日立挖機水上作業GCS900引導系統
本方案主要針對日立EX1200挖機在水上作業時，提供三維座標位置顯示，為操作員提供即時引導資料，保證施工品質，提供作業效率。
Trimble GCS900引導系統系統主要功能如下：
- 使用GPS對挖掘機身定位
- 結合機身定位採用角度感測器對挖斗定位
- 應用挖掘機控制盒顯示三維設計圖，水下鏟斗末端位置隨時可見
- 施工過程和品質隨時在駕駛室內顯示並在記憶體中記錄竣工圖
- 一次成型，無需往復操作
- 一般挖斗作業精度為±3cm，抓斗作業根據實際情況更改抓斗閉合設置參數，從而儘量達到工程作業要求精度
系統組成
- CB460控制盒
- 雙GPS接收機
- SNR2420電臺
- AS460傾斜感測器
- AS450角度感測器
- 系統電纜
- 安裝配件
rimble 460控制盒
（注：關於CB460控制盒相關技術參數請查看附件1）2) MS972 GPS接收機
- 支援GPS+GLONASS雙星系統智慧一體化接收機
- 便攜，安裝簡單
- 工業標準設計，MS972智慧接收機堅固耐用，使用各種施工環境
- 信號跟蹤
- L1, L2, L2C GPS信號
- L5 GPS信號
- GLONASS
- WAAS / EGNOS / MSAS 等SBAS信號覆蓋區信號
3）SNR2420電臺
- 便於安裝
- 堅固耐用，100%防水
- 低耗能
- 指示燈
- 防壓8針連接埠
- 適用電壓範圍9 VDC到32 VDC
4）傾斜角度感測器
● AS450
- 高精度重力角度感測器
- 低延遲角度測量
- J1939 CAN標準，提供高品質資料傳輸，CAN介面，支援隨插即用
- 為工程施工惡劣環境設計，耐高溫，防震，防潮，防塵
- 20m防水性能，還可以安裝防護殼，提供更加可靠的防水防撞性能
- ± 180°測量範圍
- 9-32 VDC電源輸入
● AS460
- 高精度雙軸重力傾斜感測器
- 低延遲角度測量
- J1939 CAN標準，提供高品質資料傳輸，CAN介面，支援隨插即用
- 為工程施工惡劣環境設計，耐高溫，防震，防潮，防塵
- 20m防水性能，還可以安裝防護殼，提供更加可靠的防水防撞性能
- 9-32 VDC電源輸入
5）系統匯流排電纜
6）系統匯流排電纜
加強感測器保護外殼，保證水下作業安全可靠進行。
- 用於防護水下作業的感測器AS450
- 採用高水密電纜及連接頭
- 深達20m的安全防水性能
系統安裝
1）安裝位置
2）系統安裝線路圖
- 接電源
- 外置光靶
- 控制匯流排
- 光靶連介面
- CAN 埠
- 控制器CB450/CB460
- 控制器連接線
- 挖斗感測器AS450
- 連接挖斗感測器之Y形線
- 感測器匯流排
- 挖斗側傾感測器（可選）
- 側傾感測器連接線（可選）
- 機身感測器AS460
- 大臂感測器AS450
- 二臂感測器AS450
- 左側MS992接收機
- GPS匯流排和GPS連接線
- GPS匯流排
- 右側MS992接收機
- 連接到SNR410電臺
- 連接到控制器匯流排
- CAN終端
- 連接到感測器匯流排
3）控制盒安裝
控制盒安裝駕駛艙內，不影響駕駛員操作機械設備，便於觀察的位置。
- CB460控制盒
- 可調旋轉手柄
- 支架
4）GNSS接收機安裝
在挖機後部左右兩側靠近邊緣的位置焊接底板，底座連接器，固定支杆，在支杆頂部安裝GNSS接收機。
5）電臺安裝
在挖機駕駛艙後面安裝電臺支架，固定底板，安裝電臺。
6）感測器安裝
前端抓斗感測器水下作業感測器需要安裝高水密堅固防護外殼，可以保證20m水下作業安全可靠。
尺寸測量及系統校正
在系統控制盒裡根據系統提示進行相關挖機尺寸測量。
一般先做角度感測器校正，再做GPS校正，參照系統提示，系統校正工作簡單方便。
系統精度分析
關於系統精度，由於本專案應用的是日立EX1200配置如下抓斗，根據實際工程應用，根據抓斗狀態，調整系統設置，可以分別達到需要的精度要求，以下對抓斗閉合與開合狀態不同情況時精度分析如下：
1）抓斗完全閉合
在抓斗閉合情況下，此精度與GCS900系統在一般反鏟上的應用精度一樣，為±3cm。
2）抓斗完全張開
在抓斗完全張開情況下，在系統駕駛室內的控制箱一鍵設置偏移作業面高程基準，如此，實際作業精度也可以達到±3cm。
3）抓斗處於非閉合
在抓斗處於非閉合情況下，可以根據所挖材料粒徑大小而引起抓斗開合的角度，在系統駕駛室內的控制箱一鍵設置偏移作業面高程基準。
例如所挖材料粒徑大小為30cm，可以根據抓取該材料大小尺寸計算抓斗張開角度，並在控制盒中設置偏移量大概為10cm，在此條件下系統作業精度則可以優於±10cm。
系統精度分析
1) 前期準備
A. 作業設計資料準備
採用Trimble Business Center 軟體可以根據設計需求製作出設計作業面資料，導入到控制盒內作為作業參考面資料。
B. 基準站架設
2）系統設置
A. 正常抓斗完全閉合作業時，採用實際設計作於參考基準面作業。
B. 在抓斗可能出於非閉合狀態時，根據所挖材料粒徑大小，調整施工作業面參考基準，從而最大可能提高作業引導精度。
3）作業資料顯示及記錄
用不同顏色表示正在進行的填挖表面是否到達設計要求，可以對挖掘過的區域即時成圖並記錄資料，而且記錄的資料可以拷貝，回到辦公室將資料導入SVO軟體中查看。
總結
Trimble GCS900作為天寶公司數位化系統裡重要組成，已經成功運用各種挖機系統作業，值得信賴。
- 操作員可以即時導航
- 24小時全天候作業
- 精密，可靠的疏浚深度
- 優化施工，避免返工
- 節省成本 ，提高作業效率。