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

Sandind-TotalStation-Arc6-1-2

دوربین های توتال استیشن

به طور کلی دوربین‌های نقشه برداری به دو نوع ترازیاب و زاویه یاب تقسیم می‌شوند که با پیشرفت تکنولوژی این دو دوربین در طی سالیان اخیر با هم تلفیق شده‌اند و به صورت یک دوربین به نام توتال استیشن مورد استفاده قرار می‌گیرند.

دوربین توتال استیشن

دوربین نقشه برداری توتال استیشن به منظور نقشه برداری و ساخت و سازها مورد استفاده قرار می گیرد.

ابن نوع دوربین ، تئودولیت دیجیتالی است

که برای اندازه گیری فاصله الکترونیکی برای قرائت مایل دستگاه تا نقطه خاص مورد استفاده قرار می گیرد.

این دوربین  با تلفیق طول یاب و تئودولیت ها، تلفیقی هماهنگ در نقشه برداری ارائه می کند.

 

انواع توتال استیشن

توتال استیشن دارای دو نوع دیجیتالی و اپتیکی می باشد.

با توجه به تجربه بسیاری از مهندسان نقشه برداری، کار نقشه برداری با استفاده از دوربین‌های اپتیکی بسیار دقیق‌تر از دوربین‌های دیجیتال است و هنوز در بسیاری از نقاط جهان از دوربین‌های اپتیکی استفاده می‌شود.

ساز و کار دوربین توتال استیشن

این دوربین همانطور که پیش از این نیز به آن بسیار پرداخته شده است از ترکیب دو دوربین نیوو و تئودولویت به دست می‌آید.

با استفاده از دوربین توتال می‌توان هم زمان به اندازه گیری ارتفاع، زاویه و فاصله افقی پرداخت.

دوربین‌های توتال در ابتدا به صورت اپتیکی عرضه می‌شدند ولی امروز انواع دیجیتال آن‌ها به بازار آمده است که کار نقشه برداری را بسیار راحت‌تر از گذشته کرده است.

دوربین‌های دیجیتال این مزیت را دارند که پس از انجام عملیات نقشه برداری می‌توان یک خروجی از داده‌های مورد نظر تهیه کرد و سپس با استفاده از نرم افزارهای نقشه برداری اقدام به تهیه نقشه کرد که کار را بسیار سریع‌تر از تهیه نقشه به صورت دستی می‌کند.

دوربین های نقشه برداری توتال استیشن کار ترازیابی و زاویه سنجی را  همزمان با هم انجام می دهد.

که یک ابزار الکترونیکی/اپتیکی است که برای نقشه برداری و ساخت و ساز مورد استفاده قرار می‌گیرد.

توتال استیشن، تئودولیت دیجیتالی است که به اندازه‌گیری فاصله الکترونیکی (EDM) برای قرائت طول مایل دستگاه تا نقطه خاص و یک کامپیوتر داخلی برای جمع‌آوری اطلاعات و به دست آوردن پیشرفته مختصات بر اساس محاسبات مجهز شده‌است.

دوربین نقشه‌برداری رباتیک به اپراتور اجازه می‌دهد دستگاه را از راه دور کنترل نماید.

این کار باعث حذف دستیار اپراتور نقشه‌برداری برای نگهداری منشور و کنترل دوربین از هر نقطه‌ای می‌شود.

کاربرد دوربین ها ی توتال استیشن :

معدن

دوربین‌های نقشه‌برداری ابزار اصلی بررسی در نقشه‌برداری معدن هستند.

دوربین نقشه‌برداری برای ثبت محل دقیق دیوارهای تونل، سقف و کف و به‌طور کلی هدایت معدن زیر زمینی به کار می‌رود.

اطلاعات ثبت شده در دوربین در نرم‌افزارهای نقشه‌برداری وارد شده و با پروژه طراحی شده مقایسه می‌گردد.

ساختمان‌سازی

دوربین‌های نقشه‌برداری بالاترین استاندارد را در اجرای اشکال مختلف ساختمان دارند.

آن‌ها از محورهای X و Y برای جانمایی تأسیسات در زیر زمین و بین طبقات سازه (داکت‌ها) و نفوذ در سقف استفاده می‌نمایند.

برای پیاده نمودن محل گود برداری و عمق آن،

حجم عملیات خاکی گودبرداری،

پیاده‌سازی فونداسیون

و شاقولی ستون‌ها، محل اجرای دیوارها، اجرای نمای ساختمان و غیره از توتال استیشن استفاده می‌شود.

 

 

2

تراز یابی درجه یک

تراز یابی درجه یک

اهداف ترازیابی درجه یک در نقشه برداری:

برسی جابجائی های ارتفاعی پوسته زمین (ژئودینامیک زمین).

ایجاد نقاط مبنایی برای شبکه های کنترل میکروژئودزی.

ایجاد سیستم ارتفاعی یکسان برای تهیه نقشه های پوششی کشور.

دستورالعمل های نقشه برداری برای ترازیابی دقیق درجه یک

در نقشه برداری برای ترازیابی ابتدا محل ایستگاه ها را شناسایی و نزدیک ترین و راحت ترین مسیر بین دو ایستگاه انتخاب می شود.

فواصل ایستگاه ها با توجه به درجه ترازیابی و وضع جغرافیای منطقه متفاوت می باشد.

برای ترازیابی درجه یک فواصل ایستگاه ها در مناطق دشت حدود 2.5 کیلومتر و برای مناطق کوهستانی به 1.5 کیلومتر خواهد رسید.

رپر های ایستگاه های ترازیابی باید در جهت شمال و جنوب باشد و مشخصات ایستگاه ها با توجه به دستور العمل سازمان نقشه برداری، بر بروی بنچ مارک و در سه سطر رو به شمال نوشته شود.

شناسائی محل ایستگاه ها

در نقشه برداری محل ایستگاه های ترازیابی بسیار دقیق ضمن حرکت در امتداد مسیر انجام و محل نقطه با توجه به موارد ذیل تعیین خواهد گردید:

محل نقطه حارج از حریم راه آهن و راه باشد

محل نقطه حارج از مسیل و آبرو باشد.

نقطه در زمین های زراعی، باغچه و یا در محل کار لوله های نفت، آب، کانال و موارض مشابه انتخاب نشود.

سعی شود حتی الامکان از محوطه ساختمان های دولتی نظیر ادارات و یا مجاورت ساختمان های قدیمی و تاریخی برای محل نقطه استفاده شود.

پایه های بتنی پل های بزرگ و یا ساختمان های مشخص و مطمئن که امکان نصب دیسک مخصوص در آنها وجود دارد نیز می تواند برای ایستگاه ترازیابی مورد استفاده قرار گیرد. در این صورت دیسک باید طوری نصب شود که استقرار دقیق میر بر روی آن امکان پذیر باشد.

پس از شناسایی کامل و تعیین دقیق محل ایستگاه، به موازات ساختمان آن، برگ شناسائی(شناسنامه) نقطه ترازیابی تهیه شود.

 

اندازه گیری زوایای قائم

اندازه گیری زوایای قائم در تمام شبکه ژئودزی درجه یک الزامی است و نکات زیر باید در این اندازه گیری ها مورد توجه قرار گیرد:

اندازه گیری زوایای قائم از دو طرف یک امتداد به طور همزمان انجام شود.

به طوری که فاصله زمانی بین قرائت زاویه قائم دو طرف مقابل از نیم ساعت تجاوز نکند.

از قرائت زوایای قائم در ساعات اول و آخر شب اجتناب گردد.

نکته: بهترین موقع برای اندازه گیری زوایای قائم بین ساعات 22 شب تا 2 بعد از نیمه شب می باشد.

قرائت زوایای قائم حداقال در دو شب و هر شب حداقل در دو کوپل انجام گیرد.

نکته: از قرائت دوبار متوال ی مستقیم یا دو بار  متوالی معکوس خودداری گردد.

ارتفاع تئودولیت و ارتفاع نشانه ایستگاه مقابل تا سانتیمتر اندازه گیری و یادداشت گردد.

گرد آورنده : امیرحسین عمادی نیا

effe819a-69c6-4e08-b4ca-0514978fbd4f

اصول کلی عملیات در نقشه برداری

اصول کلی عملیات برای تهیه نقشه

1- شناسایی منطقه و تهیه کروکی

گروه شناسایی قبل از اعزام به منطقه برای عملیات تهیه نقشه، نقشه ها وعکس های موجود را برسی می کند.

سپس اطلاعات مقدماتی از موقعیت جغرافیایی منطقه،عوارض موجود،راه های دسترسی و غیره را کسب می کند.

کروکی: نمایش ترسیمی موقعیت تقریبی عوارض یک منطقه برای تشخیص راحت تر در هنگام ترسیم دقیق با نرم افزار که فاقد اندازه گیری دقیق می باشد.

وظایف گروه شناسایی عبارتند از:

الف) تهیه کروکی از منطقه و مشخص کردن محدوده کار و بررسی عوارض طبیعی و مصنوعی و مرز ها و پیاده کردن تقریبی آن ها روی کروکی.

ب) مشخص نمودن نقاطی به عنوان رئوس برداشت و انتقال آن ها روی کروکی.

1 در انتخاب رئوس برداشت باید به این نکات زیر توجه نمود:

2 این نقاط باید در نقاط مستحکم،پایدار و مشخصی انتخاب شوند.

3 حد الامکان نقاط رئوس پیمایش فواصل مساوی از هم داشته باشند.

4 ایستگاه های پیمایش از فاصله دور به خوبی دیده شده و پیدا کردن آن ها ساده باشد.

5 نقاط را طوری روی زمین قرار می دهیم که بتوان از هر ایستگاه بخشی از زمین را برداشت نموده و در کل از همه ایستگاه ها باید بتوان کل زمین را برداشت کرد.

6 نحوه پراکندگی ایستگاه ها باید به گونه ای باشد که تمام عوارض موجود در منطقه به نوعی حداقال از یکی از رئوس قابل دید باشد.

7 حداقال نقاط انتخابی به نقاط قبل و بعد خود دید داشته باشند.

8 بعد ازمشمخص شدن محل ایستگاه ها روی زمین محل نقاط را علامت گذاری می کنیم و برای آنکه محل آن ایستگاه ها فراموش نشود اطراف آن را سنگ قرار می دهیم و روی سنگ نام ایستگاه را می نویسیم.

2- علامت گذاری و ساختمان نقاط رئوس

انتخاب روش کار

روش کار با توجه به امکانات موجود، وسعت منطقه، دقت مورد نظر، مقیاس نقشه و زمانی که میخوایم به عملیات نقشه اختصاص بدهیم، انتخاب خواهد شد.

برداشت

جمع آوری اطلاعات و اندازه های دقیق از موقعیت و ابعاد عوارض طبیعی و مصنوعی، جهت ترسیم و تکمیل نقشه را برداشت گویند.

محاسبه و ترسیم

پس از انجام محاسبات لازم اطلاعات حاصل از برداشت به نقشه تبدیل می شوند.

 

گردآورنده: امیرحسین عمادی نیا

 

7b3c8fbf-9fc9-4f6e-b7cd-e9633b6c2f0b

تجهیزات ساده نقشه برداری

تجهیزات ساده نقشه برداری

وسایل ساده نقشه برداری عبارت اند از:

متر

متر  از ساده ترین و اولیه ترین تجهیزات نقشه برداری محسوب می شود که برای اندازه گیری فاصله مورد استفاده قرار می گیرد.

متر ها انواع مختلفی دارند از جمله متر لیزی, متر فلزی, پلاستیکی, و پارچه ای می باشد. متر های بر حسب سانتی متر درجه بندی شده اند که برای دقت بالاتر میتوان از متر هایی با درجه بندی میلی متر استفاده نمود.

متر لیزری نیز در اثر ارسال و دریافت موج, عمل اندازه گیری را انجام می دهند.

دقت اسمی متر: دقت نسبی ادعا شده توسط کارخانه سازنده که با رعایت اصول متر کشی و همچنین با رعایت شرایط استاندارد مورد نظر کارخانه بر روی متر درج می شود.

شاغول

در نقشه برداری شاغول برای مشخص کردن راستای امتداد قائم در هر نقطه به کار می رود. شاغول مورد استفاده برای آن دسته از وسایلی می باشد که نیاز به استقرار در نقطه ای معین نیاز دارند.

ژالن

لوله های فلزی که معمولا دارای قطر های 3 الی 4 سانتی متر و به طول 2 الی 2.5 متر که برای تشخیص از فواصل دور, هر نیم متر به نیم متر با رنگ های مجزای قرمز و سفید رنگ شده است. ژالن دارای نوک تیزی می باشد که برای استقرار و نشانه روی دقیق روی نقطه مورد نظر استفاده میگردد. هنگام استفاده از ژآلن باید از قائم بودن آن در محل مورد نظر اطمینان پیدا کنیم.

کاربرد اصلی ژالن مشخص کردن موقعیت دقیق نقطه, که توسط دوربین نشانه روی می شود, می باشد. بنابراین طبق این تعریف هار وسیله ای که بتوان آن را به صورت قائم بر روی نقطه ای مستقرکرد می توان به عنوان ژالن در نقشه برداری به کار گرفته شود, اما دلیل استفاده از ژالن های بزرگ این می باشد که اولا در عملیات های طولانی که نیاز می باشد به یک نقطه چندین بار نشانه روی شود باید یک ژالن را روی آن نقطه تراز کرد و ثانیا در مواقعی که نقطه توسط دوربین دیده نمیشود می توان یک ژالن بزرگ را روی آن نقطه مستقر نموده و مشاهدات لازم را انجام داد.

انواع تراز

ترازها وسیله ای برای کنترل امتدادها, سطوح افقی و قائم  در نقشه برداری می باشند.

در ادامه با انواع تراز ها آشنا می شویم:

تراز بنایی

از تراز بنایی جهت کنترل امتدادها, سطوح افقی و قائم استفاده می شود.عموما در کار های ساختمانی از این نوع تراز استفاده می شود. تراز بنایی داره محفظه ای شیشه ای که داخل آن مایعی با غلظت کم نظیر اسید سولفوریک, اتر یا الکل به علاوه یک حباب هوا پر شده است.

تراز نبشی

تراز نبشی فقط می تواند جهت کنترل سطوح قائم استفاده شود. به عنوان مثال جهت قائم نگه داشتن ژالن از آن استفاده می شود.

تراز نبشی از یک تراز کروی که در بالای یک نبشی فلزی یا پلاستیکی به طول 10 سانتی متر تعبیه شده است.

تراز استوانه ای یا تراز لوله ای

تراز دستی از یک لوله استوانه ای یا مکعب تشکیل شده که یک سر آن سوراخی برای نگاه کردن و در سر دیگر خط نشانه و تراز وجود دارد.

اگر در مسیر شیب دار بخواهیم فاصله افقی بین دو ژالن را با متر بدست آوریم. در این حالت برای به دست آوردن امتداد افقی بین دو ژالن از تراز استوانه ای استفاده می کنیم. این تراز فقط قادر است سطوح افقی را کنترل کند.

ژالن گیر

ژآلن گیر دارای سه پایه فلزی یا چوبی می باشد که در بالای آن گیره ای برای نگه داشتن ژالن تعبیه شده است.برای این که ژالن به صورت قائم در محل مستقر شود باید از تراز نبشی استفاده نمود.

شیب سنچ

برای اندازه گیری زاویه شیب یک امتداد نسبت به سطح افق استفاده می شود.

منشور

منشور وسیله ای است که امواج ارسالی از فاصله یاب های الکترونیکی را منعکس می کند و اطلاعات نقطه مستقر شده توسط دستگاه محاسبه می شود.

قطب نما

جهت تعیین شمال مغناطیسی از قطب نما استفاده می شود.

گونیای مساحی

وسیله ساده نوری می باشد که به کمک آن می توان زوایای قائمه و نیز زوایای 30,45,60,90 درجه را نسبت به امتداد مفروض بر روی زمین مشخص نمود. این گونیا ها بر اساس قوانین مربوط به نور در آینه ها و منشور ها ساخته می شوند.

چرخ غلطان یا رول فیکس

چرخی که دارای محیط ثابت بوده و در نتیجه با توجه به تعداد دور هایی که این چرخ طی میکند, میتوان فاصله مورد نظر را به دست آورد. در حقیقت این دستگاه دارای یک شمارنده میباشد که تعداد دور های طی شده را یادداشت کرده و با ضرب در محیط چرخ غلطان میتوان فاصله بین دو نقطه مورد نظر را به دست آورد.

گرد آورنده: امیرحسین عمادی نیا

Labor-market-mapping-engineering

مقیاس و انواع آن

تعریف مقیاس در نقشه برداری

در نقشه برداری، نسبتی که بین ابعاد روی نقشه و اندازه واقعی آن ها روی زمین وجود دارد, مقیاس گویند.

مقیاس ها کاربرد های زیادی دارند از جمله اجرای طرح ها و ترسیمات در زمین به صورت واقعی و برعکس.

با توجه به نیاز ما انسان ها, مقیاس ها می توانند متفاوت باشند.

انواع مقیاس

در علم نقشه برداری با سه نوع مقیاس سر و کار داریم:

1- عددی

2- خطی یا ترسیمی

3- توصیفی  

که در ادامه با انواع آن ها آشنا خواهیم شد.

مقیاس عددی

این نوع مقیاس ساده ترین نوع مقیاس در نقشه برداری می باشد که اکثر افراد با آن اشنایی دارند. این نوع مقیاس به صورت n/m نمایش داده می شود که در آن n برابر اندازه عارضه بر روی نقشه و m برابر اندازه واقعی عارضه بر روی زمین می باشد.

نکته : در مقیاس واحد صورت و مخرج یکی می باشد.

برای مثال اگر مقیاس نقشه ای برابر  یک هزارم باشد  به این معنا می باشد که هر یک سانتی متر بر روی نقشه برابر هزار سانتی متر (یا ده متر) بر بروی زمین می باشد.

به طور کلی فرمول مقیاس برابر:

که در آن :

Lab = طول عارضه بر روی نقشه

LAB = طول عارضه بر روی زمین

مقیاس ترسیمی

در این نوع, مقیاس به صورت پاره خطی مدرج در پایین نقشه قرار داده میشود و گفته میشود که هر واحد از پاره خط مدرج ما معادل چه اندازه ای بر روی زمین است

کاربرد :

در نقشه های دیگر مقیاس نقشه ها برای ابعادی خاص طراحی شده اند و اگر نقشه در سایز های متفاوت چاپ شود مقیاس نقشه تغییر می کند اما در مقیاس ترسیمی واحد اندازه گیری مقیاس به صورت شکل در زیر نقشه چاپ میشود و اندازه آن با تغییر ابعاد نقشه تغییر میکند و به راحتی میتوان با یک اندازه گیری مقدار دقیق مقیاس را محاسبه کرد.

 

مقیاس توصیفی

مقیاس توصیفی یکی از مهم ترین و کاربردی ترین نوع مقیاس در نقشه برداری می باشد. این مقیاس به صورت خیلی ساده و گفتاری بیان میشود.

به طور مثال مقیاس 2000/1 به این صورت بیان میشود ”  یک سانتیمتر بر روی نقشه برابر بیست متر بر روی زمین میباشد “

 

مقیاس ها از نظر اندازه به دو دسته تقسیم می شوند.

مقیاس بزرگ

مقیاس کوچک

مقیاسی که اندازه مخرج کسر آن کوچک تر باشد به آن مقیاس بزرگ میگویند و مقیاسی که اندازه مخرج کسر آن بزرگ تر باشد به آن مقیاس کوچک میگویند.

اهمیت مقیاس خطی و ترسیمی  

مقیاس ها برای نقشه ابزار مهمی هستند که به ما در تفسیر نقشه کمک بسیاری میکنند. مقیاس ها همیشه در نقشه قید میشوند تا بتوان نقشه را به راحتی تفسیر کرد. به طور کلی نقشه ها به ما کمک میکنند حجم وسیعی از یک منطقه را در ابعاد کوچک کاغذ ترسیم کنیم و مقیاس به ما کمک میکند تا به راحتی آن را تفسیر کنیم.

 

مساحت

 با توجه به انتقال طول های روی زمین به روی نقشه میتوان رابطه مساحت روی نقشه با مساحت روی زمین را به صورت زیر نوشت :

 

مساحت روی زمین /مساحت روی نقشه =2^(مقیاس)

 

 

گردآورنده : امیرحسین عبادی نیا