PDF《基于 GPS-RTK 高程的海上打桩桩顶标高优化处理》

2013 年第

4 期 工程勘察 Geotechnical Investigation &

Surveying zzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzz

69 基于 GPS-RTK 高程的海上打桩桩顶标高优化处理 王超1,杨 帆2(1.

同济大学测量与国土信息工程系,上海 200092;

2. 中交第四航务工程勘察设计院,广州 510000) 摘要: 本文探究了 GPS-RTK 软件中标高数据是否有系统误差的存在,并分析了其原因;

利用卡尔 曼滤波技术对水体上的 GPS 高进行滤波处理,减小了水体波动对标高的影响.经工程实例的验 证,在对标高的优化处理后,打桩软件获取的桩顶标高精度有较为明显的提高. 关键词: 海上打桩;

桩顶标高;

系统误差;

卡尔曼滤波 中图分类号: TU196;

P228.

4 文献标识码: A Optimization of determining height of offshore piling based on GPS- RTK Wang Chao1 ,Yang Fan2 ( 1. Department of Surveying and Geo-informatics,Tongji University,Shanghai 200092,China;

2. CCCC Fourth Harbor Engineering Co. ,Ltd,Guangzhou 51000,China) Abstract: In this paper, we explore whether there is a system error in observation of the pile top elevation,and analyze the reasons. Kalman filtering technique is used to filter the pile top elevation above water and reduce the fluctuation caused by water. Through a real engineering example,our optimization method is effective for improving accuracy of height of pile top. Key words: offshore piling;

pile top elevation;

system error;

kalman filtering. 收稿日期: 2012- 06-

19 基金项目: 上海市科委科研计划项目 ( 10511501900) . 作者简 介: 王超(1987 - ) , 男(汉族),陕西宁强人, 硕士.

0 引言 随着 GPS 定位技术的发展,特别是GPS-RTK 技术和网络 RTK 技术不断成熟为解决海上打桩定 位提供了新的研究方向.RTK 测量是根据 GPS 的相 对定位理论,将一台接收机设置在已知点上 ( 基准 站) ,另一 台或几台接收机放在待测点上(流动站) ,同步采集相同的卫星信号.其中基准站在接 收GPS 信号并进行载波相位测量的同时,通过数据 链将其观测值、卫星跟踪状态和测站坐标信息一起 传送给流动站;

流动站通过数据链接收来自基准站 的数据,然后利用 GPS 控制器内置的随机实时数据 处理软件与本机采集的 GPS 观测数据组成差分观测 值进行实时处理,可消弱或消除轨道误差、钟差、 大气误差等的影响,从而提高实时定位精度. 通过长期的实 践,基于GPS-RTK 的打桩定位系统得 到了发展,并在实际施工中得到长期的应用.对于上述基于 RTK 的定位系统,最具有代表 性的是原同 济大学测量与国土信息工程系开发的GPS-RTK 实时打桩定位系统,该系统已在上海港务 工程公司的 洋山号 、 桩2号 ,以及路桥建设 集团 海桩

8 号 打桩船上获得了成功应用,并参 与了多个重大项目的建设,如东海大桥、杭州湾大 桥、东海风电项目等 [1] . 该系统经过长期使用表明,其水平定位平均偏 差小于 10cm,高程平均偏差较大,精度为 30cm 左右.在实际施工中需要另一观测人员于岸上架设经 纬仪确定标高,这往往给实际施工带来不便.本文 利用岸上观测数据与打桩软件中获取的桩顶标高数 据比对,探究并消除标高中的系统差,利用卡尔曼 滤波技术减弱水体无规则起伏对于标高的影响.通 过这些方法的处理,在一定程度上提高了打桩桩顶 标高精度,实现了桩顶标高优化处理的目的.