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基于北斗/GPS的双模定位系统在自升式风电安装船中的应用
| 论文题名： | 基于北斗/GPS的双模定位系统在自升式风电安装船中的应用 |
| 关键词： | 自升式风电安装船;北斗定位系统;全球定位系统;坐标转换 |
| 摘要： | 在海洋工程中，其施工区域一般远离海岸线，传统的陆标定位、全站仪观测法因为通讯距离短、实时性差等缺点，已经不能满足当前工程建设的需求。目前具有我国独立知识产权的北斗定位系统已经具备面向全球提供位置服务的能力，可以完全独立于GPS系统工作，未来北斗定位技术将在海洋工程上得到广泛的应用。 海上风电近年来获得井喷式发展，海上风电场一般远离海岸线，施工作业难度较大，施工作业需要使用专业的风电安装船前往远海进行施工。三航“风华号”是一艘自升式结构的风电安装船，船的四条桩腿高出甲板面60多米，高耸桩腿在船舶定位过程中对接收机的遮挡非常严重，单GPS定位系统在这种工况下，搜星困难，可观测星数量少，RTK解算速度慢，定位效果较差。本课题充分调研了国内外卫星通讯技术的研究现状，常用系统架构、应用及特点，结合“风华号”的结构特点，详细分析了差分定位技术的工作原理，重点研究了船舶定位系统的关键技术，开发了基于北斗/GPS双模定位技术的施工定位系统，详细分析了WGS84经纬度坐标与工程坐标之间的转换关系，建立了工程坐标和船体坐标系之间的数学模型，实时解算出船舶在当地工程坐标系中的位置，并实时补偿船体的摇晃对定位结果造成的影响,创新性的解决了工程船舶定位的准确性和实时性的难题，可实现船舶厘米级别的定位精度。 本课题开发的施工定位系统在平海湾海上风电场、东台风电场等工程中投入使用，能实时计算支腿和海底电缆的距离，并实时显示船体的在工程坐标系中的位置，以及周围海缆、风机承台的相对位置，定位精度满足施工规范要求，充分论证了系统的准确性、稳定性和可靠性。形成了定位技术和控制系统相结合的成套技术，将北斗定位技术的应用拓展到海上施工领域，其研究成果在海洋工程上具有较好的推广应用价值。 |
| 作者： | 杨三元 |
| 专业： | 软件工程 |
| 导师： | 金敏;邓子云 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南大学 |
| 学位年度： | 2019 |
| 正文语种： | 中文 |
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