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专利号: 2022101387105
申请人: 北京建筑大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-09-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种利用GNSS建筑塔机塔顶位置的预警装置,用于建筑塔机系统,所述建筑塔机系统包括建筑塔机的塔身、位于所述塔身顶部的GNSS检测站、位于施工现场的GNSS基准站,所述装置包括:三维动态检测计算单元,从所述GNSS基准站和所述GNSS检测站接收卫星定位数据,计算塔顶的北向、东向及天顶向的位置检测结果;

检测参数确定单元,根据所述塔顶的北向、东向及天顶向的位置检测结果,确定当前检测历元的塔顶三维动态检测参数;

预警参数确定单元,根据所述GNSS检测站的标称检测精度,确定当前检测历元的预警参数;

预警单元,将所述塔顶三维动态检测参数与所述预警参数进行比较并根据比较结果确定进行预警,其中,所述预警参数确定单元针对当前历元,计算多个预警参数,所述预警单元将所述塔顶三维动态检测参数与所述预警参数分别进行比较并基于比较的结果进行分级预警,其中,当n→∞时,所述塔机塔顶的预警参数如下地确定:式中, 和 分别表示为塔机塔顶三维动态检测的北向预警参数、东向预警参数和天顶向预警参数;a、b分别表示为所述GNSS检测站的接收机的固定误差和比例误差;h表示为建筑塔机的塔身高度;k为分级预警临界系数,包括C级预警提示系数kC、B级预警告警系数kB和A级预警应急系数kA,所述A级预警应急系数如下地确定:

其中,kA为所述A级预警应急系数;a、b分别表示为所述GNSS检测站的接收机的固定误差和比例误差;h表示为建筑塔机的塔身高度;m为所述塔机的塔身垂直度系数,m=0.5~2。

2.根据权利要求1所述的预警装置,其特征在于,所述三维动态检测计算单元如下地确定塔顶的北向、东向及天顶向的位置检测结果:对各观测历元的导航卫星进行筛选分级处理,分为参考卫星、一级卫星和二级卫星,将高度角最大的导航卫星确定为参考卫星,再依据卫星的高度角与方位角信息,筛选出空间几何分布最佳的预定数量的导航卫星确定为一级卫星,将剩余的导航卫星确定为二级卫星;

以参考卫星为基准星,根据双频相关法单历元快速解算一级卫星的双差整周模糊度参数,再根据最小二乘法原理,获得检测站坐标和点位中误差,称为单历元局部解;

再以单历元局部解作为检测站初始位置,根据直接计算法直接解算二级卫星的双差整周模糊度参数,从而确定双差整周模糊度;

根据双差整周模糊度,利用最小二乘参数估计器计算塔顶的北向、东向及天顶向的位置检测结果。

3.根据权利要求1所述的预警装置,其特征在于,所述塔顶三维动态检测参数如下地确定:其中,(ΔNn,ΔEn,ΔUn)表示建筑塔机塔顶第n个历元的历元位置在北向、东向及天顶向的三维动态检测量,即塔顶三维动态检测参数,n>1且为整数;(xn,yn,Hn)表示所述GNSS检测站的第n个检测历元的北向、东向及天顶向的三维动态检测结果;(Mx,My,MH)表示所述建筑塔机的塔基中心化参考值,可以如下地计算:当建筑塔机塔基中心位置的坐标为未知时,所述建筑塔机的塔基中心化参考值如下地计算:此时,(Mx,My,MH)表示基于历史历元累积位移的北向、东向及天顶向的算术几何平均值;

当建筑塔机塔基中心位置的坐标为已知时,所述建筑塔机的塔基中心化参考值如下地计算:其中,(xo,yo,Ho)表示为建筑塔机塔基中心位置的北向、东向及天顶向坐标。

4.根据权利要求1所述的预警装置,其特征在于,所述C级预警提示系数为2或3,即:其中,kC为所述C级预警提示系数。

5.一种利用GNSS建筑塔机塔顶位置的预警装置,用于建筑塔机系统,所述建筑塔机系统包括建筑塔机的塔身、位于所述塔身顶部的GNSS检测站、位于施工现场的GNSS基准站,所述装置包括:三维动态检测计算单元,从所述GNSS基准站和所述GNSS检测站接收卫星定位数据,计算塔顶的北向、东向及天顶向的位置检测结果;

检测参数确定单元,根据所述塔顶的北向、东向及天顶向的位置检测结果,确定当前检测历元的塔顶三维动态检测参数;

预警参数确定单元,根据所述GNSS检测站的标称检测精度,确定当前检测历元的预警参数;

预警单元,将所述塔顶三维动态检测参数与所述预警参数进行比较并根据比较结果确定进行预警,其中,所述预警参数确定单元针对当前历元,计算多个预警参数,所述预警单元将所述塔顶三维动态检测参数与所述预警参数分别进行比较并基于比较的结果进行分级预警,其中,当n→∞时,所述塔机塔顶的预警参数如下地确定:式中, 和 分别表示为塔机塔顶三维动态检测的北向预警参数、东向预警参数和天顶向预警参数;a、b分别表示为所述GNSS检测站的接收机的固定误差和比例误差;h表示为建筑塔机的塔身高度;k为分级预警临界系数,包括C级预警提示系数kC、B级预警告警系数kB和A级预警应急系数kA,所述C级预警提示系数为2或3,即:

其中,kC为所述C级预警提示系数。