時至今日,隨著科技發(fā)展的現(xiàn)階段,國內(nèi)的攤鋪作業(yè)仍多采用傳統(tǒng)的 2D 自 動控制調(diào)平系統(tǒng),通常采用滑靴傳感器和聲納傳感器追蹤測量人員架設(shè)的鋁梁 或者基準線進行現(xiàn)場施工來實現(xiàn)對攤鋪厚度和平順性的控制;施工現(xiàn)場通常需 要很多工作人員進行基準的架設(shè)以及道面的前期、后期測量工作,因在攤鋪過 程中無法實時監(jiān)測,若出現(xiàn)質(zhì)量問題,只能采用事后處理的方式進行彌補。并 經(jīng)常出現(xiàn)由于基準設(shè)定變動甚至錯誤而導(dǎo)致的返工現(xiàn)象。由于工地現(xiàn)場需要不 同類型的機械設(shè)備協(xié)同作業(yè),同時需要不同工種的大量現(xiàn)場作業(yè)人員,人機混 雜,現(xiàn)場協(xié)調(diào)十分費時費力。相比現(xiàn)在歐美等發(fā)達國家多采用的 3D 控制系統(tǒng)攤 鋪作業(yè)方式,傳統(tǒng)的 2D 攤鋪作業(yè)整個施工作業(yè)過程需要過多的人工干預(yù),自動 化程度不夠,在很大程度上浪費了施工單位的人力、物力、財力,并由于傳統(tǒng) 設(shè)計和施工理念及應(yīng)用技術(shù)的限制,在攤鋪施工中還存在一些攤鋪作業(yè)理念和 技術(shù)需要改進及提高。
拓普康 mmGPS 3D 攤鋪控制系統(tǒng)組成
拓普康 mmGPS 3D 攤鋪控制系統(tǒng)可兼容目前世界上主流的大部分攤鋪機品牌 和型號,廣泛應(yīng)用于對攤鋪質(zhì)量要求很高的機場、高速公路、試車場和場 等場道施工領(lǐng)域,已在世界范圍內(nèi)得到廣泛的應(yīng)用及驗證,其系統(tǒng)配置及組成 參見如下圖示,并就系統(tǒng)的組成做逐一簡單介紹。
1、GNSS 基準站
拓普康 HiPer 系列接收機采用的定位技術(shù),以極其緊湊和輕 巧的結(jié)構(gòu)提供了業(yè)界的信號接收靈敏度和多路徑抑制性能,可以為 GNSS 定 位實時提供可靠的、高精度的定位成果。以在工程領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的 HiPer V
GNSS 接收機主要技術(shù)指標簡列如下。
? RTK 定位 平面:10mm+1ppm,高程 15mm+1ppm
? 通道數(shù):226 個超級通用通道;
? 跟蹤信號:GPS、GLONASS 和 BDS(北斗)
? 電臺類型:內(nèi)置 1W 數(shù)字發(fā)射和接收電臺,支 持 PDL 和 Satel 電臺協(xié)議
? 網(wǎng)絡(luò)通訊:聯(lián)通 3G、移動和聯(lián)通 2G
? 內(nèi)存:封裝 8GB 不可拆卸工業(yè)級內(nèi)存
? 電池:大容量封裝鋰電池
? 防護:IP67 級防塵、防水,99%防冷凝
? 端口:1 個串口、1 個外接電源口、1 個電臺接口
2、GX-60 控制箱
控制箱是 mmGPS 3D 控制系統(tǒng)的核心組成單元,是連接 mmGPS 系統(tǒng)和 攤鋪機系統(tǒng)的核心部分。它既是 mmGPS 的人機界面,同時 也是向攤鋪機系統(tǒng)發(fā)布指令的控制中心。通過 3D-MC 軟件 進行設(shè)置控制和操作攤鋪機系統(tǒng)參數(shù),并將設(shè)計的攤鋪表
面 3D 模型實時轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號傳遞給液壓控制系統(tǒng),它能 夠進行設(shè)計數(shù)據(jù)的上傳,實測數(shù)據(jù)的顯示、存儲與下載, 能夠監(jiān)控整體作業(yè)情況以及與設(shè)計數(shù)據(jù)對比計算出的偏差,并能夠根據(jù)施工工 況和項目要求設(shè)置不同的精度等級。精度范圍可根據(jù)需要設(shè)置為 1mm 至 20 mm。GX-60 控制箱采用工業(yè)級防護設(shè)計,全彩色觸控屏便于操作和監(jiān)控系統(tǒng)工 作狀態(tài)。主要特點簡列如下。
● 采用全新設(shè)計的觸摸屏;
● 具有背景光,可以在晚上看見;
● 防塵防水等級:IPX6
● 可以加載無線數(shù)據(jù)傳輸模塊
● Windows XP 操作系統(tǒng),性能強大
● 的 LCD 顯示屏具有亮度調(diào)節(jié)和多視角查看功能
● 可調(diào)節(jié)的明暗度,即使在刺眼的強光下也可以清晰的讀取屏幕;
3、LZ-T5 域激光發(fā)射器
域激光發(fā)射器為 mmGPS 3D 控制系統(tǒng)提供可靠 的、毫米級的高精度高程控制信號,其可以掃描一個高 度達 10 米、半徑達 300 米的有效域激光定位區(qū)域,系統(tǒng) 允許使用多達 4 臺的 LZ-T5 域激光發(fā)射器同時工作,為 大范圍及高落差的施工工作區(qū)域提供便利條件,主要技 術(shù)指標簡列如下。
● 高程控制精度典型優(yōu)于 2mm
● 測量半徑:300m
● 內(nèi)置自動調(diào)平
● 工作時間:約 18 小時
● 防塵防水等級:IPX6
● 允許 PZL-1 域激光接收器測量帶寬:±100(5~30m)、±5m(30~
300m)
4、接收機
機載 MC-R3 GNSS 接收機是用于施工機械上的專業(yè) 化 GNSS 設(shè)備,具有的三防性能和內(nèi)置電臺等 配置。它將 GNSS/激光傳感器獲取的 GNSS 信號和激光 信號進行信號轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)處理,計算出實時 GNSS 3D 坐標和精密高程,并將其結(jié)果發(fā)送給系統(tǒng)控制器,主 要技術(shù)指標簡列如下。
● 平面 10mm+1ppm
● 跟蹤技術(shù)(GPS/GLONASS/GALILEO)
● 支持無線數(shù)據(jù)傳輸
● 內(nèi)置數(shù)字電臺
● 防塵防水等級 IP66
● 防震等級 可抗 2 米水泥地面自然墜落
5、PZS-MC 域激光接收器
域激光接收器包括一體化的 GNSS 接收天線和具有
360°激光接收能力的激光接收元件。它可以同時接收 GNSS 衛(wèi) 星信號和由激光發(fā)射器發(fā)射的激光信號,并通過電纜線將信號 傳遞給 GNSS 接收機。GNSS/激光接收器通常安裝在自動或手動 可升降的桅桿上并與攤鋪機熨平板進行剛性連接。GNSS/激光 接收器與熨平板底部的固定偏差在系統(tǒng)安裝時會進行精密量測 和校準。在實際操作中,由于相對固定的幾何關(guān)系,由 GNSS 相位中心和激光接收元件的幾何中心可以精確推算出熨平板底
部的實時 3D 位置與高程,從而可以與設(shè)計數(shù)據(jù)進行對比并通過控制攤鋪機液壓 系統(tǒng)對熨平板進行升/降控制實現(xiàn)毫米級高程精度。
● 防塵防水等級:IPX6
● ID 號碼可使關(guān)聯(lián)的激光發(fā)射器準確無誤的鎖定目標
● 可見 LED 燈,操作員可輕松確定目標狀態(tài)
● 堅固的設(shè)計保證了其在的工況下正常使用
6、mmGPS 流動站
mmGPS 流動站主要由 HiPer 系列接收機和 PZS-1 域激光接收器和配套的控 制器及軟件組成,支持中國北斗,為 mmGPS 系統(tǒng)的檢測設(shè)備。其用途是為了在 施工過程當(dāng)中按照項目要求或施工需要對攤鋪結(jié)果進行現(xiàn)場檢核。設(shè)計數(shù)據(jù)存 儲在控制手簿中。通過實測得到的 GNSS RTK 3D 位置信息和激光接收器得到的 精密高程信息,可以檢核實際攤鋪結(jié)果與設(shè)計數(shù)據(jù)的差異。
● 兩個部分組成:HiPer 系列接收機+PZS-1 域激光接收器
● 接收角度:水平:±10° 垂直:±10°
● 高程精度:優(yōu)于 2mm;
● 操作簡便,開機即可工作,無需設(shè)置
● 毫米級高程定位及檢測精度
● 智能激光技術(shù),自動識別發(fā)射其信號,無干擾
● 防護等級:IP67