GOPR0683

تیلت سنسور IMU در گیرنده های مولتی فرکانس

 کاربرد تیلت سنسور IMU  در گیرنده های مولتی فرکانس

برای درک تیلت سنسور در ابتدا باید تعریف زاویه تیلت را بدانیم.

زاویه تیلت چیست؟

زاویه تیلت به زاویه انحراف از زاویه قائم گویند.

مشکلات کار با گیرنده های مولتی فرکانس

در انجام برخی عملیات نقشه برداری با گیرنده های مولتی فرکانس امکان استقرار گیرنده به صورت قائم بر روی نقطه مورد نظر وجود ندارد مانند :

نقاطی که بر روی آن ها مانعی وجود دارد.

وجود دیوار یا ساختمان بلند در مجاورت نقطه که باعث عدم دستیابی به دقت لازم میگردد، زیرا گیرنده ما دارای ابعادی می باشد و این اندازه با وجود برخورد به دیوار امکان اندازه گیری دقیق نقطه را فراهم نخواهد کرد.

برخی نقاط صعب العبور که امکان استقرار بر روی آن ها وجود ندارد.

راه حل چیست؟

اما با گذر زمان تولید کنندگان گیرنده مولتی فرکانس از این موضوع اگاه شده و با اضافه کردن تیلت سنسور به گیرنده های مولتی فرکانس مشکلات ذکر شده را حل کرده و انجام عملیات با گیرنده های مولتی فرکانس را برای نقشه بردار ها آسان کردند.

تولید کنندگان به اضافه کردن سخت افزاری به گیرنده های مولتی فرکانس قادر به محسابه میزان کجی و انحراف یا همان زاویه تیلت را محاسبه و سپس مختصات دقیق نقطه استقرار ژالن را محاسبه کنند.

انواع تیلت سنسور

تیلت سنسور های مغناطیسی ارزان قیمت یا Magnetometer

تیلت سنسور های IMU

اما تیلت سنسور های مغناطیسی به دلیل تکنولوژِی قدیمی دارای یک سری معایب اساسی میباشند از جمله :

1  نیاز به انجام کالیبراسیون نسبت به سایت کاری که یک فرآیند زمان بر و پیچیده می باشد و قبل از هر برداشت باید انجام شود.

2  تیلت سنسور های مغناطیسی به دلیل تاثیر مغناطیسی زمین قادر به اندازه گیری زاویه های تیلت بیشتر از 15 نیستند.
3  عدم برداشت نقاط به صورت آنی به این معنا که هر نقطه باید یک دقیقه برداشت شود، که امکان انجام این کار در محیط های شهری که برخی نقاط صعب العبور و غیر قابل دسترس نظیر ساختمان ها و دیوار های بلند وجود ندارد.

4 عدم استفاده در محیط های با میدان مغناطیسی ناشی از دکل های برق، دکل های BTS، ساختمان های فلزی، حریم خودرو ها و سطوح اسیل و شیشه ای

5 عدم امکان پیاده سازی نقاط

 تیلت سنسور IMU

تیلت سنسور IMU بسیاری از معایب ذکر شده در نوع مغناطیسی حذف شده از جمله :

1 عدم نیاز به کالیبراسیون

2  مصون از اختلالات مغناطیسی

3 امکان اندازه گیری زاویه تیلت تا 60 درجه

4 امکان برداشت نقاط به صورت آنی و بدون نیاز به استقرار طولانی بر روی نقطه

5 امکان پیاده سازی نقاط با سرعت بالا

6 عدم نیاز به تراز نگه داشتن ژالن و در نتیجه کاهش خطای انسانی ناشی از عدم تراز گرفتن ژالن

7 امکان برداشت نقاط صعب العبور و غیر قابل دسترس با سرعت بالا تر

گرد آورنده : امیرحسین عمادی نیا

shakhes-nahayi

تیلت سنسور در گیرنده ماهواره ای

زاویه تیلت چیست؟

زاویه انحراف از قائم، زاویه تیلت نامیده می شود. در انجام عملیات نقشه برداری با گیرنده های GPS و به ویژه روش RTK امکان استقرار گیرنده به صورت قائم بر روی برخی نقاط وجود ند ارد. تیلت سنسور ها امکان برداشت نقاط به صورت زاویه دار را به گیرنده های GPS می دهند.مواردی که امکان برداشت نقاط را به صورت قائم نمی دهند شامل موارد زیر است:

1.وجود نقطه بر روی مانع

2.وجود دیوار یا ساختمان بلند در مجاورت نقطه که باعث عدم دستیابی به دقت بالاتر می گردد.

3.برخی نقاط صعب العبور که امکان استقرار بر روی آنها وجود ندارد.

تیلت سنسور چیست؟

تولیدکنندگان گیرنده های GPS برای حل این مشکل یک قطعه سخت افزاری به نام تیلت سنسور(شیب سنج) به منظور اندازه گیری میزان کجی یا زاویه تیلت توسعه و برروی گیرنده نصب می کنند.

انواع تیلت سنسور ها

به طور کلی این ابزار به دو دسته تقسیم بندی می شوند:

  • 1.ارزان قیمت مغناطیسی یا Magnetometer

۲.تیلت سنسور های IMU

معایب تیلت سنسور های مغناطیسی

مدل های مغناطیسی بدلیل تکنولوژی قدیمی دارای یک سری معایب اساسی می باشد:

1.نیاز به انجام کالیبراسیون نسبت به سایت کاری که یک فرآیند زمان بر و پیچیده می باشد و قبل از هر برداشت باید صورت گیرد.

2.عدم اندازه گیری زوایای تیلت بیشتر از 15 درجه به دلیل تاثیر میدان مغناطیسی زمین

3.عدم برداشت نقطه به شکل آنی، به این معنا که هرنقطه حداقل باید یک دقیقه برداشت شود، که امکان انجام این فرآیند در محیط های شهری نظیر گوشه دیوارها و یا برخی نقاط صعب العبور وجود ندارد.

4.عدم استفاده در محیط های با میدان مغناطیسی ناشی از دکل های برق، دکلهای BTS، ساختمان های فلزی، سطوح استیل و شیشه ای، حریم خودروها

5.عدم امکان پیاده سازی نقاط

از نمونه این دستگاه ها می توان به دستگاه های چینی و دستگاه تریمبل مدل R10 اشاره کرد که قابلیت پیاده سازی با استفاده از تیلت سنسور در این مدل وجود ندارد.

مزایای تیلت سنسور های ژیروسکوپی

برای غلبه بر مشکلات ذکرشده، اولین بار در سال 2018 شرکت لایکا از تیلت سنسورهای IMU و یا ژیروسکوپی در دستگاه GS18T رو نمایی کرد و امروزه بسیاری از دستگاه های قدرتمند چینی همچون آلفا ژئو، e-survey، south و … مجهز به این تکنولوژی هستند.

از جمله مزایای تیلت سنسور IMU یا ژیروسکوپی می توان به موارد زیر اشاره کرد:

1.عدم نیاز به کالیبراسیون

2.مصون بودن از اختلالات مغناظیسی

3.امکان اندازه گیری زوایای تیلت تا 60 درجه

4.امکان برداشت نقطه به صورت آنی و بدون نیاز به توقف طولانی بر روی نقطه

5.امکان پیاده سازی نقاط با سرعت و دقت بالاتر

6.عدم نیاز به تراز گرفتن ژالن و در نتیجه کاهش خطای انسانی ناشی از عدم تراز گرفتن ژالن

7.امکان برداشت نقاط صعب العبور و غیرقابل دسترس با سرعت بالاتر

گردآورنده:

هادی اصغری