Выпущено новое решение Super Station RTK на основе SLAM.

Измерение RTK обычно подразумевает использование мобильных измерительных устройств, работающих по технологии RTK. Для позиционирования RTK используется GNSS-приемник, подключенный к системе CORS через радиостанцию ​​или сеть. Одновременно с этим, с помощью центрирующего стержня заданной длины в реальном времени собираются высокоточные координаты нижней точки центрирующего стержня, такие как координаты контрольных точек, точек фрагментации, точек построения корневой зоны и т. д., а также выполняется построение поверхности и т. д.

Традиционный RTK

Традиционные измерения RTK используют центрирующий шест, что требует строгой вертикальной ориентации фазового центра антенны GNSS и точки измерения. Поэтому на центрирующий шест обычно устанавливается пузырьковый уровень, который тщательно калибруется в лаборатории.

При сборе данных с помощью традиционного RTK, для точек измерения, расположенных на верхних конструкциях, таких как углы комнаты, из-за определенных размеров основного устройства GNSS-приемника, обычно невозможно точно определить координаты плоскости.

Инерциальный RTK

Для решения проблемы, связанной с невозможностью традиционных RTK-приемников измерять наклон, профессиональные геодезисты разработали GNSS-приемники со встроенной инерциальной навигацией. Приемник может корректировать расстояние от фазового центра GNSS до измеряемой точки на основе угла наклона и направления центрирующего полюса, и может точно собирать данные с учетом боковых помех. Однако, как и традиционные GNSS-приемники, инерциальная навигация RTK может собирать данные только в средах с сигналами GNSS. Она по-прежнему не способна эффективно собирать данные в средах без сигналов GNSS, таких как внутри зданий и под карнизами.

Изображение RTK

Для решения проблемы сбора данных о точках в областях, где отсутствуют сигналы GNSS, например, под карнизами, была разработана технология Image RTK. Image RTK — это встроенный в GNSS-приемник модуль камеры. Он позволяет захватывать измеряемые точки в области, где принимается сигнал GNSS, используя метод прямого пересечения в фотограмметрии, и получать координаты измеряемых точек путем пересечения многоугловых изображений или путем разметки.

Лазерный RTK

Лазерная RTK-система — это устройство, устанавливающее лазерный дальномер на GNSS-приемник и использующее лазерное наведение для сбора и разметки точек. Лазерная RTK-система позволяет напрямую освещать измеряемую точку с помощью лазера без использования центрирующего стержня, и одновременно измерять расстояние от устройства до измеряемой точки. На основе информации о положении, предоставляемой высокоточной инерциальной навигационной системой и GNSS, встроенными в фюзеляж, получают решение для измерения. Координаты точки.

Технологии Image RTK и Laser RTK позволяют проводить измерения на расстоянии до 10 метров от зоны действия сигнала GNSS до зоны его отсутствия, но не подходят для более глубоких участков без сигнала GNSS, таких как измерение дна сложных транспортных развязок, измерение глубины парковок внутри и снаружи зданий и т. д.

Традиционный RTK

Инерциальный RTK

Изображение RTK

Лазерный RTK

Введение

Superstation RTK — это GNSS RTK-приемник, использующий технологию SLAM для выполнения навигационных измерений на основе традиционного RTK. В этом устройстве технология лазерного SLAM интегрирована в традиционный GNSS-приемник, а мощные возможности лазерного SLAM по восприятию окружающей среды и функции построения карт используются для достижения высокоточной навигации по положению и точного измерения точек в реальном времени. В среде с сигналами GNSS оборудование RTK будет в основном полагаться на сигналы GNSS для измерения точек или разметки и вносить коррективы в одометрию лазерного SLAM; после того, как оборудование RTK войдет в зону без сигналов GNSS, оно будет полагаться на лазерный SLAM для измерения. Навигация по положению продолжается, обеспечивая высокоточную информацию о местоположении.

Исходя из этого технического направления, мы предложили решение для реализации суперстанции RTK с использованием ручного лидарного сканера SLAM2000 и многофункционального портативного модуля RTK S-RTK100.

Введение в систему SLAM2000

SLAM2000 — это портативный лидарный сканер нового поколения. Он использует лазерный датчик с неповторяющимся сканированием, собственную высокоточную инерциальную навигацию и 12-мегапиксельную камеру. Он обладает возможностями высокоточной съемки облака точек, а также высокоточной навигации и позиционирования.

Введение в систему S-RTK100

S-RTK100 использует пятизвездочный шестнадцатиканальный модуль. Он может использоваться с SLAM-устройствами или в качестве отдельного GNSS-приемника для сбора данных, обеспечивая сбор данных с абсолютной точностью до сантиметра.

Использование

Система Superstation RTK в основном состоит из GNSS-приемников, SLAM-оборудования, центрирующих велок и приложений, и нет необходимости добавлять какое-либо другое аппаратное оборудование.

Общий рабочий процесс выглядит следующим образом:

1) Подключите оборудование RTK, оборудование SLAM, направляющие и другое оборудование для сборки суперстанции RTK, а затем управляйте ею и собирайте данные через мобильное приложение.

2) В процессе инициализации необходимо убедиться, что суперстанция RTK включена в зоне без препятствий для GNSS. Используйте мобильное приложение для настройки системы CORS, высоты опоры и других параметров. После того, как RTK получит заданное решение, включите оборудование SLAM и создайте новый проект.

3) В процессе сбора данных, как в зоне с сигналом GNSS, так и в зоне без сигнала GNSS, RTK может выполнять обычный сбор данных, сбор данных в режиме наклона, сбор данных в инвертированном режиме и т. д.; он может использоваться в ситуациях, когда сигнал GNSS сильно блокируется или когда сигнал GNSS отсутствует вовсе, для сбора координат или разметки в таких местах, как под лесом, под карнизами, внутри помещений, под землей и т. д.

4) Экспортируйте собранные данные о координатах точек для дальнейшего получения необходимых результатов геодезических и картографических работ.

Диаграмма коллекции

Как показано на рисунке выше, суперстанция RTK собирает информацию о местоположении на основе данных RTK, полученных с помощью GNSS в обычных условиях на открытом воздухе (зеленая дорожка), и одновременно корректирует высоту и наклон опоры на основе положения SLAM. Если это вызвано наклоном или инверсией, а также блокировкой сигнала GNSS, лазерная SLAM-одометрия может продолжать выполнять навигацию по положению и ориентации; после входа в среду без GNSS (красная дорожка), когда сигнал GNSS теряется, лазерный SLAM может продолжать выполнять навигацию по положению и ориентации и точно определять положение точки для сбора координатной информации; при возвращении в среду без сигналов GNSS сбор данных может продолжаться непрерывно. Если область без сигналов GNSS большая, можно обеспечить точность собранных координат, несколько раз выходя на улицу для получения участка данных GNSS, а затем возвращаясь в помещение. Также можно выполнить постобработку по мере необходимости для дальнейшего повышения точности данных.

Как уже упоминалось ранее, существующие методы измерения RTK, основанные на GNSS-приемниках и других датчиках, в основном включают традиционный RTK, инерциальный навигационный RTK, RTK на основе изображений, лазерный RTK и т. д.

Традиционный RTK использует GNSS-приемник в качестве основного элемента для измерения координат или разметки; инерциальный RTK имеет встроенное инерциальное навигационное оборудование и может выполнять измерения наклона центрирующей опоры; визуальный RTK основан на системе машинного зрения и может выполнять прямое пересечение, собирать координаты измеряемой точки с помощью изображений или обеспечивать наведение при разметке точки; лазерный RTK использует лазерное наведение и измерение расстояния для сбора или разметки координат лазерных точек. При этом лазерный RTK также должен использовать инерциальную навигационную систему. Вышеуказанные режимы могут быть объединены и интегрированы друг с другом для достижения большего количества функциональных возможностей.

Для проверки возможности создания суперстанции RTK было использовано комбинированное решение SLAM2000+S-RTK100, а также собраны данные о наземных зданиях, объектах инфраструктуры, вестибюлях и подземных гаражах в районе площади Баошэн в Пекине, на основе которых была составлена ​​карта результатов обследования и картографирования.

Здание Baosheng Plaza имеет 1 подземный и 9 надземных этажей. Вся конструкция имеет квадратную форму. В некоторых зонах есть коридоры. Общая высота этажей высокая. Магазины на первом этаже имеют физические карнизы. С помощью традиционного RTK невозможно полностью получить все измеряемые точки, а также невозможно проводить прямые измерения внутри и под землей. Обычно для измерения на основе традиционного RTK требуется использовать тахеометр или другие средства, но использование суперстанционного RTK-решения позволяет выполнить измерение за один раз и обеспечить точность съемки и картографирования.

Схема площади Баошэн

Инициализация

Установите SLAM2000 + S-RTK100 на выделенный однополюсный кабель, включите его и выполните настройку CORS, инициализацию SLAM и другие параметры устройства.

Сбор данных

После завершения инициализации можно приступать к сбору данных. В процессе сбора данных точечный сбор осуществляется через мобильное приложение. Независимо от того, находитесь ли вы в зоне с сигналом GNSS или в зоне без сигнала GNSS, вы можете использовать Superstation RTK для обычных измерений, измерений в режиме наклона, инвертированных измерений и т.д. После завершения сбора данных список значений внутренних и внешних координат может быть выведен непосредственно на экран.

Результаты опроса

С помощью Superstation RTK были построены линейные чертежи на основе данных о точках скачков высоты внутри и снаружи здания. На основе того же набора данных можно напрямую построить чертежи интерьера здания и подземного гаража, получив таким образом полный набор чертежей наземной и подземной частей парка Баошэн.

Superstation RTK — это новый режим работы SLAM+RTK. Он в основном используется для получения или установки абсолютных координат точек в обычных условиях и в сценариях без сигналов GNSS или с плохой видимостью. Благодаря использованию технологии SLAM, он эффективно упрощает традиционный процесс работы RTK, расширяет область применения RTK и предоставляет новые возможности оборудования для инженерных измерений.