拓普康 mmGPS 3D 摊铺控制系统

时至今日，随着科技发展的现阶段，国内的摊铺作业仍多采用传统的 2D 自 动控制调平系统，通常采用滑靴传感器和声纳传感器追踪测量人员架设的铝梁 或者基准线进行现场施工来实现对摊铺厚度和平顺性的控制；施工现场通常需 要很多工作人员进行基准的架设以及道面的前期、后期测量工作，因在摊铺过 程中无法实时监测，若出现质量问题，只能采用事后处理的方式进行弥补。并 经常出现由于基准设定变动甚至错误而导致的返工现象。由于工地现场需要不 同类型的机械设备协同作业，同时需要不同工种的大量现场作业人员，人机混 杂，现场协调十分费时费力。相比现在欧美等发达国家多采用的 3D 控制系统摊 铺作业方式，传统的 2D 摊铺作业整个施工作业过程需要过多的人工干预，自动 化程度不够，在很大程度上浪费了施工单位的人力、物力、财力，并由于传统 设计和施工理念及应用技术的限制，在摊铺施工中还存在一些摊铺作业理念和 技术需要改进及提高。

拓普康 mmGPS 3D 摊铺控制系统组成

拓普康 mmGPS 3D 摊铺控制系统可兼容目前世界上主流的大部分摊铺机品牌 和型号，广泛应用于对摊铺质量要求很高的机场、高速公路、试车场和场 等场道施工领域，已在世界范围内得到广泛的应用及验证，其系统配置及组成 参见如下图示，并就系统的组成做逐一简单介绍。

1、GNSS 基准站

拓普康 HiPer 系列接收机采用的定位技术，以极其紧凑和轻 巧的结构提供了业界的信号接收灵敏度和多路径抑制性能，可以为 GNSS 定 位实时提供可靠的、高精度的定位成果。以在工程领域广泛应用的 HiPer  V

GNSS 接收机主要技术指标简列如下。

⚫ RTK 定位 平面：10mm+1ppm，高程  15mm+1ppm

⚫ 通道数：226 个超级通用通道；

⚫ 跟踪信号：GPS、GLONASS 和 BDS(北斗)

⚫ 电台类型：内置 1W  数字发射和接收电台，支 持 PDL  和 Satel  电台协议

⚫ 网络通讯：联通 3G、移动和联通  2G

⚫ 内存：封装 8GB 不可拆卸工业级内存

⚫ 电池：大容量封装锂电池

⚫ 防护：IP67 级防尘、防水，99%防冷凝

⚫ 端口：1 个串口、1 个外接电源口、1 个电台接口

2、GX-60 控制箱

控制箱是 mmGPS 3D 控制系统的核心组成单元，是连接 mmGPS 系统和 摊铺机系统的核心部分。它既是 mmGPS 的人机界面，同时 也是向摊铺机系统发布指令的控制中心。通过 3D-MC 软件 进行设置控制和操作摊铺机系统参数，并将设计的摊铺表

面 3D 模型实时转换为数字信号传递给液压控制系统，它能 够进行设计数据的上传，实测数据的显示、存储与下载， 能够监控整体作业情况以及与设计数据对比计算出的偏差，并能够根据施工工 况和项目要求设置不同的精度等级。精度范围可根据需要设置为 1mm 至 20 mm。GX-60 控制箱采用工业级防护设计，全彩色触控屏便于操作和监控系统工 作状态。主要特点简列如下。

●  采用全新设计的触摸屏；

●  具有背景光，可以在晚上看见；

●  防尘防水等级：IPX6

●  可以加载无线数据传输模块

●  Windows XP 操作系统，性能强大

●  的 LCD 显示屏具有亮度调节和多视角查看功能

●  可调节的明暗度，即使在刺眼的强光下也可以清晰的读取屏幕；

3、LZ-T5  域激光发射器

域激光发射器为 mmGPS 3D 控制系统提供可靠 的、毫米级的高精度高程控制信号，其可以扫描一个高 度达 10 米、半径达 300 米的有效域激光定位区域，系统 允许使用多达 4 台的 LZ-T5 域激光发射器同时工作，为 大范围及高落差的施工工作区域提供便利条件，主要技 术指标简列如下。

●  高程控制精度典型优于 2mm

●  测量半径：300m

●  内置自动调平

●  工作时间：约 18 小时

●  防尘防水等级：IPX6

●  允许 PZL-1 域激光接收器测量带宽：±100（5～30m）、±5m（30～

300m）

4、接收机

机载 MC-R3  GNSS 接收机是用于施工机械上的专业 化 GNSS 设备，具有的三防性能和内置电台等 配置。它将 GNSS/激光传感器获取的 GNSS 信号和激光 信号进行信号转换和数据处理，计算出实时 GNSS 3D 坐标和精密高程，并将其结果发送给系统控制器，主 要技术指标简列如下。

●  平面 10mm+1ppm

●  跟踪技术（GPS/GLONASS/GALILEO）

●  支持无线数据传输

●  内置数字电台

●  防尘防水等级 IP66

●  防震等级 可抗 2 米水泥地面自然坠落

5、PZS-MC 域激光接收器

域激光接收器包括一体化的 GNSS 接收天线和具有

360°激光接收能力的激光接收元件。它可以同时接收 GNSS 卫 星信号和由激光发射器发射的激光信号，并通过电缆线将信号 传递给 GNSS 接收机。GNSS/激光接收器通常安装在自动或手动 可升降的桅杆上并与摊铺机熨平板进行刚性连接。GNSS/激光 接收器与熨平板底部的固定偏差在系统安装时会进行精密量测 和校准。在实际操作中，由于相对固定的几何关系，由 GNSS 相位中心和激光接收元件的几何中心可以精确推算出熨平板底

部的实时 3D 位置与高程，从而可以与设计数据进行对比并通过控制摊铺机液压 系统对熨平板进行升/降控制实现毫米级高程精度。

●  防尘防水等级：IPX6

●  ID 号码可使关联的激光发射器准确无误的锁定目标

●  可见 LED 灯，操作员可轻松确定目标状态

●  坚固的设计保证了其在的工况下正常使用

6、mmGPS 流动站

mmGPS 流动站主要由 HiPer  系列接收机和 PZS-1 域激光接收器和配套的控 制器及软件组成，支持中国北斗，为 mmGPS 系统的检测设备。其用途是为了在 施工过程当中按照项目要求或施工需要对摊铺结果进行现场检核。设计数据存 储在控制手簿中。通过实测得到的 GNSS RTK  3D 位置信息和激光接收器得到的 精密高程信息，可以检核实际摊铺结果与设计数据的差异。

●  两个部分组成：HiPer  系列接收机+PZS-1 域激光接收器

●  接收角度：水平：±10°  垂直：±10°

●  高程精度：优于 2mm；

●  操作简便，开机即可工作，无需设置

●  毫米级高程定位及检测精度

●  智能激光技术，自动识别发射其信号，无干扰

●  防护等级：IP67