海上风电单桩基础直线度测量最小二乘空间圆拟合法

作     者：吴昊 WU Hao

作者机构：交通运输部天津水运工程科学研究所天津300456 天津水运工程勘察设计院有限公司天津300456 天津市水运工程测绘技术企业重点实验室天津300456 

出 版 物：《水道港口》 (Journal of Waterway and Harbor)

年 卷 期：2022年第43卷第5期

页      面：683-688页

学科分类：08[工学] 0824[工学-船舶与海洋工程] 082401[工学-船舶与海洋结构物设计制造] 

基　　金：交通运输部天津水运工程科学研院所科研创新基金项目(TKS20220303) 

主　　题：海上风电 单桩 直线度 最小二乘 空间圆拟合 

摘      要：海上风电单桩基础的直线度是评价其挠度变化的一项重要指标,其精度取决于截面圆心的拟合精度。利用最小二乘原理,推导了一种高精度的空间圆曲线拟合算法。根据空间圆两点之间弦长的中垂面均相交于圆心的特性,得出多观测点两点之间连线与其中垂线必定垂直的结论,以此为依据组建了向量乘积的矩阵方程。又根据圆心点必定位于多观测点拟合平面之上的特点,以此作为限制条件,利用附有限制条件间接平差理论,根据最小二乘法,构建解算方程,拟合解算出空间圆心坐标和半径,并计算出各观测点的平整度和圆度差,作为拟合优良的参考标准。将该算法在工程项目中进行了实际应用,与MATLAB数学计算软件中的拟合算法进行了比对,计算精度良好。