曹偉

摘要：在科技技術(shù)、船舶制造技術(shù)不斷發(fā)展的當下，船舶數(shù)字化制造測量技術(shù)也在不斷創(chuàng)新。客觀來講，傳統(tǒng)船舶制造模式相對分散，質(zhì)量、效率、能耗無法把控，已經(jīng)無法滿足當前現(xiàn)代船舶制造工作發(fā)展進步。針對超大空間船舶制造來說，精密測量難度較大，積極借助數(shù)字化船舶制造測量技術(shù)，可以解決這一技術(shù)難題。本文將借助網(wǎng)絡(luò)多站模式的非正交控網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)建出大空間整體結(jié)構(gòu)化三維測量技術(shù)，保障船舶制造測量技術(shù)的科學(xué)性、精密性，為數(shù)字化船舶制造打下良好基礎(chǔ)保障。

關(guān)鍵詞：船舶制造;數(shù)字化;測量技術(shù)

我國現(xiàn)代船舶制造一般采用“巨型總段建造”工藝開展施工，船舶尺寸可以達到十幾米甚至上百米的空間范圍，船舶制造測量手段也介于傳統(tǒng)測量手段和精準測量手段之間，很難滿足大尺寸船舶制造實際需求，對大尺寸精準測量技術(shù)提出了巨大挑戰(zhàn)。wMPS室內(nèi)空間測量定位系統(tǒng)作為一種具備科學(xué)性、高效性的測量手段，可以有效滿足大尺寸、高精度船舶制造測量需求，可以與數(shù)字化技術(shù)緊密結(jié)合，滿足當代船舶制造測量工作需求。近年來室內(nèi)空間測量定位系統(tǒng)已經(jīng)積極融入到了船舶制造領(lǐng)域當中，并獲得了諸多效果和成績，為大尺寸船舶制造工作奠定了良好的技術(shù)支持和基礎(chǔ)保障。

1我國船舶制造測量技術(shù)現(xiàn)狀

船舶制造生產(chǎn)過程中，需要通過切割、加工、焊接等手段，完成船舶生產(chǎn)制造。為了把控船舶制造加工精準度，必須要對各部件裝配過程進行整體監(jiān)控，把控各個部件的精準度。結(jié)合我國各大船廠當前所使用的船舶制造測量技術(shù)來看，大多借助人工測量形式，利用尺子、樣板樣箱、水準儀等測量儀器，對船舶制造部件進行測量，完成一維、二維測量需求。在三維測量時，則會利用全站儀開展測量。當前部分船廠現(xiàn)有的測量手段相對落后，很難實現(xiàn)數(shù)字化發(fā)展要求，無法結(jié)合船舶制造部件實際需求構(gòu)建出數(shù)字化三維模型，更無法將測量數(shù)據(jù)實時反饋給設(shè)計部門，很難提升船舶制造精準度。船廠在測量大尺寸部件時，往往會利用全站儀開展測量，雖然全站儀具備易攜帶、靈活、量程遠等特點，但是隨著數(shù)字化船舶制造的不斷發(fā)展，全站儀測量局限性日漸凸顯。全站儀在開展測量時，只能覆蓋自身測量空間，針對大型復(fù)雜船舶制造現(xiàn)場測量來說，因為視線遮擋等諸多問題，會造成測量數(shù)據(jù)信息誤差，無法滿足大尺寸船舶精準測量需求。此外，全站儀這種單站極坐標測量系統(tǒng)，很難滿足多個測量任務(wù)需求，在實時共享測量數(shù)據(jù)層次上也受到一定的局限，無法滿足現(xiàn)代數(shù)字化船舶制造需求。

2wMPS整體結(jié)構(gòu)測量思路

wMPS室內(nèi)空間測量定位系統(tǒng)是在GPS技術(shù)基礎(chǔ)上，將傳感測量定位內(nèi)容，融入到了系統(tǒng)范圍當中。作為一種具有高效性的測量技術(shù)手段，wMPS室內(nèi)空間測量定位系統(tǒng)在航空航天、船舶制造等諸多工業(yè)當中，存在巨大應(yīng)用價值。針對船舶制造測量領(lǐng)域來說，wMPS系統(tǒng)在實施過程中，可以構(gòu)建出多站立體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，執(zhí)行較大空間整體測量任務(wù)。測量單元以網(wǎng)絡(luò)形式結(jié)構(gòu)進行擴展，整體結(jié)構(gòu)化測量模式通過多觀測量交會，在擴展量程的基礎(chǔ)上，還可以依靠高精準度幾何約束、冗余測量平差方法來提升測量精準度。借助wMPS對船臺下分段開展動態(tài)監(jiān)測，借助大量高精度測量數(shù)據(jù)對各個部件開展快速精確調(diào)節(jié)，控制掌握各個部件的尺寸，有效提升了測量效率，提高了船舶生產(chǎn)測量自動化、數(shù)字化。

3wMPS整體結(jié)構(gòu)測量應(yīng)用策略

3.1測量系統(tǒng)布局設(shè)計

在船舶制造生產(chǎn)實踐中分析出了影響船舶制造測量精準度的主要因素，針對分布式系統(tǒng)來講，影響船舶制造測量精準度的主要因素是“發(fā)射站空間構(gòu)成”。傳統(tǒng)全站儀設(shè)備因為存在一定的局限性，在施工現(xiàn)場會出現(xiàn)遮擋等問題，造成發(fā)射站信號無達到達被測量位置，這就會直接影響了全站儀測量的效果和結(jié)果。那么在這里借助wMPS發(fā)射站，便可以有效解決這個問題。wMPS發(fā)射站開展測量工作過程中，一般會借助激光發(fā)射的手段，在一定接受范圍當中，構(gòu)建出固定角度旋轉(zhuǎn)發(fā)散區(qū)域。為了確保wMPS測量精準性，需要科學(xué)合理的開展發(fā)射站布局，覆蓋盡量多的待測區(qū)域。結(jié)合發(fā)射站和接收器的結(jié)構(gòu)參數(shù)，明確交會系統(tǒng)誤差性，從而科學(xué)合理開展數(shù)值仿真的測算。通過現(xiàn)場調(diào)試，合理開展發(fā)射站布局工作，將空間構(gòu)成的影響降至最小。在制定發(fā)射器布局方案時，結(jié)合各項影響因素構(gòu)建出評價函數(shù)，與此同時借助數(shù)值仿真手段分析測量誤差。

3.2復(fù)雜空間快速組網(wǎng)技術(shù)

當前船廠在開展船舶制造過程中，生產(chǎn)環(huán)境和工作區(qū)域較為復(fù)雜和混亂，這樣往往會導(dǎo)致出現(xiàn)測量結(jié)果不全面、精準性較差等等諸多問題，對船舶制造作業(yè)帶來不良影響和難度。那么在開展船舶制造部件測量過程中，工作人員可以將wMPS發(fā)射站引入其中，配合全站儀設(shè)備，構(gòu)建出動靜結(jié)合的發(fā)射站測量布局。在發(fā)射站測量布局當中，wMPS發(fā)射站為固定點測量，對主要測量區(qū)域開展測量。全站儀則作為輔助設(shè)備構(gòu)建移動測量布局，對遮擋部位開展有針對性的測量，實現(xiàn)遮擋區(qū)域測量補充目的。

為了有效解決快速定向組網(wǎng)等相關(guān)問題，可以考慮借助測量領(lǐng)域的“后方交會思想”。在wMPS發(fā)射站與全站儀測量數(shù)據(jù)支撐下，以此來構(gòu)建出無縫集成三維控制模式，優(yōu)化組網(wǎng)定向參數(shù)，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)在線差分補償，全面提升測量精準度。

3.3自適應(yīng)測量技術(shù)

當前很多船型設(shè)計更加多樣和復(fù)雜，不僅為船舶制造工作增加了難度，而且對船舶制造測量工作帶來了較大挑戰(zhàn)。很多船舶制造過程中內(nèi)部遮擋問題較為嚴重，因為可允許布局空間較小，一定程度的給測量工作提出了更高的要求。當前如果想要保障船舶制造測量工作的精密性，那么就必須要更新傳統(tǒng)測量工作思想與測量技術(shù)設(shè)備。借助“空間后方交會思想”，合理開展點光掃描測量。在開展船舶制造部件測量時，結(jié)合船舶部件的需求，融入多接收器測量靶技術(shù)，并設(shè)置至少六個測量靶接收器。多接收器測量靶技術(shù)當中，可以通過接觸式測頭對測量靶接收器進行激光跟蹤、坐標定點。結(jié)合測量靶接收器設(shè)置情況，分析出測量靶到發(fā)射站之間的位置坐標，在坐標數(shù)據(jù)計算的支撐下，明確wMPS發(fā)射站到測量靶接收器位置，在精準數(shù)據(jù)基礎(chǔ)保障下，實現(xiàn)測量工作精密性需求。在把控發(fā)射站位置坐標關(guān)系后，結(jié)合發(fā)射站光平面轉(zhuǎn)換到一個坐標體系之下，實現(xiàn)偽交會測量，通過對超定方程組的解算來獲取測量靶與儀器之間的位置關(guān)系。

結(jié)束語

總而言之，隨著數(shù)字化制造技術(shù)在船舶制造領(lǐng)域不斷深入，精度制造理念已經(jīng)成為現(xiàn)代船舶制造的主流方向和發(fā)展趨勢，并且貫穿和融入于現(xiàn)代船舶制造工藝流程當中的測量技術(shù)當中?？臻g坐標測量定位技術(shù)，已經(jīng)成為船舶制造測量技術(shù)的重要發(fā)展方向，為了促進現(xiàn)代船舶制造技術(shù)的不斷發(fā)展，應(yīng)該深入對wMPS室內(nèi)空間測量定位系統(tǒng)進行分析和研究，保障船舶制造測量技術(shù)的精準性，為我國現(xiàn)代船舶建造業(yè)務(wù)可持續(xù)發(fā)展奠定良好的技術(shù)基礎(chǔ)和保障。

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