Технология спутниковых ГНСС измерений
Принцип работы системы 3D ГНСС на строительной технике.
Принцип работы 3D системы нивелирования основан на том, что в бортовой компьютер системы загружается цифровая модель проектной поверхности. Система управления постоянно контролирует текущее пространственное положение и смещение рабочего оборудования машины (отвала бульдозера или грейдера и т.п.) относительно этой проектной поверхности. Для этого системе нужно постоянно знать местоположение машины и ее ориентацию (направление движения) на территории стройплощадки.
Одним из способов позиционирования строительной техники является использование для этой цели геодезического оборудования, принимающего сигналы глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС) ГЛОНАСС и GPS. Следует отметить, что компании Topcon принадлежит пальма первенства в создании 3D систем на основе спутниковых технологий применительно к управлению строительной техникой.
В частности, первая система Topcon 3D GPS была выпущена в 2000 году, а в 2001 году Topcon впервые в отрасли анонсировал серийный выпуск ГНСС приемников с поддержкой систем ГЛОНАСС и GPS, после чего эти приемники также стали использоваться в составе оборудования систем управления 3D ГНСС.
На стройплощадке или в непосредственной близости от нее устанавливается базовая ГНСС станция над точкой с известными координатами. Эта базовая станция обеспечивает передачу RTK поправок, необходимых для работы строительных машин с установленными на них системами управления 3D ГНСС, причем от одной базовой станции может работать неограниченное число машин с системами.
Приемник ГНСС, входящий в комплект системы управления на каждой машине, принимает эти RTK поправки, вычисляет координаты спутниковой антенны, которая устанавливается на специальной виброустойчивой мачте, закрепленной на рабочем органе строительной машины (например, на отвале грейдера), и передает эту информацию в бортовой компьютер системы управления.
Программное обеспечение системы управления использует полученную из ГНСС приемника координатную информацию для расчета текущего положения рабочей кромки оборудования и вычисляет смещение рабочего органа машины по высоте и уклону относительно проектной поверхности в любой ее точке. Если на машине используется автоматическая система управления (с подключением к гидравлике), то система отдает команды гидравлическому распределителю машины для приведения рабочего органа в проектное положение.
Необходимые условия для работы системы 3D ГНСС
Для обеспечения работы системы управления на основе технологии 3D ГНСС необходимо обеспечить выполнение на стройплощадке следующих условий:
Хорошая видимость неба, минимум препятствий для спутниковых сигналов
Поскольку технология 3D ГНСС предполагает позиционирование машин с использованием сигналов глобальных навигационных спутниковых систем ГЛОНАСС/GPS, участок работ должен быть открытым, с максимальной видимостью неба и с минимальным количеством препятствий для распространения спутниковых сигналов. В качестве таких препятствий могут выступать близко расположенные (высокие) здания, инженерные конструкции и т.п., загораживающие значительную часть небосклона.
Наличие базовой станции ГНСС, возможность работы в RTK режиме
Работа систем управления с технологией 3D ГНСС осуществляется в режиме кинематики реального времени (Real Time Kinematic – RTK). Для работы в таком режиме район работ должен находиться в зоне действия базовой станции, передающей RTK поправки, необходимые для позиционирования каждой машины с системой управления 3D ГНСС. Подробности о данной технологии смотрите на странице Технология RTK!
Отличительные особенности технологии 3D ГНСС
Принципы спутниковых определений снимают многое ограничения, присущие позиционированию с использованием роботизированных электронных тахеометров. В частности, не требуется обеспечения прямой видимости между базовой станцией и строительными машинами, что значительно повышает гибкость применения 3D систем управления на стройплощадке. Кроме того, от одной базовой станции может работать неограниченное число машин с системами управления 3D ГНСС. Позиционирование с использованием ГНСС технологии может эффективно применяться в любое время дня и ночи и в любых погодных условиях. Также, на стройплощадке не требуется такого числа закрепленных точек съемочного обоснования (и обеспечения их сохранности), как в случае с электронным тахеометром, поскольку все системы работают относительно одной базовой станции.
Точность позиционирования, обеспечиваемая технологией ГНСС определений, несколько ниже точности, получаемой при использовании роботизированных электронных тахеометров. В случае систем 3D ГНСС речь идет о точности определения координат (в особенности, высотных отметок) на уровне первых сантиметров. Если для укладки асфальта или бетона такая точность определения высотной компоненты неприемлема, то для большинства землеройных работ возможности технологии 3D ГНСС более чем достаточны.
Важно помнить, что системы управления на основе технологии 3D ГНСС эффективны для применения на открытых участках местности. Тем не менее, благодаря использованию сигналов как российской системы ГЛОНАСС, так и американской системы GPS наличие сравнительно небольшого числа препятствий особенно не скажется на качестве работы систем. Это связано с тем, что в системах 3D ГНСС компании Topcon в обработку берется спутниковых сигналов вдвое больше, чем в случае использования только системы GPS.
Получите максимум преимуществ от использования спутниковых технологий!
