تم إطلاق حل جديد فائق الدقة لتحديد المواقع بتقنية RTK يعتمد على تقنية SLAM

يشير قياس RTK عادةً إلى أجهزة القياس المتنقلة التي تستخدم تقنية RTK. يتم استخدام مستقبل GNSS للاتصال بنظام CORS عبر محطة راديو أو شبكة لإجراء تحديد المواقع بتقنية RTK. في الوقت نفسه، يُستخدم قضيب توسيط بطول محدد لجمع إحداثيات عالية الدقة في الوقت الفعلي لنقطة أسفل قضيب التوسيط، مثل جمع إحداثيات نقاط التحكم، ونقاط التجزئة، ونقاط جذر الرسم، وما إلى ذلك، ورسم الرفع، وما إلى ذلك.

RTK التقليدي

تعتمد قياسات RTK التقليدية على عمود توسيط، مما يتطلب محاذاة رأسية دقيقة بين مركز طور هوائي GNSS ونقطة القياس. لذلك، عادةً ما يتم تركيب ميزان تسوية على عمود التوسيط ومعايرته بدقة في المختبر.

عند جمع البيانات باستخدام تقنية RTK التقليدية، بالنسبة للنقاط المراد قياسها ذات الهياكل العلوية مثل زوايا الغرفة، ونظرًا لأن جهاز استقبال GNSS له حجم معين، فمن المستحيل عادةً جمع مواقع المستويات بدقة.

تحديد المواقع بالقصور الذاتي في الوقت الحقيقي

لحل مشكلة عدم قدرة نظام تحديد المواقع العالمي RTK التقليدي على قياس الميل، طوّر المساحون المحترفون أجهزة استقبال GNSS مزودة بنظام ملاحة بالقصور الذاتي. يستطيع جهاز الاستقبال تصحيح المسافة من مركز طور GNSS إلى النقطة المقاسة بناءً على زاوية الميل واتجاه عمود التمركز، كما يمكنه جمع البيانات بدقة حتى مع وجود تداخل جانبي. مع ذلك، وكما هو الحال مع أجهزة استقبال GNSS التقليدية، فإن نظام RTK المزود بنظام الملاحة بالقصور الذاتي يقتصر على جمع البيانات في البيئات التي تتوفر فيها إشارات GNSS، ولا يزال غير قادر على جمع البيانات بكفاءة في البيئات التي لا تتوفر فيها هذه الإشارات، مثل داخل المباني وتحت حواف الأسطح.

صورة RTK

لحل مشكلة جمع البيانات من النقاط في المناطق التي لا تتوفر فيها إشارات نظام تحديد المواقع العالمي (GNSS)، مثل المناطق الواقعة تحت حواف الأسطح، تم تطوير تقنية التصوير RTK. تعتمد هذه التقنية على وحدة كاميرا مدمجة في جهاز استقبال GNSS، حيث تقوم بالتقاط النقطة المراد قياسها في المنطقة التي يمكن استقبال إشارة GNSS فيها، وذلك باستخدام طريقة التقاطع الأمامي في التصوير المساحي، ثم الحصول على إحداثيات هذه النقطة من خلال تقاطع الصور متعددة الزوايا أو إجراء عملية تحديد الموقع.

تقنية تحديد المواقع بالليزر RTK

يشير نظام تحديد المواقع بالليزر في الوقت الحقيقي (Laser RTK) إلى جهاز يُركّب عليه جهاز استقبال نظام الملاحة العالمي عبر الأقمار الصناعية (GNSS)، ويستخدم توجيه الليزر لتحديد النقاط المراد قياسها. يُضيء هذا النظام النقطة المراد قياسها مباشرةً باستخدام الليزر دون الحاجة إلى قضيب توسيط، ويقيس في الوقت نفسه المسافة بين الجهاز والنقطة. وبناءً على معلومات الوضع التي يوفرها نظام الملاحة بالقصور الذاتي عالي الدقة ونظام GNSS المدمج في هيكل الطائرة، يتم الحصول على إحداثيات النقطة المراد قياسها.

تقوم تقنية Image RTK وتقنية laser RTK بحل مشكلة قياس الحافة التي يبلغ طولها 10 أمتار من إشارة GNSS إلى عدم وجود إشارة، لكنهما غير قادرتين على القيام بأي شيء للمناطق الأعمق التي لا تحتوي على إشارة GNSS، مثل قياس قاع أنظمة التقاطع المعقدة، وقياسات مواقف السيارات الداخلية والخارجية، وما إلى ذلك.

RTK التقليدي

تحديد المواقع بالقصور الذاتي في الوقت الحقيقي

صورة RTK

تقنية تحديد المواقع بالليزر RTK

مقدمة

يشير مصطلح Superstation RTK إلى جهاز استقبال GNSS RTK الذي يستخدم تقنية SLAM لإجراء قياسات الملاحة على نظام RTK التقليدي. في هذا الجهاز، تُدمج تقنية SLAM الليزرية في جهاز استقبال GNSS التقليدي، وتُستخدم قدرات الاستشعار البيئي الفائقة ووظائف بناء الخرائط لتقنية SLAM الليزرية لتحقيق ملاحة عالية الدقة وتحديد المواقع وقياس دقيق للنقاط في الوقت الفعلي. في بيئة تتوفر فيها إشارات GNSS، يعتمد جهاز RTK بشكل أساسي على هذه الإشارات لتحديد المواقع، ويُجري تصحيحات دقيقة على قياسات SLAM الليزرية. بعد دخول جهاز RTK منطقةً لا تتوفر فيها إشارات GNSS، يعتمد على تقنية SLAM الليزرية للقياس، ويستمر في توفير معلومات دقيقة عن الموقع.

استنادًا إلى هذا التوجه التقني، اقترحنا حلاً لتحقيق RTK فائق المحطة باستخدام الماسح الضوئي المحمول باليد SLAM2000 + وحدة RTK المحمولة متعددة الوظائف S-RTK100.

مقدمة عن نظام SLAM2000

جهاز SLAM2000 هو ماسح ضوئي محمول من الجيل الجديد بتقنية الليدار. يستخدم مستشعر ليزر للمسح غير المتكرر، ونظام ملاحة بالقصور الذاتي عالي الدقة تم تطويره داخليًا، وكاميرا بدقة 12 ميجابكسل. يتميز بقدرات عالية في رسم خرائط السحابة النقطية والملاحة وتحديد المواقع بدقة عالية.

مقدمة عن نظام S-RTK100

تعتمد وحدة S-RTK100 على لوحة مكونة من خمسة نجوم وستة عشر قناة. يمكن استخدامها مع منتجات SLAM أو كمستقبل GNSS منفصل لجمع البيانات، مما يحقق دقة مطلقة تصل إلى مستوى السنتيمتر.

الاستخدام

يتكون نظام Superstation RTK بشكل أساسي من أجهزة استقبال GNSS ومعدات SLAM وأعمدة التمركز وتطبيقات APP، ولا حاجة لإضافة معدات أخرى.

تكون آلية العمل العامة كما يلي:

1) قم بتوصيل معدات RTK ومعدات SLAM وأعمدة المحاذاة وغيرها من المعدات لإكمال تجميع محطة RTK الفائقة، والتحكم فيها وجمع البيانات من خلال تطبيق الهاتف المحمول.

٢) أثناء عملية التهيئة، من الضروري التأكد من تشغيل محطة RTK الفائقة في منطقة خالية من عوائق نظام GNSS. استخدم تطبيق الهاتف المحمول لضبط نظام CORS، وتحديد ارتفاع العمود، وغيرها من المعايير. بعد أن يحصل نظام RTK على الحل الثابت، شغّل جهاز SLAM وأنشئ مشروعًا جديدًا.

3) أثناء عملية الاستحواذ، سواء في منطقة بها إشارات GNSS أو في منطقة بدونها، يمكن لتقنية RTK إجراء الاستحواذ العادي، والاستحواذ في وضع الميل، والاستحواذ في الوضع المعكوس، وما إلى ذلك؛ ويمكن استخدامها في الحالات التي تكون فيها إشارة GNSS محجوبة بشدة أو حيث لا توجد إشارة GNSS على الإطلاق. جمع الإحداثيات أو تحديد المواقع في مناطق مثل تحت الأشجار، وتحت الأسقف، وفي الأماكن المغلقة، وتحت الأرض، وما إلى ذلك.

4) تصدير بيانات نقاط الإحداثيات التي تم جمعها لمزيد من إنتاج نتائج المسح ورسم الخرائط المطلوبة.

مخطط المجموعة

كما هو موضح في الشكل أعلاه، تقوم محطة RTK الفائقة بجمع معلومات الموقع بناءً على بيانات RTK التي تم الحصول عليها بواسطة نظام GNSS في بيئة خارجية عادية (المسار الأخضر)، وفي الوقت نفسه تصحح ارتفاع القطب وميله بناءً على وضعية SLAM. في حال حدوث ميل أو انعكاس، أو في حال حجب إشارة GNSS، يمكن لتقنية SLAM الليزرية مواصلة تحديد الموقع والاتجاه. بعد دخول بيئة خالية من إشارات GNSS (المسار الأحمر)، حيث تُفقد إشارة GNSS، يمكن لتقنية SLAM الليزرية مواصلة تحديد الموقع والاتجاه والحصول بدقة على إحداثيات النقطة المراد جمعها. عند العودة إلى بيئة خارجية من بيئة خالية من إشارات GNSS، يمكن مواصلة جمع البيانات بشكل مستمر. إذا كانت المنطقة الخالية من إشارات GNSS واسعة، يمكن ضمان دقة الإحداثيات المجمعة بالخروج عدة مرات للحصول على جزء من بيانات GNSS ثم إعادتها إلى الداخل. كما يمكن إجراء معالجة لاحقة حسب الحاجة لتحسين دقة البيانات بشكل أكبر.

كما ذكرنا سابقاً، فإن طرق قياس RTK الحالية التي تعتمد على أجهزة استقبال GNSS وأجهزة الاستشعار الأخرى تشمل بشكل أساسي RTK التقليدي، وRTK للملاحة بالقصور الذاتي، وRTK للصور، وRTK بالليزر، وما إلى ذلك.

يستخدم نظام تحديد المواقع العالمي التقليدي (RTK) جهاز استقبال GNSS كجهاز رئيسي لقياس الإحداثيات أو تحديد المواقع؛ بينما يحتوي نظام RTK القائم على الملاحة بالقصور الذاتي على معدات ملاحة بالقصور الذاتي مدمجة، ويمكنه إجراء قياسات ميل القطب المركزي؛ أما نظام RTK القائم على الصور فيعتمد على نظام رؤية، ويمكنه إجراء التقاطع الأمامي، وجمع إحداثيات النقطة المراد قياسها من خلال الصور، أو توفير التوجيه لتحديد المواقع؛ ويستخدم نظام RTK الليزري توجيه الليزر وتحديد المدى لجمع إحداثيات نقاط الليزر أو تحديد مواقعها. وفي الوقت نفسه، يجب أن يستخدم نظام RTK الليزري أيضًا نظام ملاحة بالقصور الذاتي. ويمكن دمج هذه الأنماط المتعددة وتكاملها مع بعضها البعض لتحقيق المزيد من وظائف التطبيق.

من أجل التحقق من جدوى محطة RTK الفائقة، تم استخدام الحل المدمج SLAM2000+S-RTK100 للتحقق، وتم جمع البيانات عن المباني الأرضية والمعالم والردهات ومواقف السيارات تحت الأرض في منطقة ساحة بكين باوشينغ، وتم إعداد خريطة نتائج المسح ورسم الخرائط.

مبنى باوشينغ بلازا عبارة عن مبنى يتألف من طابق واحد تحت الأرض وتسعة طوابق فوقها. المبنى بأكمله مربع الشكل، ويحتوي على ممرات في بعض أجزائه. الطوابق مرتفعة عموماً، وتتميز المحلات التجارية في الطابق الأرضي بوجود أسقف بارزة. من المستحيل الحصول على جميع النقاط المراد قياسها باستخدام تقنية RTK التقليدية، كما يستحيل إجراء قياسات مباشرة داخل المباني وتحت الأرض. عادةً ما يتطلب الأمر استخدام محطة شاملة أو وسائل أخرى للقياس باستخدام تقنية RTK التقليدية، ولكن باستخدام حل RTK فائق الدقة، يمكن إتمام القياس دفعة واحدة، مما يضمن دقة المسح ورسم الخرائط.

مخطط تخطيطي لساحة باوشينغ

التهيئة

قم بتثبيت SLAM2000 + S-RTK100 على قطب واحد مخصص، وقم بتشغيله وقم بإجراء إعدادات CORS، وتهيئة SLAM وإعدادات المعلمات الأخرى على الجهاز.

جمع البيانات

بعد اكتمال عملية التهيئة، يمكن البدء بجمع البيانات. خلال هذه العملية، يتم جمع النقاط عبر تطبيق الهاتف المحمول. سواء كنت في منطقة تغطيها إشارات نظام تحديد المواقع العالمي (GNSS) أو في منطقة لا تغطيها، يمكنك استخدام تقنية RTK فائقة الدقة لإجراء القياسات العادية، وقياسات وضع الميل، والقياسات المعكوسة، وغيرها. بعد اكتمال عملية الجمع، يمكن عرض قائمة قيم الإحداثيات الداخلية والخارجية مباشرةً.

نتائج استطلاع الرسم

يتم تحديد نقاط الدرجات المكسورة الداخلية والخارجية التي تم جمعها باستخدام تقنية RTK فائقة الدقة لإنشاء رسومات خطية. وباستخدام نفس مجموعة البيانات، يمكن رسم الجزء الداخلي من المبنى والمرآب تحت الأرض مباشرةً، والحصول على مجموعة كاملة من الرسومات الأرضية وتحت الأرضية لمتنزه باوشينغ.

محطة RTK الفائقة هي نمط تشغيل SLAM+RTK تم إطلاقه حديثًا. تُستخدم بشكل أساسي للحصول على الإحداثيات المطلقة للنقاط أو تحديدها في البيئات العادية وفي حالات انعدام إشارات GNSS أو الرؤية. بالاعتماد على تقنية SLAM، تُبسط هذه المحطة عملية تشغيل RTK التقليدية بشكل فعال، وتوسع نطاق استخدام RTK، وتوفر خيارات جديدة للمعدات في القياسات الهندسية.