به گزارش پایگاه خبری امیدرسان، شاید برای شما هم سوال شده باشد که زاویه تیلت چیست؟
زاویه انحراف از قائم زاویه تیلت نامیده می‌شود.
در انجام عملیات نقشه‌برداری با گیرنده‌های GPS و به ویژه روش RTK امکان استقرار گیرنده بصورت قائم بر روی برخی نقاط وجود ندارد که شامل موارد ذیل می‌شود:
- وجود مانع بر روی نقطه
- وجود دیوار یا ساختمان بلند در مجاورت نقطه که باعث عدم دستیابی به دقت بالاتر می‌گردد.
- برخی نقاط صعب‌العبور که امکان استقرار بر روی آن‌ها وجود ندارد.
تولید‌کنندگان گیرنده‌های GPS برای حل این مشکل یک قطعه سخت‌افزاری به نام تیلت سنسور به منظور اندازه‌گیری میزان کجی یا زاویه تیلت توسعه و بر روی گیرنده نصب می‌کنند [1].
این تیلت سنسور‌‌ها به دو دسته تقسیم‌بندی می‌شوند:
۱ ) ارزان قیمت مغناطیسی یا Magnetometer
۲ ) تبلت سنسورهای IMU
اما تیلت سنسورهای مغناطیسی بدلیل تکنولوژی قدیمی دارای یک سری معایب اساسی می‌باشند:
- نیاز به انجام کالیبراسیون نسبت به سایت کاری که یک فرآیند زمان‌بر و پیچیده می‌باشد و قبل از هر برداشت باید صورت گیرد؛
- عدم اندازه‌گیری زوایای تیلت بیشتر از ۱۵ درجه به دلیل تاثیر میدان مغناطیسی زمین؛
- عدم برداشت نقطه بصورت آنی، به این معنا که هر نقطه حداقل باید یک دقیقه برداشت شود تا امکان انجام این فرآیند در محیط‌های شهری نظیر گوشه دیواره‌ها و یا برخی نقاط غیرقابل دسترس و صعب‌العبور وجود داشته باشد؛
- عدم استفاده در محیط‌های با میدان مغناطیسی ناشی از دکل‌های برق، دکل‌های BTS، ساختمان‌های فلزی، سطوح استیل و شیشه‌ای، حریم خودرو‌ها؛
- عدم امکان پیاده‌سازی نقاط.
از نمونه این دستگاه‌ها می‌توان به دستگاه‌های چینی و دستگاه تریمبل مدل R10 اشاره کرد که قابلیت پیاده‌سازی با استفاده از تیلت سنسور در این مدل نیز وجود ندارد.
برای غلبه بر مشکلات ذکر شده، اولین بار در سال ۲۰۱۸ شرکت لایکا از تیلت سنسورهای IMU و یا ژیروسکوپی در دستگاه GS18T رونمایی کرد [1].
یک IMU که به اختصار Inertial Measurement Unit نامیده می‌شود، یک سنسور است که نرخ زاویه‌ای، نیرو و گاهی اوقات میدان مغناطیسی را اندازه‌گیری می‌کند.
این از اطلاعات سنسورهای چرخشی (ژیروسکوپ‌ها)، سنسورهای شتاب (اکسلرومترها)، سنسورهای مغناطیسی (آهن‌سنج) و GNSS استفاده می‌کند. با استفاده از این پارامترها، سنسور کج‌سنج IMU می‌تواند به طور پیوسته موقعیت، چرخش و درجه شیب خود را تعیین کند.
با این تکنیک، شما نیازی ندارید هر بوم GNSS RTK خود را هر بار که می‌خواهید یک نقطه جدید اندازه‌گیری کنید، هموار کنید. سنسور کج‌سنج IMU اطمینان می‌یابد که حتی اگر گیرنده GNSS RTK شما صاف نباشد، هنوز اندازه‌گیری دقیقی انجام دهد.
بنابراین اگر شما بخواهید بسیاری از نقاط را اندازه بردارید، محاسبه سختی نیست، سنسور کج‌سنج IMU برای شما زمان زیادی صرفه‌جویی خواهد کرد.
همچنین، اندازه‌گیری نقاط سخت‌رس به راحتی با سنسور کج‌سنج IMU در گیرنده GPS RTK شما انجام خواهد شد، به اندازه تصور‌کردن لبه یک ساختمان، یک سطح شیب‌دار یا یک نقطه زیر یک شی، مانند یک ماشین [2].
از جمله مزایای تیلت سنسور IMU یا ژیروسکوپی می‌توان به موارد ذیل اشاره کرد:
- بدون نیاز به کالیبراسیون؛
- مصون از اختلالات مغناطیسی؛
- امکان اندازه‌گیری زاویه تیلت تا ۶۰ درجه؛
- امکان برداشت نقطه بصورت آنی و بدون نیاز به توقف طولانی بر روی نقطه؛
- امکان پیاده‌سازی نقاط با سرعت و دقت بالاتر؛
- عدم نیاز به تراز‌گرفتن ژالون و در نتیجه کاهش خطای انسانی ناشی از عدم تراز‌گرفتن ژالون؛
- امکان برداشت نقاط صعب‌العبور و غیرقابل دسترس با سرعت بالاتر [1].
همچنین در سال ۲۰۲۰ دستگاه مدل R12i مجهز به تیلت سنسور IMU توسط کمپانی تریمبل رونمایی شد. این تکنولوژی بیش از یک و نیم سال پیش در گیرنده‌های شرکت مکان‌پرداز رایمند مورد استفاده قرار گرفته است [1].
چند درجه می‌توان با یک سنسور شیب IMU در گیرنده GNSS RTK حرکت کرد؟
بیشتر گیرنده‌های GPS RTK مدرن با سنسور شیب IMU در آن‌ها می‌توانند تا 60 درجه شیب بگیرند، اما برخی تنها می‌توانند تا 30 درجه یا حتی فقط 15 درجه بروند.
همیشه مقداری جبران وجود دارد زمانی که از سنسور شیب IMU استفاده می‌شود.
بنابراین، اگر یک نقطه را به زاویه 30 درجه اندازه بگیرید، اغلب تا 2 سانتی‌متر جبران دارید، اگر یک نقطه را به زاویه 60 درجه اندازه بگیرید، ممکن است تا 5 سانتی‌متر جبران داشته باشید.
بنابراین به خاطر داشته باشید که اگر در حال اندازه‌گیری چیزی هستید و پایه گیرنده GNSS RTK خود را با زاویه 60 درجه نگه دارید، ممکن است 5 سانتی‌متر اختلاف داشته باشید.
برخی از گیرنده‌های GNSS RTK را باید ابتدا تکان دهید تا سنسور شیب IMU را آماده کنید در حالی که دیگران در همان لحظه که گیرنده GPS RTK را روشن می‌کنید، آماده به کار هستند [2].
مزایا و معایب حسگر کج دریافت‌کننده RTK GNSS
بزرگ‌ترین مزیت داشتن حسگر کج IMU در دریافت‌کننده RTK GNSS شما این است که زمان نقشه‌برداری شما را کاهش می‌دهد.
با حسگر کج IMU، شما نیازی به اطمینان حاصل‌کردن از اینکه دریافت‌کننده GPS RTK شما در همه زمان‌ها به افق است، ندارید که این به این معنی است که می‌توانید نقاط خود را بسیار سریع‌تر اندازه‌گیری کنید.
بنابراین، اگر مجبور به اندازه‌گیری بسیاری از نقاط در یک منطقه هستید، می‌توانید از نقطه به نقطه پریده و اندازه‌گیری‌های خود را انجام دهید.
اگر حسگر کج IMU در دریافت‌کننده RTK GNSS نداشته باشید، باید هر بار دریافت‌کننده خود را با هر نقطه به افق بیاورید.
بنابراین، اگر باید 100 نقطه را اندازه‌گیری کنید، زمانی که با حسگر کج IMU به دست می‌آورید به طور قابل‌توجهی افزایش پیدا می‌کند.
مزیت دیگر داشتن حسگر کج IMU در دریافت‌کننده RTK GNSS شما این است که قادر خواهید بود نقاط دشوار را اندازه‌گیری کنید. همان‌طور که قبلاً اشاره کردم، به لبه یک ساختمان، شیب تند یا نقاط زیر اشیاء فکر کنید.
بزرگ‌ترین عیب داشتن حسگر کج IMU، جبرانی است که ممکن است در صورت اندازه‌گیری نقاط با زاویه ایجاد شود.
اگر واقعاً نیاز دارید که به اندازه ممکن دقیق باشید، ایده خوبی نیست که دریافت‌کننده RTK GNSS خود را با حسگر کج IMU در زاویه‌ای 60 درجه قرار دهید.
اگر اختلاف چند سانتی‌متری مهم نیست، نیازی نیست نگران آن باشید [2].
حسگر شیب IMU در گیرنده RTK GNSS شما می‌تواند واقعا مفید باشد.
زمان نظارت را به طور قابل توجه کاهش می‌دهد. فهمیدن نحوه استفاده از آن ممکن است کمی زمان ببرد، اما یک‌بار که یاد گرفتید چگونه از آن استفاده کنید، دیگر نخواهید خواست یک گیرنده RTK GNSS بدون حسگر شیب IMU داشته باشید.
اگر از نقشه‌برداران بپرسید، ۹ نفر از هر ۱۰ نفر احتمالا به شما پیشنهاد می‌دهند که یک گیرنده RTK GNSS با حسگر شیب IMU بخرید [2].
مراجع
[1] ع. نوزادی, “انواع تیلت سنسور در گیرنده های مولتی فرکانسGPS.” [Online]. Available: https://www.aparat.com/v/IHjWb [2] “GPS Help Guide – Should You Have an IMU Tilt Sensor in Your RTK GNSS Receiver?,” globalgpssystems. [Online]. Available: https://globalgpssystems.com/gnss/gps-help-guide-should-you-have-an-imu-tilt-sensor-in-your-rtk-gnss-receiver/درباره ما
این مقاله توسط وبسایت کار آموزی آنلاین مهندسی تهیه شده است و همچنین ما توانسته ایم با آموزش های خود 4000 هزار دانشجو را وارد بازار کارنقشه برداری بکنیم.
برای اطلاع از آموزش های ما وارد سایتwww.civilkar.com شوید.
