青岛中海基业仪器设备有限公司

摘要：GNSS设备因其全天候、全时段、高精度等特点已经广泛应用于测绘、气象、海洋施工、汽车导航、监测等领域，为用户提供低成本、高精度的三维位置、速度和精确定时等导航定位信息，极大地提高了地球社会的信息化水平，有力地推动了数字经济的发展。本文主要介绍高精度定位定向仪在抛石定位船方面的应用，主要分为工程概况、抛石定位船施工工艺及技术要求、测量定位仪器设备参数控制及精度检验、定位定向仪设备的安装及检验等部分，囿于作者水平有限，敬请读者批评指正。

一、 工程概况

青岛港董家口港区是青岛市“环湾保护、拥湾发展”战略实施的核心组成部分，是山东半岛蓝色经济区、环渤海经济圈经济增长的重要引擎，是东北亚国际航运中心的重要依托。董家口港区作为国家枢纽港青岛港的重要组成部分，是国家大宗散货集散中心和重要的能源储运中心。做为中国首座40万吨级矿石码头防波堤项目要求工期紧，施工难度大。本工程由斜坡式防波堤堤段和直立式防波堤堤段构成。斜坡式堤段基础以堤心石为主体，直立式堤段墙身为重力式沉箱结构，其下设抛石基床作为基础。沉箱安装工作要在堤身形成前完成，意味着基床抛石要在挖泥后尽快实施。

本项目远离岸线5、6公里，在一望无际的大海上，采用传统的经典定位方式显然不能满足本项目的施工定位要求。本项目通过在抛石定位船上安装定位定向仪辅助定位船实时动态高精度定位，成功解决了传统工艺定位困难、效率低下的问题，使本工程顺利按期完成。以下为本工程实施时的一些做法。

二、基于安装了定位定向仪的抛石施工工艺流程及技术要求

陆上抛石采取岸侧向海侧推进。海上抛石采取分段、分层抛填的方式，并与基槽分段验收形成有序的流水作业。如基床抛石跟不上挖泥验收进度，可先普抛一层，以防基槽底长期浸泡。基床抛石后需进行密实处理，采用重锤夯实方式。抛石定位船采用GNSS定位定向仪系统对定位船进行平面位置定位，使用GNSS RTK定期校核；采用超声波测深仪和水砣测深法进行标高控制。

基床抛石前在haida施工定位软件上设置好基床位置和定位船船型，在施工前对定位船和定位定向仪进行校正，为下一步抛石施工做好技术准备。

抛石船抛石时，有平行于基床和横跨于基床两种驻位方式。定位船根据事先在施工定位软件上设置好的基床位置和计划抛石的段落进行抛锚驻位。抛石时要根据潮流流向、水流大小等条件对抛石位置的影响，实时调整船舶位置打好提前量，保证所抛石料准确的落到基床上。基于定位定向仪的实时定位技术，施工技术人员可以通过haida施工定位软件实时的看到抛石定位船在施工区域的位置，及时调整定位船的位置进行抛石施工。haida施工定位软件可根据抛石驻位的方式（平行于基床或横跨于基床）调整施工主工作点以及辅工作点，用于现场实际定位，软件界面设置非常方便、友好。

三、 测量定位仪器设备参数及精度检验

在该项目施工过程中，测量控制方面利用六台双频RTK进行静态采集，采用7个控制点进行坐标参数的解算，高程采用水准测量的方式进行平差。平面精度在25px以内，高程控制在5mm以内，满足施工测量精度要求。采用的华星A12 GNSS RTK设备均是经过山东省级计量院检验合格，满足各项技术要求。作为抛石定位船的定位定向仪采用了Hemisphere 公司的V113定位定向仪，产品标称定位精度< 0.6 米 （95% 置信度），定向精度< 0.30˚rms，经过在7个控制点的检验，平面精度有5个点位优于1000px，2个点位优于1250px,完全符合精度要求。

四、 定位定向仪设备的安装及检核等注意事项

安装定位仪的定位船抛石施工平面位置示意图

该工程项目总共使用5条定位船抛石，每条船的尺寸不同，船舱不同，所以每条船的安装位置不同，但是基本都是安装在船舱上面船中心位置，但是考虑到船桅杆的遮挡，避免卫星信号的失锁和稳定，稍微偏离船中心一定距离。V113定位定向仪外壳下方有定向箭头，将设备平行安装在加固支架上即可，在电脑端安装中海达施工定位软件，设置好项目信息、坐标参数、船体参数、GNSS设备参数并导入施工区域底图后即可进行设备的调试。首先进行固定偏差的改正，将GNSS RTK流动站主机靠近定位定向仪采集坐标和施工定位软件里定位定向仪的主工作点坐标进行比对，改正固定差值，通过修改固定差值确保仪器单点精度符合要求。然后进行船体左舷及右舷前后四个点的坐标改正，通过不断的循环改正，确保每个点位的位置偏差在1250px以内。如果有的点位出现较大偏差基本是因为定位定向仪与船体中心线偏差较大引起，此刻需要重新对设备进行安装方向的微调，直到施工定位船船体的每个点位精度符合要求。通过施工定位软件设置的主工作点以及辅工作点可以实时的显示船体位置。

五、 结论

传统的定位方法是采用全站仪或者RTK进行船体的定位，首先进行船首的定位和抛锚，然后进行船尾的定位和抛锚，因为水流影响造成船首定位好后船尾出现偏差的情况而需要不断的定位，而高精度定位定向仪结合施工定位软件具备实时的显示抛石定位船的位置和方向信息，避免了传统的单点校准弊端，该定位方法可以广泛的应用于抛石船定位、挖泥船定位、铺排船定位、ADCP测量等方面，是一种经济、简单、高效的定位定向方法。

作者简介：侯健，山东省菏泽市定陶区人，生于1980年，现任青岛中海基业仪器设备有限公司副总经理，工程师。从事卫星导航定位及海洋测绘工作十余年，先后参与了国家海洋局“908”专项、科技部“973”项目、京沪高铁、青岛新机场、青岛港前湾港项目、青岛胶州湾大桥、青岛港董家口港区等项目，具备一定的施工经验，交流方式微信（QQ）:50075884,15689928777，公司网址www.sinohi.com.cn。中海基业公司为加拿大Hemisphere系列产品山东省总代理及服务中心。