|
|
МониторингТехническое описаниеЗемля, на которой мы живем, тоже живая! Движение материков, движения тектонических и литосферных плит, землетрясения, оползни, вулканическая деятельность… Эти явления, в наш урбанистический век, заставляют задуматься о собственной безопасности, а как следствие - о безопасности сотворенных нами дамб, плотин, трубопроводов, мостов, высотных зданий и других инженерных сооружений, грозящих нам неминуемыми катастрофами. Мы не в силах устранить эти явления, но в век современных технологий мы можем хотя бы уменьшить их пагубное влияние. Не воспользоваться этими технологиями нам представляется недостойно человека мыслящего.
Что же несет в себе термин "мониторинг"? Для "старых" геодезистов – это "слежение за деформациями зданий и сооружений", и в корне это верно, но сегодня оно расширено до космического пространства, роботизированной техники, безбумажной технологии и беспроводной связи – теперь это называется МОНИТОРИНГ. Мосты не должны падать, поезда не должны сходить с рельсов, трубопроводы не должны разрываться, а дома не должны рушиться. Мониторинг – одно из наиболее быстро развивающихся направлений измерительных технологий. Стареющая инфраструктура, возникающие каждый день новые объекты требуют все более детального понимания движения происходящего с ними. Постоянный контроль критичных компонентов сооружений позволит руководителям объектов своевременно обнаружить явления, способные привести к тяжелым последствиям, вовремя эвакуировать людей и оборудование из опасной зоны, предотвратить несчастные случаи прежде, чем они произойдут, своевременно принять меры по доработке или усилению конструктивных элементов. Данное описание не является универсальным предложением – подразумевается, что общий облик системы будет определяться в процессе предварительных переговоров с разработчиками, конструкторами и специалистами объектов для определения наиболее критичных мест. Конкретные детали, в частности, конструкция опор ГНСС антенн, конструкции пилонов и креплений под оптическое оборудование и организация систем связи требуют более детальной проработки и подтверждения Заказчиком. Мы надеемся, что этот документ поможет выработать окончательные требования к Системе. Система мониторинга. Цель создания Системы:
Схема системы мониторинга
Исходя из схемы видно, что система мониторинга может включать в себя комплекс измерительной аппаратуры, оптимально подходящий к конкретному объекту. Это может быть комплексным решением, включающем в себя и ГНСС приемники (референцные и мониторы), и оптико-электронные роботизированные станции-мониторы (тахеометры), и вспомогательные датчики наклона, температуры и т. д. объединенные сетями коммуникаций в единый автоматизированный комплекс мониторинга объекта. Либо, в зависимости от решаемых задач, каждая из частей может использоваться самостоятельно. Некоторые основные требования и рекомендации.
Вариант ГНСС референцной станции/станции-монитор (канал связи, метеостанция, резервное питание)
Вариант перманентной оптико-электронной станции-монитор Программное обеспечение Trimble 4D Control – масштабируемое решение и позволяет работать как в режиме реального времени (для этого требуются каналы связи с минимальной задержкой передачи данных), так и в автоматизированном режиме камеральной обработки (в этом случае достаточно применение каналов связи, позволяющих произвести передачу файлов по расписанию), или же в режиме, являющимся комбинацией перечисленных выше. Режим камеральной обработки также может быть реализован в случаях отсутствия сетей передачи данных или при их отказе. Доступен также “сеансовый” тип обработки. В этом случае приборы накапливают данные измерений в течение продолжительного периода, после чего файлы передаются в центр обработки. Передача данных может производится заменой и перевозкой USB карт памяти. Процесс камеральной обработки производится автоматически с момента копирования данных с флэш карты.
Обработка данных/размещение станций. Как было упомянуто выше, при реализации системы с камеральной обработкой без каналов передачи данных, персоналу будет необходимо периодически посещать станции-мониторы и извлекать данные для обработки. Далее производится анализ вопросов технической реализации Системы, предназначенной для работы в реальном масштабе времени. Помимо вопросов обработки данных, важным фактором является выбор мест размещений станций, для чего следует принять во внимание комплекс вопросов по энергоснабжению, развёртыванию системы связи, адекватному представлению движения отслеживаемых элементов и обеспечению контроля измерений. ЗАО "ПРИН" рекомендует установку как минимум двух референцных станций, что позволит обеспечить надежное выявление перемещений отслеживаемых структур. Аппаратное обеспечение ГНСС референцной станции/станции-монитор В качестве ГНСС приёмника, применяемого на референцных станциях и станциях-мониторах – отлично зарекомендовал себя Trimble NetR3 в сочетании с антенной Zephyr Geodetic II. Приёмник Trimble NetR3 оснащён 72 каналами слежения, способными производить кодовые и фазовые измерения сигналов GPS L1 кода C/A, полные измерения фазы GPS L2, сигналов GPS L2C и L5, а также ГЛОНАСС сигналов L1 и L2. Каждый из формируемых потоков данных или сеансов наблюдений может включать несглаженные или сглаженные отсчёты псевдодальности и подверженные фильтрации или без таковой измерения фазы несущей. Принимаемый по умолчанию режим измерений – несглаженные пседодальности и фильтрованные отсчёты фазы, что является стандартным подходом для приёмников геодезического класса, используемых для оборудования постоянно действующих референцных станций (continuously operating reference stations, CORS). Слежение за спутниками каждым из 72 каналов может производиться до угла места 0°. Приёмник Trimble NetR3 поддерживает формирование потоков измерительных данных ГНСС и их запись периодами 1, 2, 5, 10, 15, 30, 60, 300 и 600 секунд. Приёмник Trimble NetR3 оснащён встроенным интерфейсом Ethernet (разъём RJ45), на котором поддерживаются TCP/IP протокол, что позволяет обходиться без применения дополнительных программных или аппаратных средств для сопряжения с локальными и глобальными вычислительными сетями. Поддерживается соединение как с сетями 10BaseT, так и 100BaseT. Все сетевые сервисы, в том числе веб сервер, передача файлов по протоколу FTP и передача потоков формата RT17/27 поддерживаются по единому IP адресу. Приёмник Trimble NetR3 оснащён тремя последовательными портами, параметры каждого из которых настраиваются индивидуально. Все порты равнозначны – по любому из них поддерживаются все реализованные протоколы, в том числе выдача потоковых данных измерений формата RT17/27, RTK поправок форматов CMR и RTCM и поддержка PPP сервера для IP соединений. Приёмник Trimble NetR3 оснащён двумя входами внешнего питания и встроенной аккумуляторной батареей, ёмкость которой достаточна для 15-и часовой непрерывной работы. Обычно основной вход (Primary Power port) используется для подключения комплектного источника питания, запитанного от ИБП, а к дополнительному (Secondary Power port) входу питания подключается свинцово-кислотный аккумулятор с номинальным напряжением 12,6 В с собственным зарядным устройством. Поскольку прибор потребляет электрическую мощность 4,8 Вт, предложенный вариант резервирования питания позволяет обеспечить продолжительное время автономной работы. Интеллектуальный контроллер энергообеспечения, встроенный в приёмник NetR3, обеспечивает автоматическое включение сразу после восстановления подачи питания и восстанавливает режим работы, в котором прибор находился непосредственно перед отказом системы энергоснабжения. Такой подход позволяет обеспечить автоматизированное восстановление работы без запуска аппаратуры оператором. При этом приёмник производит плавное переключение между тремя источниками резервного питания. Отдел тестирования компании Trimble провел расчёт надёжности и прогнозирует среднее время наработки на отказ Mean Time Between Failure (MTBF) в соответствии со стандартом Bellcore для нормальных ("Ground Benign") условий эксплуатации – более 170,000 часов. Мы считаем, что знание оценки надёжности полезно потребителю по двум причинам: во-первых, его очень высокое значение свидетельствует о высоком качестве изделия. Во-вторых, многие из конкурентов не способны привести оценки надежности в связи с отсутствием опыта работы на рынках соответственных приложений – инфраструктурных проектов и мониторинга. Доступ к приёмнику Trimble NetR3 защищён многоуровневой системой авторизации, которую можно настроить для свободного или паролированного доступа через веб-браузер к системным настройкам, параметрам слежения и доступа к файловой системе приёмника. ГНСС приемник Trimble ВХ960/960-2. В изделии Trimble BX960-2 размещены два ГНСС приёмника Trimble BD960, что позволяет решать навигационную задачу в режиме RTK на подвижном базисе. Получающиеся в результате компоненты базиса с сантиметровой точностью и азимут выдаются на последовательный порт в текстовом или двоичном форматах.
Антенна Zephyr Geodetic II. В антенне применена технология Zephyr, позволяющая обеспечить подавление эффекта многолучёвого распространения, имеет выдающиеся возможности слежения за спутниками, наблюдаемыми на малых углах места, и стабильность элементов приведения планового положения фазового центра менее миллиметра. Антенна Zephyr Geodetic II способна принимать сигналы GPS L1, L2 и L5, а также сигналы ГЛОНАСС. Низкий профиль (и, как следствие, пониженная ветровая нагрузка на основание антенны) Zephyr Geodetic II в сочетании с отсутствием необходимости применения дополнительного антенного обтекателя (последний обязателен для антенн типа Choke Ring) позволяет рассматривать варианты размещения антенн с применением облегчённых конструкций и в более удобных местах, с меньшим затенением. Это оказывается удобным как при развёртывании системы, так и в процессе её эксплуатации и повышает стабильность положения антенны. Параметры стабильности элементов приведения фазового центра антенны Zephyr Geodetic (для сигналов системы GPS) приводятся здесь. В антенне Trimble Zephyr Geodetic II используется запатентованный горизонтальный отражающий элемент Trimble Stealth™ Ground Plane. Эта передовая технология позволяет рассеивать паразитное микроволновое излучение по принципу, применённому на самолётах-невидимках Стелс. Преимущества и недостатки ГНСС референцной станции/станции-монитор Аппаратное обеспечение станции-монитор на базе роботизированных тахеометров В этой главе описываются тахеометры Trimble S8, поддерживаемые модулем "Сбор данных" программы Trimble 4D Control. Для использования любых других типов данных, получаемых в режиме реального времени с тахеометров Trimble или других производителей, необходимо передавать поток данных в модуль "Приём данных в формате GKA". Модуль "Постобработка тахеометрических данных" (Terrestrial Engine PP) может обсчитывать любые типы данных, полученные с помощью функции "Измерение приёмами" программы Trimble Survey Controller, или функции "Измерение приёмами" программы Trimble Access, или модуля "Мониторинг" обоих программ. Обе программы поддерживают различные типы тахеометров Trimble и тахеометров сторонних производителей. Модели серии Trimble S8 бывают с угловой точностью 0.5" или 1" и точностью измерения расстояний по призме 0.8мм±1мм/км. Все тахеометры данной серии оснащаются сервоприводом MagDrive, соосным лазерным целеуказателем, безотражательным дальномером и оптическим центриром. В тахеометрах используются такие технологии как MultiTrack™ и Trimble SurePoint™. Модели Autolock™ и Robotic серии S8 с сенсором FineLock™ являются идеальными инструментами для приложений мониторинга. Сенсор FineLock™ гарантирует абсолютно точное наведение и тогда, когда в поле зрения попадает много целей и/или тогда, когда требуется высочайшая точность измерений. Для чёткого определения "правильной" цели необходимо расстояние между призмами всего 80 см на дальности 200 м, а точность наведения – менее 1 мм на дальности 300 м. Модели с сенсором Long Range FineLock™ разработаны для задач, в которых необходим мониторинг на больших расстояниях до объекта. Такие условия типичны для открытых горных выработок. Сенсор Long Range FineLock™ работает с точностью наведения лучше 10 мм на расстоянии 2500 м. Полевые контроллеры Trimble Полевые контроллеры должны использоваться в Системе мониторинга при автономной работе роботизированного тахеометра. Если Системе обеспечена сетями коммуникаций, то программное обеспечение Trimble 4D Control в центре управления полностью заменит функциональные возможности контроллеров. Контроллер Trimble TSC2
Панель управления Trimble Control Unit (TCU)
Модуль "Съёмка" Модуль "Съёмка" программы Trimble Access – это базовый модуль. Он включает в себя все функции съёмки и расчётных задач, которые необходимы для ежедневной работы. Используя функцию "Измерение приёмами" этого модуля, исполнитель может накапливать данные мониторинга для последующей постобработки в "Процессоре постобработки тахеометрических данных" программы Trimble 4D Control. Однако эта функция не позволяет выполнять измерения в автоматическом режиме.
Модуль "Мониторинг" В дополнение к модулю "Съёмка" программы Trimble Access, существуют опциональные модули для специализированных приложений. Модуль "Мониторинг" - отдельный модуль для мониторинга и анализа деформаций. Оптимизация и автоматизация рабочего процесса в этом модуле позволяют выполнять съёмки для мониторинга быстро и просто. Данные, полученные в модуле "Мониторинг", в дальнейшем могут быть обработаны в "Процессоре постобработки тахеометрических данных" программы Trimble 4D Control.
Преимущества и недостатки станции-монитора на базе роботизированных тахеометров Типовой состав вспомогательного оборудования и программного обеспечения пункта управления
Заключение Конфигурирование Системы производится под конкретные задачи Пользователя от самых простых вариантов – только ГНСС или только оптика до комплексных решений самых сложных конфигураций. Дополнительные материалы |
||
Геодезическое оборудование
GNSS ( GPS / ГЛОНАСС ) приемники
Тахеометры
Нивелиры
Лазерные дальномеры
Полевые контроллеры
Программное обеспечение
Сети Референцных (Базовых) Станций
Техническое описание
GPS / ГЛОНАСС (GNSS) приемники
Программное обеспечение
Мониторинг
Техническое описание
Геодезическое оборудование для мониторинга
Программное обеспечение
Георадары и трассоискатели
Георадары
Трассоискатели
Лазерные сканирующие системы
Лазерные сканеры Trimble
OEM GPS-модули и антенны
GPS-Модули
Антенны
Дополнительное оборудование и аксессуары
Техническое сопровождение
Техническая поддержка и консультации
Семинары и курсы
Сервисное обслуживание и ремонт
Программное обеспечение Trimble Access – масштабируемое полевое ПО для решения любых задач по съёмке. Оно состоит из основного модуля и может быть расширено дополнительными опциональными модулями для специальных приложений. Также возможности программы могут быть расширены дополнительными сервисами, такими как синхронизация данных, между полевыми бригадами и службой камеральной обработки, в режиме реального времени и другими подобными онлайновыми возможностями.
