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

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

6785455f-b036-45f9-af5a-d6e788e06529

منحنی میزان

منحنی میزان

در کارتوگرافی،  خطوطی فرضی روی زمین هستند که نقاط دارای ارتفاع یکسان بالای یک سطح داده شده.

نظیر سطح متوسط دریا ها و یا نقاط مبنایی را به هم وصل می کنند.

مشخصات 

هیچ دو خطی در هیچ موردی به هم نرسیده و هم دیگر را قطع نمی کنند.

همه خطوط درون مرز های نقشه و یا بیرون آن به خودشان بسته می شوند.

خطوط میزانی که خیلی به هم نزدیک باشند مشخص کننده شیب های تند هستند.

خطوط میزانی که در یک فاصله نسبتا زیاد نسبت به هم واقع شده باشند مشخص کنند یک شیب ملایم هستند.

اگر در مجموعه ای از خطوط میزان بسته، منحنی های داخلی دارای ارتفاع بیشتری باشند، نشانگر تپه یا کوه هستند.

اگر ارتفاع خطوط بسته از درون به بیرون افزایش داشته باشند، نمایانگر یک دریاچه و یا گودال در آن مقطع از زمین هستند.

در یک خط تراز منفرد، در تمامی نقاط ارتفاع ثابت است.

منحنی میزان اصلی و فرعی

منحنی میزان اصلی معمولا در نقشه ها، ضخیم تر از منحنی های میزان دیگر نمایش داده می شود و ارتفاع هر منحنی نیز در این نوع منحنی میزان بر روی آن به شکل زیر درج میگردد و همچنین معمولا رنگ این منحنی با رنگ دیگر منحنی ها متفاوت است.

 

ضخامت خط های اصلی معمولا 2 برابر ضخامت خط های فرعی می باشد.

فاصله بین دو خط اصلی 5 برابر فاصله ارتفاعی دو منحنی میزان فرعی متوالی می باشد.

 

خط الراس

خط الراس ها را می توانید به صورت قللی در نظر بگیرید که در جهت طولی امتداد پیدا کرده باشند.در مقابل قلل که بیشتر شبیه دوایرمتحد المرکزی هستند که خطوط منحنی به سمت مرکز ارتفاع بیتشری پیدا می کنند،

خط الراس ها همچون بیضوی های بسیار کشیده هستند که در جهتی خاص امتداد پیدا کرده اند. یک راه ساده برای تشخیص خط الراس ها آن است که اگر از سمت ارتفاع بالا دست به سمت پایین دست شیب نگاه کنیم خط الراس ها را همچون خطوط هشتی شکل مشاهده میکنیم.خط الراس ها و خط القعر جهت معکوس یکدیگر را دارند در صورتی که از نظر فرم الگو شبیه یکدیگر هستند.

 

خط القعر

زمانی که خطوط منحنی میزان از دره ها و یا آبراهه ها و مسیل ها عبور می کنند، الگویی شبیه به U  و یا  V  لاتین پیدا می کنند.
آبراهه ها و رودخانه ها نیز خطوط آبی رنگی هستند که میان این الگوی V  شکل و یا U  شکل عبور میکنند.به طوری که آبراهه ها عمود بر خطوط منحنی میزان حرکت می کنند. حرکت آب روی سطح زمین از جهت گرادیان تبعیت نموده و در این جهت یعنی عمود بر خطوط منحنی میزان حرکت میکند. یک راه ساده برای تشخیص خط القعر ها یا دره ها و معابر زهکشی آن است که اگر از منظر ارتفاع بالاتر به ارتفاع پایین تر نگاه کنید دره ها به صورت منحنی های هفتی شکل دیده می شوند.

 

گرد آورنده: 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