Se ha lanzado una nueva solución RTK de superestación basada en SLAM.

La medición RTK generalmente se refiere a dispositivos de medición móviles que utilizan tecnología RTK. Se utiliza un receptor GNSS para conectarse al sistema CORS a través de una estación de radio o red para realizar el posicionamiento RTK. Al mismo tiempo, se utiliza una varilla de centrado de longitud específica para recopilar coordenadas de alta precisión en tiempo real del punto inferior de la varilla, como coordenadas de puntos de control, puntos de fragmento, puntos raíz de dibujo, etc., y para el trazado de planos, etc.

RTK tradicional

La medición RTK tradicional utiliza un poste de centrado, lo que requiere una alineación vertical precisa entre el centro de fase de la antena GNSS y el punto de medición. Por lo tanto, se suele instalar una burbuja de nivelación en el poste de centrado y calibrarla rigurosamente en el laboratorio.

Al recopilar datos con el sistema RTK tradicional, para los puntos que se van a medir en estructuras superiores, como las esquinas de las habitaciones, debido al tamaño del receptor GNSS, suele ser imposible recopilar con precisión las posiciones de los planos.

RTK inercial

Para solucionar el problema de que el RTK tradicional no puede medir la inclinación, los topógrafos profesionales han desarrollado receptores GNSS con navegación inercial integrada. El receptor puede corregir la distancia desde el centro de fase GNSS hasta el punto medido en función del ángulo de inclinación y la dirección del poste de centrado, y puede recopilar puntos con precisión incluso con interferencias laterales. Sin embargo, al igual que los receptores GNSS tradicionales, el RTK con navegación inercial solo puede recopilar datos en entornos con señal GNSS. Todavía no puede realizar una recopilación eficaz en entornos sin señal GNSS, como en el interior de edificios o bajo los aleros.

Imagen RTK

Para solucionar el problema de la recopilación de datos en zonas sin señal GNSS, como bajo los aleros, surgió la tecnología Image RTK. Image RTK es un módulo de cámara integrado en el receptor GNSS. Permite capturar el punto a medir en la zona con cobertura GNSS mediante el método de intersección directa de la fotogrametría, y obtener las coordenadas del punto a medir mediante intersección de imágenes multiángulo o replanteo.

RTK láser

El sistema Laser RTK se refiere a un dispositivo que instala un telémetro láser en un receptor GNSS y utiliza el puntero láser para recopilar y replantear puntos. Laser RTK puede iluminar directamente el punto a medir mediante el láser sin necesidad de una varilla de centrado, y al mismo tiempo medir la distancia desde el dispositivo hasta dicho punto. A partir de la información de posición proporcionada por la navegación inercial de alta precisión y el GNSS integrados en el fuselaje, se obtiene la solución de medición y las coordenadas del punto.

Las técnicas Image RTK y Laser RTK resuelven la medición de bordes de 10 metros desde la señal GNSS hasta la ausencia de señal, pero no pueden realizar ninguna medición en áreas más profundas sin señal GNSS, como la medición del fondo de sistemas de intercambio complejos, mediciones de estacionamientos interiores y exteriores, etc.

RTK tradicional

RTK inercial

Imagen RTK

RTK láser

Introducción

Superstation RTK se refiere a un receptor GNSS RTK que utiliza tecnología SLAM para realizar mediciones de navegación en sistemas RTK tradicionales. Este dispositivo integra la tecnología SLAM láser en el receptor GNSS convencional, aprovechando sus potentes capacidades de percepción ambiental y funciones de mapeo para lograr una navegación de alta precisión y mediciones puntuales exactas en tiempo real. En entornos con señales GNSS, el equipo RTK se basa principalmente en estas señales para la medición o el replanteo de puntos, realizando correcciones a la odometría SLAM láser. Al entrar en zonas sin señales GNSS, el equipo RTK continúa utilizando SLAM láser para la medición y la navegación, proporcionando información de posición de alta precisión.

Partiendo de esta orientación técnica, propusimos una solución para implementar una superestación RTK utilizando el escáner lidar portátil SLAM2000 y el módulo RTK portátil multifunción S-RTK100.

Introducción al sistema SLAM2000

SLAM2000 es un escáner lidar portátil de nueva generación. Utiliza un sensor láser de escaneo no repetitivo, navegación inercial de alta precisión de desarrollo propio y una cámara de 12 megapíxeles. Ofrece capacidades de mapeo de nubes de puntos de alta precisión, así como navegación y posicionamiento de alta precisión.

Introducción al sistema S-RTK100

El S-RTK100 incorpora un módulo de placa de cinco estrellas y dieciséis canales. Puede utilizarse con productos SLAM o como receptor GNSS independiente para la recopilación de datos, logrando una precisión absoluta a nivel centimétrico.

Uso

La Superstation RTK se compone principalmente de receptores GNSS, equipos SLAM, postes de centrado y aplicaciones, y no es necesario añadir ningún otro equipo de hardware.

El flujo de trabajo general es el siguiente:

1) Conecte los equipos RTK, SLAM, postes de alineación y demás equipos para completar el montaje de la superestación RTK, y controle y recopile los datos a través de la aplicación móvil.

2) Durante el proceso de inicialización, es necesario asegurarse de que la superestación RTK esté encendida en un área sin obstrucciones GNSS. Utilice la aplicación móvil para configurar el sistema CORS, la altura del poste y otros parámetros. Una vez que el RTK obtenga la solución fija, encienda el equipo SLAM y cree un nuevo proyecto.

3) Durante el proceso de adquisición, ya sea en un área con señales GNSS o en un área sin señales GNSS, RTK puede realizar adquisición normal, adquisición en modo de inclinación, adquisición en modo invertido, etc.; puede utilizarse para situaciones en las que la señal GNSS está severamente bloqueada o donde no hay señal GNSS en absoluto. Recopilación de coordenadas o replanteo en áreas como debajo de bosques, debajo de aleros, en interiores, espacios subterráneos, etc.

4) Exportar los datos de puntos de coordenadas recopilados para la posterior producción de los resultados de topografía y cartografía necesarios.

Diagrama de colección

Como se muestra en la figura anterior, la superestación RTK recopila información de posición basada en los datos RTK obtenidos por GNSS en un entorno exterior normal (trayectoria verde) y, al mismo tiempo, corrige la altura e inclinación del poste según la postura SLAM. Si la señal GNSS se bloquea debido a una inclinación o inversión, la odometría láser SLAM puede continuar realizando la navegación de posición y actitud. Al entrar en un entorno sin señal GNSS (trayectoria roja), la señal GNSS se pierde y el láser SLAM puede continuar realizando la navegación de posición y actitud y obtener con precisión la posición del punto a recopilar. La información de coordenadas se puede recopilar. Al regresar a un entorno exterior desde un entorno sin señal GNSS, la recopilación de datos puede continuar de forma continua. Si el área sin señal GNSS es grande, se puede garantizar la precisión de las coordenadas recopiladas saliendo varias veces al exterior para recibir una sección de datos GNSS y luego regresando al interior. También se puede realizar un posprocesamiento según sea necesario para mejorar aún más la precisión de los datos.

Como se mencionó anteriormente, los métodos de medición RTK actuales que se basan en receptores GNSS y otros sensores incluyen principalmente RTK tradicional, RTK de navegación inercial, RTK de imagen, RTK láser, etc.

El RTK tradicional utiliza un receptor GNSS como cuerpo principal para la medición de coordenadas o el replanteo; el RTK de navegación inercial incorpora un equipo de navegación inercial y permite realizar mediciones de inclinación de postes de centrado; el RTK de imágenes se basa en un sistema de visión y permite realizar intersecciones directas, recopilar las coordenadas del punto a medir mediante imágenes o guiar el replanteo de puntos; el RTK láser utiliza puntería y medición láser para recopilar o replantear las coordenadas de puntos láser. Asimismo, el RTK láser requiere un sistema de navegación inercial. Estos múltiples modos pueden combinarse e integrarse para lograr más funciones de aplicación.

Para verificar la viabilidad de la superestación RTK, se utilizó la solución combinada SLAM2000+S-RTK100 para la verificación, y se recopilaron datos sobre los edificios, elementos, vestíbulos y garajes subterráneos en la zona de la Plaza Baosheng de Pekín, y se elaboró ​​un mapa con los resultados del levantamiento topográfico y la cartografía.

Baosheng Plaza es un edificio con un sótano y nueve plantas sobre rasante. Tiene planta cuadrada y cuenta con pasillos en algunas zonas. Las plantas son altas y los locales comerciales de la planta baja tienen aleros. Con el sistema RTK tradicional, es imposible obtener todos los puntos de medición y realizar mediciones directas en interiores y subterráneos. Si bien suele ser necesario utilizar una estación total u otro método para la medición con RTK tradicional, la solución RTK de superestación permite completar la medición de una sola vez, garantizando la precisión del levantamiento topográfico y la cartografía.

Diagrama esquemático de Baosheng Plaza

Inicialización

Instale SLAM2000 + S-RTK100 en un polo único dedicado, enciéndalo y realice la configuración CORS, la inicialización SLAM y otros ajustes de parámetros en el dispositivo.

Recopilación de datos

Una vez completada la inicialización, se puede iniciar la recopilación de datos. Durante este proceso, la captura de puntos se realiza a través de la aplicación móvil. Tanto si se encuentra en una zona con señal GNSS como si accede a una zona sin ella, puede utilizar la estación terrestre RTK para realizar mediciones regulares, mediciones en modo de inclinación, mediciones invertidas, etc. Tras finalizar la recopilación, se puede obtener directamente la lista de valores de coordenadas interiores y exteriores.

Resultados de la encuesta del sorteo

Se trazan los puntos de escalones rotos interiores y exteriores recopilados mediante la estación base RTK para generar los resultados del dibujo lineal. Con el mismo conjunto de datos, se puede dibujar directamente el interior del edificio y el garaje subterráneo, obteniendo así un conjunto completo de planos de superficie y subterráneos del Parque Baosheng.

La estación Super Station RTK incorpora el nuevo modo de funcionamiento SLAM+RTK. Se utiliza principalmente para obtener o determinar coordenadas absolutas de puntos en entornos normales y en escenarios sin señal GNSS o con visibilidad reducida. Gracias a la tecnología SLAM, simplifica eficazmente el proceso de operación RTK tradicional, amplía su ámbito de aplicación y ofrece nuevas opciones de equipamiento para mediciones de ingeniería.