全站仪测量船体分段表面精度方法研究-论文.pdf

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1、NAVALARCHITECTUREANDOCEANENGINEERING船舶与海洋工程2014年第3期(总第99期)全站仪测量船体分段表面精度方法研究白冰，刘玉亮，郑绍春(武汉理工大学交通学院，武汉430063)摘要：由于对精度控制大多只关注船体分段的主尺度精度，而忽视了船体分段的外表面精度。基于此，研究提出了一种采用全站仪对边测量法，以基准点为导向进行垂直扫描船体外表面的简易方法，并采用软件生成三维模型与设计模型对比，据此检验建造的船体分段外形的精度。关键词：全站仪；船体表面；精度控制；垂直扫描中图分类号：U671．99文献标志码：B文章编号：

2、2095．4069(2014)03—0072．02Abstract：Mostprecisioncontrolmayonlyfocusonthemaindimensionsofhu11blocksbutneglectthesurfaceprecision．Therefore，thisstudyproposesameasurementmethodusingtacheometry,whichprovidesaneasywaytoperformtheverticalscanningoftheouterhullsurfacebasedonbenchmark

3、points；thencomparethe3Dmodelgeneratedbysotlwarewiththedesignmodel；theprecisionoftheconstructedhullbloeksurfacecanthusbeexamined．Keywords：tacheometry；hullsurface；precisioncontrol；verticalscanning0引言在船厂中，精度控制受到高度重视，然而在分段建造过程中，只对船体分段进行长、宽、高以及对角测量以保证精度，对于分段外表面一般不进行精度测量。板材加工时用样箱保证

4、了每块板的形状规格，但是船体分段外表面是由许多块板材、型材焊接而成，在拼板焊接过程中会造成板的收缩、伸展等变形，使得建造船体分段外表面与设计的船体分段外表面有一定的误差，将对船舶的性能产生不利影响。对分段外表面进行测量，得到实际船体相对于设计船体的误差，有利于提高船舶建造精度和质量】。基于此，提出一种采用全站仪的对边测量法测量船体外表面形状的简易方法，并结合软件生成三维模型与设计的三维模型比较，检验船体分段外表面建造的精度。1测量原理对边测量作为一种间接测量，主要根据相对测量原理，获取两个无法直接通视的测量点间距离和高差L2j。逆对边测量法是根据

5、相对测量原理，己知基准点坐标，获取与此点高度差为Ah目标水线上一点的方法。水线1为基准水线，水线间距为，以水线1上各点为基准点，在对边测量模式下，调解全站仪V=Ah(V一测量起点和测量终点的垂向高度差)，得到与水线1上基准点高度差为△的各点，这些点即为水线2上各点。例：在通视分段的任意O点放置全站仪，点为水线1上一基准点，在全站仪对边测量模式下，仅调解V=Ah，得到4点，4点即为水线2上的点(由于船体外表面的曲面变化，、4的水平距离一般不为0)，见图1。全站仪采用球坐标系，厶、厶为实测平距，、为实y测竖角，7为和4实测水平角，并已知点的坐标要素：

6、平距厶，图1测量原理水平角0，竖角。则点坐标：收稿日期：2013-08—12第一作者简介：白冰，男，学士，1991年生。就读于武汉理工大学，现从事船舶建造工艺研究工作。白冰，等：全站仪测量船体分段表面精度方法研究73=．Sin(；y=L2．cos(；z=2测量方法全站仪测量船体分段外表面时依据对边测量模式，以基准水线上各点为基准点，依次进行垂直扫描，测量各水线上的点，并得到各点坐标。2．1全站仪位置L￡工全站仪的位置要保证可以通视整个船体分段外表面。由于船首和船尾曲面变化较复杂，测量船首时，全站仪放置在船首偏前，测量船尾时，全站仪放置在船尾偏后。

7、对于其他的船体分段外表面，全站仪放置只需保证通视外表面即可。整个测量过程中全站仪不发生位移。2．2测量步骤1确定船体分段的基准水线，取分段上任意一条平行于设计水线的直线；RRR21用全站仪测得船体分段总长，高度日。根据总长在基准水线上选取个基准点，则基准点间距为分别为点，，⋯⋯，根据高度确定y条水线，就可以得到水线间距H／Y；31调整全站仪，测量基准水线上点的坐标值。在对边测量L￡￡模式下，以为基准点进行垂直扫描，调节全站仪使得V=H／Y，确定目标水线上位置点l，记录J的坐标值，继续调节V=H／Y,依次可得到2，3，⋯⋯所有水线上与点的对应点作全

8、过程测量，调节全站仪对准基准水线点，重复上述操作，扫描高度差仍为V=H／Y,得到1、、B3，⋯⋯的坐标值，按照同样的方法可以依RRR删次