DE3333445A1 - Method for determining the position of a pipe laid in the ground - Google Patents
Method for determining the position of a pipe laid in the groundInfo
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Abstract
Description
Beschreibung description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Bestimmen der Position eines im Boden verlegten Rohres durch Ermittlung der Höhenlage und/oder der Horizontalrichtung und der Distanz eines Positionselementes an einem Bezugspunkt.The invention relates to a method for determining the position of a pipe laid in the ground by determining the height and / or the horizontal direction and the distance of a position element at a reference point.
Rohre werden zur Weiterleitung von unterschiedlichen Fluiden im Boden verlegt. Sie dienen beispielsweise zum Transport von Gasen, in Dränageanlagen zur Ableitung von Regen- und/oder Grundwasser, zum Fördern von Trinkwasser, zum Ableiten von Abwässern usw.. Bei vielen dieser Anwendungszwecke, etwa bei Dränageanlagen ist es erforderlich, daß die Rohre mit einer genau einzuhaltenden, vorgegebenen Neigung im Boden verlegt werden, damit sie das eintretende Wasser zuverlässig abtransportieren. Ferner ist es wichtig, den genauen Verlauf aller im Boden verlegten Rohre durch Aufzeichnungen festzuhalten.Pipes are used to carry different fluids in the ground relocated. They are used, for example, to transport gases in drainage systems Drainage of rainwater and / or groundwater, for pumping drinking water, for draining off of sewage, etc. For many of these purposes, such as drainage systems it is necessary that the pipes with a precisely adhered to, specified Incline installed in the ground so that they reliably transport the incoming water away. It is also important to know the exact route of all pipes laid in the ground To keep records.
Bisher wurde zur Bestimmung der Neigung und/oder zur Bestimmung des genauen Verlaufes von im Boden verlegten Rohren so vorgegangen, daß man den Boden an verschiedenen Stellen aufgrub, um zumindest Teilbereiche der Rohre freizulegen und dann eine Vermessung vorzunehmen, wozu beispielsweise auf das freigelegte Rohr ein Lotstab aufgesetzt und dessen Position mittels eines Tachymeters bestimmt wurde.So far, to determine the inclination and / or to determine the the exact course of pipes laid in the ground proceeded in such a way that the ground dug up in various places in order to expose at least parts of the pipes and then carry out a measurement, including, for example, on the exposed pipe a range pole was placed and its position was determined by means of a tachymeter.
Da dieses bekannte Verfahren sehr aufwendig ist, unterbleibt häufig eine Bestimmung und Aufzeichnung der Lage von im Boden verlegten Rohren, während die unbedingt erforderliche Überprüfung der Neigung des Rohrverlaufes nur in der beschriebenen Weise vorgenommen werden konnte.Since this known method is very complex, it is often omitted a determination and recording of the location of pipes laid in the ground while the absolutely necessary check of the inclination of the pipe run only in the described manner could be made.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zu schaffen, mit dem die Position eines im Boden verlegten Rohres ohne Freilegen von Bereichen dieses Rohres bestimmt werden kann.It is the object of the invention to provide a method with which the Position of a pipe laid in the ground without exposing areas of this pipe can be determined.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Verfahren der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß derart ausgestaltet, daß als Bezugspunkt ein Punkt auf der Geländeoberfläche lotrecht oberhalb des Rohres gewählt wird und daß vom Positionselement Ultraschall- oder Hochfrequenz-Impulse lotrecht in dem Boden geleitet und die Zeit bis zum Empfang der von dem eine Metallbeschichtung oder -einlagerung aufweisenden oder aus Metall bestehenden Rohr reflektierten Strahlung am Positionselement gemessen wird.To solve this problem, a method of the type mentioned at the outset is used Art designed according to the invention in such a way that a point on the terrain surface is used as a reference point is chosen vertically above the pipe and that the position element ultrasonic or high-frequency impulses perpendicularly guided in the ground and the time to reception that of the one having a metal coating or incorporation or of metal existing tube reflected radiation is measured at the position element.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt somit die Bestimmung der Lage des Rohres von der Geländeoberfläche aus, also ohne Aufgraben des Bodens. Vielmehr werden Ultraschall-Impulse oder auch Hochfrequenz-Impulse, wie sie beispielsweise in Radaranlagen eingesetzt werden, verwendet, die bis zu etwa 20 Meter in den Boden eindringen können und von metallischen Bereichen im Boden reflektiert werden. Daher weisen die Rohre, deren Position im Boden festgestellt werden soll, auch eine Metallbeschichtung oder -einlagerung auf oder sie bestehen vollständig aus Metall, so daß sie die ausgesandten Ultraschall- oder Hochfrequenz-Impulse reflektieren. Auf diese Weise erfolgt die Bestimmung der Position des Rohres im Boden mit Hilfe eines "Echolotes", und aus den ermittelten Laufzeiten der Impulse läßt sich ohne weiteres der Abstand zwischen Geländeoberfläche und Rohr und damit die Tiefe des Rohres im Boden bestimmen.In the method according to the invention, the determination of the Position of the pipe from the surface of the ground, i.e. without digging up the soil. Much more are ultrasonic impulses or high frequency impulses, as they are for example Used in radar systems, used that are up to about 20 meters into the ground can penetrate and be reflected by metallic areas in the floor. Therefore the pipes, the position of which is to be determined in the ground, also have a metal coating or storage on or they are made entirely of metal, so that they are sent out Reflect ultrasonic or high frequency pulses. This is how the Determination of the position of the pipe in the ground with the help of an "echo sounder", and off the determined transit times of the pulses can easily be the distance between Determine the surface of the terrain and the pipe and thus the depth of the pipe in the ground.
Ist der Verlauf des verlegten Rohres nicht bekannt, so muß das Positionselement selbstverständlich zunächst an unterschiedlichen Stellen auf die Geländeoberfläche aufgesetzt werden, und die Ultraschall- oder Hochfrequenz-Impulse werden lotrecht in den Boden geleitet, bis es zu einer Reflexion dieser Impulse kommt, also metallische Bereiche im Boden vorhanden sind. Durch weitere Messungen an benachbarten Punkten der Geländeoberfläche läßt sich auf einfache Weise feststellen, ob diese metallischen Bereiche tatsächlich Teile des zu vermessenden Rohres sind.If the course of the laid pipe is not known, the position element of course, initially at different points on the terrain surface and the ultrasonic or high frequency pulses become plumb into the ground until these impulses are reflected, i.e. metallic There are areas in the ground. By further measurements at neighboring points the surface of the terrain can be easily determined whether these metallic Areas are actually parts of the pipe to be measured.
Vorzugsweise wird als Positionselement ein einen Reflektor tragender Lotstab verwendet, mit dem die Strahlungsquelle und der Empfänger für die Ultraschall- oder Hochfrequenz- Impulse verbunden sind, und die Lage des Reflektors bezüglich eines Meßpunktes wird mittels eines Tachymeters bestimmt.A reflector carrying a reflector is preferably used as the position element Pole used, with which the radiation source and the receiver for the ultrasonic or high frequency pulses are connected, and the position of the reflector with respect to a measuring point is determined by means of a tachymeter.
Somit kann für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens im wesentlichen eine konventionelle Anordnung aus Lotstab mit Reflektor und Tachymeter verwendet werden, und es ist lediglich notwendig, die Strahlungsquelle und den Empfänger für die Ultraschall- oder Hochfrequenz-Impulse mit dem Lotstab zu verbinden, vorzugsweise am Lotstab zu befestigen, so daß sie sich in einer vorgegebenen Höhe oberhalb des unteren Endes des Lotstabes befinden.Thus, for the implementation of the method according to the invention in essentially a conventional arrangement of pole with reflector and total station can be used, and it is only necessary to have the radiation source and the receiver for the ultrasonic or high frequency pulses to connect to the range pole, preferably to attach to the pole so that it is at a predetermined height above the the lower end of the pole.
Wird derart vorgegangen, so können die ermittelten Zeitspannen zu einer Auswertestation übertragen werden, wie sie bei modernen Meßanlagen mit Tachymeter und Reflektor eingesetzt wird.If this is the procedure, the time spans determined can increase be transmitted to an evaluation station, as is the case with modern measuring systems with a total station and reflector is used.
Da sich mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens nur die Position solcher Rohre bestimmen läßt, die aus Metall bestehen, was bei den wenigsten, im Boden zu verlegenden Rohren der Fall ist, betrifft die Erfindung auch ein nichtmetallisches Rohr, das eine metallische Einlagerung oder eine Beschichtung aus korrosionsfestem Metall aufweist.Since by means of the method according to the invention, only the position such pipes can be determined, which are made of metal, what with very few, im If pipes to be laid in the ground are the case, the invention also relates to a non-metallic one Pipe that has a metallic embedding or coating made of corrosion-resistant Has metal.
Die Beschichtung aus Metall kann an einer Außenfläche entlang einer Mantellinie vorgesehen sein, und beispielsweise aus einer Folie oder Aufdampfung bestehen, so daß die Reflexion der Ultraschall- oder Hochfrequenz-Impulse entlang dieser Mantellinie stattfindet.The coating of metal can be on an outer surface along a Surface line can be provided, and for example made of a film or vapor deposition exist so that the reflection of the ultrasonic or high frequency pulses along this surface line takes place.
Es ist jedoch auch möglich, ein Rohr aus Kunststoff dadurch zur Ortung ;durch das erfindungsgemäße Verfahren geeignet zu machen, daß man in das Rohrmaterial Metallteilchen einlagert.However, it is also possible to use a plastic tube for locating purposes by the method according to the invention to make it suitable that one in the pipe material Metal particles embedded.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren näher erläutert.The invention is explained in more detail below with reference to the figures.
Figur 1 zeigt schematisch und vereinfacht einen einen Sender und einen Empfänger für Ultraschall- oder Hochfrequenz-Impulse tragenden Lotstab mit Prisma oberhalb eines zu ortenden Rohres.Figure 1 shows schematically and simplified a transmitter and a Receiver for range pole with prism carrying ultrasound or high frequency impulses above a pipe to be located.
Figur 2 zeigt in einer schematischen Seitenansicht die Position des Lotstabes aus Figur 1 und ein Tachymeter mit angeschlossenen Einrichtungen.FIG. 2 shows the position of the in a schematic side view Range pole from Figure 1 and a total station with connected facilities.
Figur 3 zeigt die Endansicht eines zu ortenden Rohres.Figure 3 shows the end view of a pipe to be located.
Figur 4 zeigt einen Schnitt durch ein anderes zu ortendes Rohr.FIG. 4 shows a section through another pipe to be located.
Der in Figur 1 gezeigte Lotstab 3 hat an seinem unteren Ende eine Auflageplatte 5 und trägt an seinem oberen Ende in üblicher Weise ein Prisma 4. Seitlich am Lotstab 3 ist ein Sender und Empfänger entweder für Ultraschall-Impulse oder für Hochfrequenz-Impulse befestigt, dessen Spannungsversorgung durch eine ebenfalls am Lotstab 3 befestigte Batterie 8 erfolgt. Die Meßwerte werden von einer nicht näher dargestellten Digitalanzeige 7 angezeigt, und sie können durch eine Leitung 10 einer Antenne 9 zugeführt werden, von der aus sie zu einer Auswertestation übertragen werden.The range pole 3 shown in Figure 1 has a at its lower end Support plate 5 and carries a prism 4 at its upper end in the usual way. On the side of the range pole 3 is a transmitter and receiver either for ultrasonic pulses or attached for high-frequency impulses, its power supply by a likewise Battery 8 attached to the range pole 3 takes place. The measured values are not from one displayed in more detail digital display 7, and they can through a line 10 are fed to an antenna 9, from which they are transmitted to an evaluation station will.
Wie dargestellt, ist der Lotstab 3 mit seiner Auflageplatte 5 auf die Geländeoberfläche 1 oberhalb eines Rohres 2 aufgesetzt.As shown, the range pole 3 with its support plate 5 is on the terrain surface 1 placed above a pipe 2.
Das Rohr 2 ist entweder ein Metallrohr oder es kann beispielsweise ein Kunststoffrohr 2' sein, wie es in Figur 3 dargestellt ist. Bei diesem Rohr 2' sind in das Kunststoffmaterial Metallteilchen 20 eingelagert. Ferner kann ein Rohr 2" gemäß Figur 4 geortet werden, das auf seiner oberen Fläche eine Folie oder Beschichtung 21 aus Metall trägt, die sich durchgehend in konstantem Abstand von den benachbarten Seitenflächen entlang der oberen Fläche erstreckt. Werden zur Ortung eines derartigen Rohres Ultraschall- oder Hochfrequenz-Impulse vom Sender und Empfänger 6 lotrecht nach unten ausgesendet, so bewegen sie sich entlang der angedeuteten Bahn 11 in den Boden und werden vom Rohr 2 lotrecht nach oben reflektiert, so daß sie vom Empfänger aufgenommen werden. Die Zeitspanne zwischen Aussendung und Empfang der Impulse wird gemessen und ist ein Maß dafür, in welchem Abstand sich das Rohr 2 vom Sender und Empfänger 6 befindet.The tube 2 is either a metal tube or it can for example be a plastic pipe 2 ', as shown in FIG. With this pipe 2 ' Metal particles 20 are embedded in the plastic material. Furthermore, a pipe 2 ″ according to FIG. 4, which has a film or coating on its upper surface 21 made of metal, which are continuously at a constant distance from the neighboring Side faces extending along the top face. Will be used to locate such a Rohres ultrasonic or high frequency pulses from the transmitter and receiver 6 perpendicular sent downwards, they move along the indicated path 11 in the ground and are reflected vertically upwards from the tube 2, so that they are from the receiver be included. The time between sending and receiving the impulses is measured and is a measure of the distance at which the pipe 2 is from the transmitter and Receiver 6 is located.
Der Lotstab 3 kann in einer Meßanlage eingesetzt werden, wie sie schematisch in Figur 2 gezeigt ist. In dieser Anlage ist ein Tachymeter 13 vorhanden, das mit Hilfe von zwei Meßpunkten in seiner Lage und Höhe positioniert wurde. Das Tachymeter 13 sendet Strahlung, etwa Infrarotstrahlung aus, die vom Prisma 4 des Lotstabes 3 reflektiert wird, also bei entsprechender Ausrichtung des Tachymeters 13 entlang der Strahlungsbahn 12 verläuft, so daß die reflektierte Stahlung vom Tachymeter 13 empfangen wird. In üblicher Weise läßt sich dann aus der Stellung des Tachymeters 13 die Zenitdistanz, die Horizontalrichtung und die Distanz des Prismas 4 ermitteln, wodurch die Lage des Rohres 2 an der Stelle des Lotstabes 3 bestimmt ist. Der Abstand des Rohres 2 von einer vorgegebenen Horizontalen kann aus dem durch die ermittelte Impulslaufzeit gegebenen Abstand zwischen Empfänger und Sender 6 und Rohr 2, dem Abstand zwischen dem Empfänger und Sender 6 und dem Prisma 4 sowie der Höhenlage bzw. der Zenitdistanz des Prismas 4 ermittelt werden kann. Um diese Berechnungen durchzuführen, können die ermittelte Laufzeit kennzeichnende Signale über die Antenne 9 abgestrahlt und vom Tachymeter 13 aufgenommen werden, so daß sie zusammen mit den Einstellwerten des Tachymeters in die als Speicher und Rechner dienende Einheit 14 gegeben werden. Die Ergebnisse werden auf einer Digitalanzeige 16 angezeigt sowie mittels eines Flachplotters 15 aufgezeichnet.The range pole 3 can be used in a measuring system, as shown schematically is shown in FIG. In this A total station 13 is available, which was positioned in its position and height with the help of two measuring points. That Total station 13 emits radiation, such as infrared radiation, from the prism 4 of the Range rod 3 is reflected, so with a corresponding alignment of the total station 13 runs along the radiation path 12, so that the reflected radiation from Total station 13 is received. In the usual way you can then leave the position of the total station 13 the zenith distance, the horizontal direction and the distance of the Determine the prism 4, whereby the position of the tube 2 at the position of the pole 3 is determined. The distance of the tube 2 from a predetermined horizontal can from the distance between the receiver given by the determined pulse transit time and transmitter 6 and tube 2, the distance between the receiver and transmitter 6 and the Prism 4 and the altitude or the zenith distance of the prism 4 can be determined can. In order to carry out these calculations, the determined running time can be used as a characteristic Signals are emitted via the antenna 9 and recorded by the total station 13, so that they are stored in the memory and together with the setting values of the total station Computer serving unit 14 are given. The results are on a digital display 16 displayed and recorded by means of a flat plotter 15.
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