，移动过程中，驳船实时监控第n条抛锚艇的位置、第n条抛锚艇上的定位锚的位置以及锚链长度；

驳船对第n条抛锚艇上的锚链长度发出控制指令时，驳船向第n条抛锚艇发出达到预定长度时定位锚需要移动的路径，第n条抛锚艇的定位系统依据接收到的控制指令使用差分定位系统控制第n条抛锚艇对其上的定位锚进行移动直至锚链长度达到控制指令中的预定长度，移动过程中，驳船实时监控第n条抛锚艇的位置、第n条抛锚艇上的定位锚的位置以及锚链长度。