一种用于海洋平台吊装施工期间吊物实时运动的监测系统技术领域
本发明涉及一种船舶与海洋工程技术领域的监测系统，更具体的说，是涉及一种
用于海洋平台吊装施工期间吊物运动监测的系统。
背景技术
吊装安装是海上平台组块重要安装方法。吊装作业包括起吊和就位两个阶段。在
起吊过程中，由于海洋环境的影响，起重船、平台上部组块、驳船之间的相对运动复杂，可能
会发生碰撞，造成安全事故。在就位过程中，由于海洋环境的影响，上部组块与导管架之间
的相对运动较复杂，易发生碰撞。因此，实时监测起重船、吊物、吊臂运动以及海洋环境状况
是防止发生碰撞的有效措施。
相对于模型试验和数值模拟，海上实际测量具有真实性、可靠性等优点，能真实反
映起重船在实际海况下的运动，因此，可广泛用于对模型试验和数值模拟结果的检验。综
上，海上实际测量对现场安装和科研工作均具有重要意义。
区别于一般的运动监控系统，海上吊装安装过程中的运动测量，具有大尺度、环境
多变、数据传输易受干扰、测量精度要求高、设备刚性固定要求、施工期间不间断测量等特
点。这对运动测量方案提出了新的要求。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种用于海洋平台吊装施工期
间吊物运动监测的系统。该系统用于吊装作业期间起重船、吊臂以及上部组块运动实时同
步测量的方案，解决吊装安装过程中大尺度、环境多变、长距离传输数据易受干扰、设备刚
性固定、施工期间不间断测量等问题。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种用于海洋平台吊装施工期间吊物实时运动的监测系统，包括共用一套RTK基
准站的起重船运动测量系统、吊臂运动测量系统和吊物运动测量系统；所述起重船运动测
量系统设置在起重船甲板上，所述吊臂运动测量系统设置在吊臂中部，所述吊物运动测量
系统设置在吊物上；
所述起重船运动测量系统由第一RTK移动站、第一GPS/INS系统和第一数据实时显
示系统组成，所述第一数据实时显示系统将测点运动信息、船舶浮态信息实时显示于电脑
屏幕；
所述吊臂运动测量系统由第二RTK移动站、第二GPS/INS系统、第二数据实时显示
系统、第一无线模块传输系统和系统集成箱组成；吊臂运动测量系统用于测量起重船上吊
臂刚体上测点的运动数据，所述第一无线模块传输系统的发射端设置于吊臂上，用于发射
数据信号；所述第一无线模块传输系统的接收端布设置于起重船甲板上，用于接收信号，实
现长距离数据传输，所述第二数据实时显示系统将测点运动信息、吊臂倾角信息实时显示
于电脑屏幕；
所述吊物运动测量系统由第三RTK移动站、第三GPS/INS系统、第三数据实时显示
系统和第二无线模块传输系统构成；所述第二无线模块传输系统的发射端设置于吊物上，
所述第二无线模块传输系统的接收端设置于起重船甲板上，用于接收信号，所述第三数据
实时显示系统将测点运动信息实时显示于电脑屏幕。
所述起重船运动测量系统、吊臂运动测量系统和吊物运动测量系统通过同步测量
和同步采样，分别得到起重船刚体、吊臂刚体、吊物刚体在实际海况下测点位置的实时运动
数据，获得的数据实时显示于电脑屏幕；然后对测点位置的运动数据通过坐标转换获得起
重船重心、吊点、吊物重心的同步运动数据；最后得到吊物重心与吊点之间、吊物重心与起
重船重心之间的相对运动数据，用于分析吊装过程中吊物的运动响应特性。
所述系统集成箱用于将第二GPS/INS系统和第一无线模块传输系统集成并固定，
所述系统集成箱刚性固定在吊臂上。
所述RTK基准站设在距离小于15海里的固定式海洋平台上或导管架上。
与现有技术相比，本发明的技术方案所带来的有益效果是：
本发明系统用于吊装作业期间起重船、吊臂以及上部组块实际运动的实时同步测
量，该系统针对海上环境设计完善，稳定可靠，数据传输稳定，测量精度高，可做到连续监
测。区别于普通的GPS定位系统，本发明所述RTK测量系统通过基准站与移动站之间的实时
差分获得更高精度的位置信息，能获得厘米级定位精度以及0.05°的姿态精度。
附图说明
图1是本发明的实施例的吊装作业实际运动测量系统的构成示意图；
图2是本发明中各系统布置位置示意图；
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下
进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的
实施例。
如图1和图2所示，本发明保护一种用于海洋平台吊装施工期间吊物实时运动的监
测系统，包括起重船运动测量系统、吊臂运动测量系统和吊物运动测量系统，三套系统共用
一个RTK基准站；所述起重船运动测量系统设置在起重船甲板上，所述吊臂运动测量系统设
置在吊臂中部，所述吊物运动测量系统设置在吊物上。
其中，起重船运动测量系统包括：第一RTK移动站、第一GPS/INS系统(全球定位系
统/惯性导航系统)和第一数据实时显示系统；吊臂运动测量系统包括：第二RTK移动站、第
二GPS/INS系统、第二数据实时显示系统、第一无线模块传输系统和系统集成箱；吊物测量
系统包括：第三RTK移动站、第三GPS/INS系统、第三数据实时显示系统和第二无线模块传输
系统。RTK基准站设在距离小于15海里的固定式海洋平台上或导管架上。
起重船运动测量系统布置在起重船甲板上，吊臂运动测量系统布置在吊臂中部，
吊物运动测量系统布置在吊物上。起重船运动测量系统、吊臂运动测量系统和吊物运动测
量系统三个系统分别测得波浪中起重船刚体、起重船上吊臂刚体、吊物刚体的测点位置的
同步运动数据并实时显示；再通过坐标转换获得起重船重心、吊点、吊物重心的运动数据，
最后可以得到吊物重心与吊点之间、吊物重心与起重船重心之间的相对运动数据，用于船
舶运动响应、吊物运动响应研究。
无线模块传输系统有两套，每一套包括发射端和接收端，吊臂运动测量系统内的
发射端布置于吊臂中部，接收端布置于起重船甲板上；吊物运动测量系统内的发射端布置
于上部组块上，接收端布置于起重船甲板上。用于数据长距离传输。
系统集成箱集成了吊臂运动测量的第二GPS/INS系统、第一无线模块传输系统和
接收电台，该集成箱能保证在大倾角条件下刚性固定于吊臂上，并不受恶劣天气的影响，施
工期间不间断测量。
以上详细描述了本发明的具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创
造性劳动就可以根据本发明的构思作出修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本
发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方
案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。