一种沉管隧道管节安装声呐定位方法及系统

专利主权项内容

1.一种沉管隧道管节安装声呐定位方法，其特征在于，基于安装定位系统实现，所述安装定位系统包括沉放定位子系统和对接定位子系统，所述方法包括：根据沉放船上的接收装置定位待沉管节顶部首尾安装的声源装置的位置，并基于所述待沉管节上安装的姿态传感器确定所述待沉管节的姿态信息，根据所述声源装置的位置和所述姿态信息确定所述待沉管节的位置和方向，将所述待沉管节沉放到基床设定位置；根据已沉管节上安装的接收装置定位所述待沉管节对接端顶部两侧安装的预设构型声源阵列的位置，或者，根据所述待沉管节上安装的接收装置定位所述已沉管节对接端顶部两侧安装的预设构型声源阵列的位置，确定所述待沉管节的精确位置和精确方向，引导所述待沉管节与所述已沉管节进行对接；所述根据所述声源装置的位置和所述姿态信息确定所述待沉管节的位置和方向，将所述待沉管节沉放到基床设定位置，包括：根据第一声源装置的位置，分别确定所述待沉管节在工程坐标系下的位置和所述待沉管节在工程坐标系下的方向角；根据所述待沉管节的位置和所述基床设定位置，确定所述待沉管节的沉放平移参数；根据所述方向角和经贯通测量确定的所述待沉管节的理论方向角，确定所述待沉管节的沉放水平旋转角度；根据所述姿态信息确定所述待沉管节的俯仰角，并根据所述俯仰角确定所述待沉管节的沉放水平调节角度；将所述沉放平移参数、所述沉放水平旋转角度和所述沉放水平调节角度反馈给所述沉放船上的执行系统，以便所述执行系统对所述待沉管节进行平移、旋转和调节，将所述待沉管节沉放到所述基床设定位置；所述对接定位子系统包括安装在所述已沉管节对接端上的第二接收装置和安装在所述待沉管节对接端顶部两侧的第二声源装置，或者，包括安装在所述已沉管节对接端上的第二声源装置和安装在所述待沉管节对接端顶部两侧的第二接收装置；所述确定所述待沉管节的精确位置和精确方向，包括：所述第二接收装置根据所述第二声源装置的声呐定位信号确定所述第二声源装置的声源阵列中每个声源的位置；根据所述声源阵列的预设构型对所述声源阵列每个声源的位置进行拟合修正，确定所述待沉管节的精确位置和精确方向；所述第二声源装置的声源数量为多个时，所述根据所述声源阵列的预设构型对所述声源阵列每个声源的位置进行拟合修正，确定所述待沉管节的精确位置和精确方向，包括：基于预设拟合算法将所述声源阵列的位置拟合为所述声源阵列的预设构型，确定拟合最优解；基于所述拟合最优解对所述声源阵列的位置进行修正，得到所述待沉管节的精确位置和精确方向；所述第二声源装置相同位置的声源构成声源对，所述引导所述待沉管节与所述已沉管节进行对接，包括：根据所述第二声源装置的声源阵列的坐标以及所述第二声源装置的声源阵列的理论坐标，确定所述待沉管节的对接平移参数；根据所述声源对的坐标连线，确定所述声源对与所述待沉管节的中轴线的观测夹角；根据所述观测夹角以及预设的参考夹角，确定所述待沉管节的对接旋转参数；将所述对接平移参数和所述对接旋转参数反馈给所述沉放船上的执行系统，以便所述执行系统对所述待沉管节进行平移和旋转，实现所述待沉管节与所述已沉管节的对接。