Прецизна локална технология за 3D нивелиране

Принципът на работа на 3D системата за управление се основава на факта, че цифров модел на проектната повърхност се зарежда в бордовия компютър на системата. Системата за управление непрекъснато следи текущото пространствено положение и изместването на работното оборудване на машината (булдозер или острие на грейдер, замазка на асфалтов паве и др.) Спрямо тази конструктивна повърхност. За целта системата трябва постоянно да знае местоположението на машината и нейната ориентация (посока на движение) на строителната площадка.

Един от начините за позициониране на строителното оборудване е да се използва роботизирана електронна тотална станция за тази цел. Тази технология се нарича 3D LPS (Local Positioning System) в Topcon. Трябва да се отбележи, че Topcon е лидер в създаването на системи, базирани на роботизирани електронни тотални станции за управление на строително оборудване - първата система Topcon 3D LPS е пусната през 1999 година.

Как работи 3D LPS системата

Роботизираната електронна тотална станция е инсталирана над точка с известни координати и е ориентирана към точката за обратно виждане, след което е готова за работа. По време на работа тахеометърът непрекъснато наблюдава в автоматичен режим кръглата призма, която е монтирана на специална устойчива на вибрации мачта, фиксирана върху работното тяло на строителната машина (например върху ножа на грейдера). Тъй като машината е постоянно в движение, за да осигури точна работа на системата, тахеометърът определя координатите на призмата при висока честота от 20 Hz (20 пъти в секунда) и предава тази информация чрез радиоканал на -бордов компютър на системата за управление. Софтуерът на системата за управление използва информацията за координатите, получена от тоталната станция, за да изчисли текущото положение на работния ръб на оборудването и изчислява изместването на работното тяло на машината по височина и наклон спрямо проектната повърхност във всяка конкретна точка. След това системата дава команди на хидравликата на машината за автоматично привеждане на работното тяло в проектното положение.

Предпоставки за работа на 3D LPS система

За да се осигури работата на системата за управление, базирана на 3D LPS технологията, е необходимо да се гарантира, че на строителната площадка са изпълнени следните условия:

Наличие на фиксирани точки на планиране и обосновка на височина

В хода на работата на системата електронната тотална станция се инсталира в точка с известни координати. Това означава, че за да работи 3D LPS системата, на обекта трябва да има фиксирани точки на кота. Важно е да се осигури безопасността на тези неподвижни точки по време на работата на системите за управление на 3D LPS строително оборудване.

Осигуряване на видимост между общата станция и машината

Тъй като електронната тотална станция трябва непрекъснато да определя текущите координати на машината, е необходимо да се осигури постоянна видимост между инструмента и кръговата призма. Ако линията на видимост се загуби в резултат на краткотрайното й припокриване (например от преминаваща машина), е необходимо кратко спиране на строително оборудване със системата 3D LPS, за да може електронната тотална станция да улови отново призмата и продължете да предавате координатна информация на бордовия компютър на системата за управление.

Отличителни черти на 3D LPS технологията

Днес 3D LPS технологията осигурява възможно най-висока точност на системите за управление на строителната техника. Благодарение на използването на високоточни роботизирани електронни тотални станции Topcon се постига точността на определяне на котата на нивото на първите милиметри. Нещо повече, интегрираната технология на призмата PowerTrack, интегрирана в тахеометрите Topcon, осигурява надеждна работа на системата дори при условия на слаба светлина и при наличие на оптични смущения (отблясъци от блестящи повърхности и др.).

Важно е да се разбере, че за всяко оборудване, което да работи със системата 3D LPS, е необходима собствена роботизирана електронна тотална станция. При наличието на голям брой оборудване със системи за управление на строителната площадка може да е трудно да се осигури постоянна видимост между всяка тотална станция и "неговата" машина. Самите електронни тахеометри обаче могат да се използват както като част от системите за управление на оборудването, така и самостоятелно (когато машината със системата не работи) за решаване на традиционни геодезически задачи на строителна площадка.

Системи за управление, базирани на 3D LPS технология, могат да се използват както на открити площи, така и когато използването на други методи за позициониране (по-специално GNSS) е невъзможно поради проблеми с приемането на сателитни сигнали или поради невъзможността за организиране на работата на GNSS оборудване в режим RTK. Такива възможни области на приложение на 3D LPS технологията могат да бъдат работа в тунели, в условия на много плътно високото градско развитие, в хангари и в затворени зони, в близост до специални съоръжения, където няма възможност за предаване на RTK корекции чрез GSM или VHF комуникационни канали.