北斗GPS智慧打樁引導系統 Intelligent Guide System of Pile Driver IG300-PD

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 的要求。作爲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高精度樁機智慧定位引導系統就是爲此研究開發，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資訊，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圖紙資料可以直接導入打樁軟體，自動生成點座標，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）智慧化操作流程，打樁過程中，可以在螢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 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）系統軟體自帶座標系統校準功能，一個工區第一次作業時，可直接進行現場座標校準，無需第三方軟體支持，同時還可以直接輸入已有的座標參數，如七參數等；

7）智慧化報 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，智慧報 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瞭解現場的作業情況，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， 的GLONASS等衛星定位資訊，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高精度樁機智慧定位引導系統以高精度RTK技術爲依託，爲各類打樁機提供尋位引導和精確定位 ，系統可以實時獲取高精度的三維位置和方位角度資訊，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 、準確的現場作業。

圖1 打樁機智慧引導系統原理

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

圖2 高精度樁機智慧引導系統組成圖

5 系統操作 1）前期資料準備 從項目部獲取控制點資料和打樁區域CAD設計圖（或者樁位點座標）。 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 系統連接好後，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。將施工樁點資料導入控制軟體，在控制軟體中上選擇樁點，根據軟體引導線提示將樁機移動到打樁點附件，上樁再調平樁機，根據螢幕中的十字瞄準圖細調，控制在誤差範圍內下樁，再根據軟體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。 軟體控制界面中左側爲 工作狀態，顯示實時座標及樁點座標 中間部分顯示爲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。 圖3 軟體顯示界面圖

7 實際應用案例 以在靜力壓樁機的應用爲例，在過去人們憑藉經緯儀、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，縱移和橫移完全破壞了之前的標記點，施工人員很難找到原來的標記點來定位，同時樁機到位後複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高精度樁機智慧定位引導系統之後，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資訊，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。