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1 引言

隨着經濟的發展，近年來國內進行大規模的城市化建設，各類建築和基礎設施的施工的數量激增，工程難度加大，質量要求提高，而且時間緊任務急，這給施工設備提出了更高的要求。作為主要施工設備的打樁機也迎來了機遇和挑戰，開發適應時代和國情的高精度打樁機，就顯得非常迫切了。

IG300-PD高精度北斗/GPS高精度樁機智能定位引導系統就是為此研究開發，該系統的應用可以大大提高設備的工作效率和施工的準確性，並可有效節省人力，帶來可觀的經濟效益。

2 系統特點

1）實現實時引導定位，系統可以實時獲取高精度的三維位置和方位角度信息，通過實時解算和顯示對設定鑽孔位置進行實時導引；

2）定位精度高，通過北斗/GNSS雙天線定位定向系統，可實現對樁孔定位精度在±1釐米範圍內；

3）無紙化作業，CAD圖紙數據可以直接導入打樁軟件，自動生成點坐標，同時完成自動校驗，現場無需放樣操作，直接通過本系統引導定位打樁；

4）可24小時連續工作，不受天氣影響；

5）智能化操作流程，打樁過程中，可以在屏幕上直接點擊需要打樁的點位，也可以直接輸入樁號查找，對於打過的樁號，圖形上會自動用不同顏色區分顯示，當打樁機到達要打樁點附近時，該樁點會自動放大，提高辨識度和精準度，打完一個樁點會自動選擇就近的樁點，也可人工選擇下一個樁點；

6）系統軟件自帶坐標系統校準功能，一個工區第一次作業時，可直接進行現場坐標校準，無需第三方軟件支持，同時還可以直接輸入已有的坐標參數，如七參數等；

7）智能化報警提示，在打樁過程中實時提示打樁精度，對於精度不滿足要求時，將自動提示，智能報警的精度提示可根據客戶的要求進行修改；

8）可根據客戶要求定製開發手機APP功能，管理者可直接在手機上了解現場的作業情況，方便客戶對打樁效率、質量進行有效監控和管理；

9）衛星定位系統採用我國自主知識產權的北斗衛星系統，同時也可以接收美國的GPS，俄羅斯的GLONASS等衛星定位信息，實現多衛星系統的聯合作業，提高了系統的可靠性和精確性。

3 系統原理

IG300-PD高精度北斗/GPS高精度樁機智能定位引導系統以高精度RTK技術為依托，為各類打樁機提供尋位引導和精確定位服務，系統可以實時獲取高精度的三維位置和方位角度信息，通過實時解算和顯示對設定鑽孔位置進行實時導引和精確定位，從而達到高效、準確的現場作業。

 

4 系統組成

IG300-PD整套系統由SS300雙天線定位定向接收機、GNSS接受天線、MS600基站接收機、無線電台（基站模式用）安卓平板（或安卓手機）、控制顯示終端APP等構成。

 

5 系統操作

1）前期數據準備

從項目部獲取控制點數據和打樁區域CAD設計圖（或者樁位點坐標）。

2）架設基站

使用MS600選擇固定點或隨機點架設基站。

3）安裝儀器

SS300主機和安卓平板安裝在駕駛室內部，通過天線電纜連接外部天線。

6.上機操作

系統連接好后，操作手通過藍牙連接SS300接收主機到安卓平板，運行控制引導顯示APP。將施工樁點數據導入控制軟件，在控制軟件中上選擇樁點，根據軟件引導線提示將樁機移動到打樁點附件，上樁再調平樁機，根據屏幕中的十字瞄準圖細調，控制在誤差範圍內下樁，再根據軟件提示的送樁高度來確定打樁深度。操作手在操作熟練的情況下，微調過程在一分鐘之內可以完成。

軟件控制界面中左側為接收機工作狀態，顯示實時坐標及樁點坐標

中間部分顯示為工地樁點分布圖及樁機實時位置。

右側顯示距當前樁點偏移量，送樁高度和十字瞄準器界面。

 

7 實際應用案例

以在靜力壓樁機的應用為例，在過去人們憑借經緯儀、全站儀及RTK等技術手段進行“人工”或“半人工”打樁定點，目前市面上的靜力壓樁機都是採用迴轉機構構成的步履式行走，縱移和橫移完全破坏了之前的標記點，施工人員很難找到原來的標記點來定位，同時樁機到位后復測點位基本無法實現。之前採用經緯儀加鋼尺的組合進行定點放樣，這種方式前期運算量大，後期放樣施工繁瑣，工作效率低，強度大。

在某型靜力壓樁機安裝了IG300-PD高精度北斗/GPS高精度樁機智能定位引導系統之後，不再需要用觀測標記點來定位，系統通過實時獲取和解算方位信息，引導操作手實施可靠的精準定位，大大提高了打樁效率，原來5人組一天能打25根樁，現在4個人一天可打30根樁，不論晚上或者天陰下雨都可以不間斷打樁。

 

8.總結

數字化施工是工程機械行業的未來，傳統的工程方式是操作人員看圖紙根據自己的操作水平去使用工程機械來達到工程的效果，而未來可以轉換成工程機械能夠讀得懂的數據，數據會控制機械操作，減少人的控制和誤差。我們相信數字化施工技術未來在中國會得到廣氾的應用，而且會成為一個主流。

 

 

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