FI77539C - System foer att lokalisera i marken monterade kablar eller roer. - Google Patents

Description

77539 Järjestelmä maahan asennettujen kaapeleiden tai putkien paikallistamiseksi

Keksintö koskee patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukaista järjestelmää maahan kaivettujen putkien tai kaapeleiden paikallistamiseksi. Kun putket tai kaapelit asennetaan maahan, ne kartoitetaan ja kartan avulla on myöhemmin mahdollista löytää niiden likimääräinen sijainti mittaamalla. Mikäli on vältettävä aikaavieviä yrityksiä niiden ylöskaivamiseksi on kartoituksen oltava hyvin täsmällistä, ja kun kaapeleita tai putkia on asenettava paikkoihin, joissa markkipaalut eivät pysy paikallaan, on suoritettava hyvin täsmällisiä tutkimuksia joka kerta, kun kaapelit tai putket on nostettava tai paljastettava.

Kiinteiden tai liikkuvien esineiden paikallistaminen radioaaltojen avulla on hyvin tunnettu menetelmä. Patenttijulkaisussa US-3 848 254 on täten esimerkiksi kerrottu menetelmästä, jolla paikallistetaan ajoneuvoja seuraavasti: keskusasema lähettää signaalin ajoneuvossa olevaan lähettimeen; signaali käynnistää pulssien lähettämisen, jotka pulssit on moduloitu kantoaallon avulla. Tämä kantoaalto vastaanotetaan useissa kiinteissä asemissa, jotka demoduloivat signaalin ja lähettävät sen keskusasemalle, jossa suoritetaan vaiheiden vertaaminen ja laskemalla päätellään sijainti.

Julkaisusta US-3 774 215 tunnetaan ajoneuvon paikantamisjärjestelmä, jossa on esillä olevan patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan tyyppiset ominaisuudet. Tämän tunnetun järjestelmän päätarkoitus on varmistaa useiden liikkuvien kohteiden tarkka paikantaminen yhdellä yhteysasemalla. Kohteet voivat olla aluksia, ajoneuvoja tai vastaavia. Yhteysasema ei ole yhteydessä muihin yhteysasemiin ja/tai liikkuviin kohteisiin.

Näitä ja muita tunnettuja menetelmiä radiopaikä 11istamiseksi ei voida käyttää maahan kaivettujen esineiden kuten putkien tai kaapeleiden paikantamiseen esillä olevan keksinnön pää- 2 77539 tarkoituksen mukaisesti johtuen siitä, että seuraavat vaatimukset on täytettävä: 1) Maahan asennettujen kaapeleiden ja putkien maantieteelliset tiedot on säilytettävä pysyvästi ja siten, että ne voidaan esittää kartan muodossa, joka sisältää tietoa rantaviivoista, teista., kiinteistörajoista jne.

2) Ainakin kaapeleiden/putkien nostamiseksi tai esiinkaivami-seksi tarkoitetun liikkuvan aseman on pystyttävä vastaanottamaan välttämätön tieto suunnistamiseksi suhteessa kyseisen alueen maaston tai rakennusten tyypillisiin piirteisiin. Tämän johdosta kalibroinnit ja interpolaatiot on tehtävä automaattisesti tarvitsematta kuormittaa liikkuvaa asemaa raskaalla ATK-kalustolla.

3) Siirrettävän aseman on oltava niin kevyt, että se on yhden henkilön siirrettävissä ilman vaikeutta, ja että sitä voi hoitaa henkilökunta, jolla ei ole erikoiskoulutusta. Tästä johtuen lähettimen teho on pieni.

Keksinnön tarkoituksena on aikaansaada radioasennus, jonka avulla ei ainoastaan ole mahdollista päätellä putken tai kaapelin maantietel1inen sijainti, vaan myös paikallistaa putken tai kaapelin mikä tahansa piste niin hyvällä tarkkuudella, että ne voidaan paljastaa ilman minkäänlaista edeltävää koe-kaivantaa.

Esitetty tehtävä ratkaistaan keksinnön mukaisesti patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosan mukaisella järjestelmällä. Sellaisessa järjestelmässä perusaeema, kun sitä pyydetään mittausasemalta, aloittaa kohdistussignaa1ien lähettämisen valitusta ryhmästä releasemia perusasemalle, joka toimittaa edelleen kohdistuksen tuloksen perusasemalle, joka muuntaa tämän maantietelliseksi sijainniksi tietokoneen muistiin tallennetun tiedon perusteella. Kun kaapeleita tai putkia asennetaan maahan on sijainti rekisteröitävä ja alaskaivettu-jen kaapeleiden kautta putkien uudelleennostamisen yhteydessä on sijainti yhdessä kyseessä olevan kohdan tyypillisten maantieteellisten tietojen kanssa toistettava, jolla menettelyllä osoitetaan kaapelin/putken sijainti.

3 77539

Perusasemalla saattaa olla, ja sillä tulisi olla elimet, joilla valvotaan sijainnin tarkkuus. Radioaaltojen kulun nopeus vaihtelee lämpötilan ja ilman kosteuden mukaisesti. Polarisoin-nin suunta ja vaihe voi vaihdella rakennuksista ja metallisista esineistä tulevien heijastusten takia.

Hyvin mäkisen maaston yhteydessä, tai mikäli releasemat kiinteästi tai tilapäisesti asennetaan korkeisiin rakennuksiin, saattavat korkeusvaihtelut vaikuttaa mittausten tarkkuuteen.

On ilmeistä, että sijainti ei välttämättä ole oikea maantieteellinen paikka. Tietyn mitatun pisteen koordinaatteja, jotka on päätelty radioaaltojen avulla kahdesta tai useammasta releasemasta, on voitava toistaa toivotulla tarkkuudella, nimittäin lukeman, kun mittausasema on tietyssä pisteessä,on oltava yksiselitteinen tälle tietylle pisteelle ja sen on erottava minkä tahansa muun pisteen lukemasta. Kuitenkin, kun ei ole varmaa, että paikallistaminen suoritetaan saman releasemaryhmän avulla niin uudelleennostamisen kuin myös maahan asentamisen yhteydessä, saattaa korjaus korkeuden vaihtelujen takia olla välttämätöntä. Tämä korjaus voidaan suorittaa seuraavasti: Kahden releaseman antenni sijoitetaan tietylle korkeuserolle siten, että on mahdollista korjata korkeuden erotus sen aikaerotuksen perusteella, joka muodostuu signaalin tulosta molempiin antenneihin. On myös mahdollista tallettaa topografista tietoa tietokoneen muistiin niin, että korjaukset voidaan suorittaa automaattisesti.

Mikäli käytetään tilapäisiä releasemia, voi näissä olla mittauslaitteisto, joka vastaa siirrettävän mittausaseman laitteistoa, siten, että niiden sijainti suhteessa kiinteään releasemaan voidaan päätellä ja tallettaa tietokoneen ohjelmistokirjastoon. Voi olla tärkeätä varustaa kaikki releasemat tällaisella laitteistolla, joka voidaan käynnistää perusasemalta. Käsittelemällä yksittäisiä releasemia mittausasemina voi perusasema päätellä niiden keskinäisiä etäisyyksiä. Mikäli saatu tieto ei täsmää tallennetun tiedon kanssa, voidaan suorittaa radioaaltojen kulkunopeuksien muutosten korjaukset, jotka muutokset johtuvan ilmastosta.

4 77539

Kuten yllä mainittiin, ei siirrettävä mittausasema saisi olla raskaampi kuin että se on yhden ihmisen kannettavissa, ja siksi sen tulisi ainoastaan sisältää laitteistot, jotka ovat välttämättömät peruslähettimen kanssa kommunikoimiseksi ja signaalien vastaanottamiseksi naapurireleasemilta sekä lisäksi tarvittavat elektroniset laskimet saapuvien signaalien suhteellisen ajan mittaamiseksi. Nämä laskimet voidaan käynnistää ensimmäisen sopivan signaalin avulla, mutta niitä voidaan myös käynnistää peruslähettimeltä tulevalla signaalilla.

Kaapelin/putken, tai sen kohdan missä mittausasema sijaitsee, osoittaminen voidaan suorittaa seuraavasti: Sijoitetaan osoitin mittausaseman antennin jatkeeksi, esimerkiksi teleskooppinen putki, jolla käyttäjä osoittaa kaapelia/putkea, ja samalla signaali lähetetään perusasemalle, joka kertoo tälle, että nyt saapuu sijaintimittauksen tulos tai pyyntö sijainnin osoittamiseksi .

Kun kaapeli/putki asennetaan, voidaan merkkien välit tehdä riippumattomiksi siitä, miten suoraviivaisesti kaapeli/putki on vedetty tietyssä kohdassa, jolloin perusaseman tietokone pystyy päättelemään kaapelin/putken minkä tahansa pisteen sijainnin interpoloimalla. Välien pituutta voi käyttäjä päätellä arvioimalla, mutta siirrettävä asema voi myös olla asennettavissa kaapeliauraan tai vakokaivinkoneeseen, ja näiden traktori voi olla varustettu laitteilla ajonopeuden ja ohjauspyörän liikkeen elektroniseksi mittaamiseksi, ja nämä mittaukset ohjaavat automaattisesti sijaintiosoitusten välejä.

Perusaseman ja mittausaseman välinen kommunikointi voidaan suorittaa eri tavalla. Mikäli perusasema on miehitetty, mikä ei ole välttämätöntä, voidaan suorittaa vuoropuhelu normaalilla tavalla, ja käyttäjällä voi olla kyseisen alueen kartta käytettävissä. Tällainen irrallinen kommunikointi ei ole käytännöllinen. Välttämättömän ajanmittauslaitteiston ohella on mittausaseman oltava varustettu näyttöyksiköllä ja ainakin yhdessä perusase-mista on oltava elimet kyseisen alueen maantieteellisten tietojen 5 77539 tallentamiseksi luonnoskarttojen muodossa kun suoritetaan maahan asennetun kaapelin/putken ja mittausaseman sijainnin merkintä. Kommunikointi perusaseman kanssa voidaan suorittaa yksinkertaisen näppäimistön avulla. Lyhyesti, mittausasema voidaan valmistaa perusaseman muistin "viisaaksi" päätteeksi.

Keksinnön toteutusta selitetään seuraavassa viittaamalla piirustuksiin, joissa kuvio 1 on kaavioesitys keksinnön mukaisesta järjestelmästä, kuvio 2 on mittausaseman yksinkertaistettu lohkokaavio, kuvio 3 on perusaseman yksinkertaistettu lohkokaavio, ja kuvio 4 on kaapelin asennuksen yhteydessä tapahtuvan maantieteellisten koordinaattien generoimisen automaattisen aktivoimisen lohkokaavio.

Kuviossa 1 on näytetty muutamien maastoelementtien symboleja, jotka normaalisti on kartalla: Rakennukset B, kummut tai vuoret H, isommat puustoalueet W, maantiet R ja rantaviivat K. Ympäristöön on sijoitettu releasemat RS1-RS4. Kuten on näytetty, voivat näiden antennit olla sijoitettuna katoille, vuorten huipuille tai erityisesti tähän tarkoitukseen rakennetuille rakennuksille.

Kuviossa 1 on esitetty liikkuva mittausasema MS, jota käytetään alaskaivetun kaapelin jäljittämiseksi, joka on osoitettu katkoviivalla C. Kaikki asemat kommunikoivat - kuten on osoitettu pistekatkoviivalla - osoitetun perusaseman HS kanssa. Mittausasemaa käyttävän henkilön toivomuksesta perusasema lähettää luonnoskartan mittausasemalle, jossa se näkyy näyttöyksiköllä D. Siirrettävä asema ja tämä näyttöyksikkö on näytetty suuremmassa mittakaavassa kuvion 1 alhaalla. Samanaikaisesti perusasema käynnistää tietyn määrän releasemien syklisen aktivoinnin, kuviossa RSI, RS2 ja RS3, jotka puolestaan lähettävät etäisyyden määrittäviä signaaleja, jotka vastaanotetaan mittausasemalla. Viimeksimainittu mittaa ajan milloin signaalit saapuvat suhteessa referenssiaikaan, joka esim. saattaa olla 6 77539 aika jolloin ensimmäinen signaali saapuu. Mittauksen tulos lähetetään perusasemalle HS, joka, tietäen releaseman sijainnin ja topografiset olosuhteet,muuntaa tuloksen koordinaateiksi, jotka ilmestyvät näyttöyksikölle D. Näyttöruutu näyttää myös kaapelin kulun yhdessä kaapelin sen pisteen kanssa, joka on tarkastettava. Kaapelin pituus tietystä pisteestä vialliseen pisteeseen on mitattu tavallisten virhemittauslaitteiden avulla, ja kun kaapelin pituus merkkipisteestä toiseen on tiedostettu tietomuistissa,voidaan viallisen kohdan sijainti helposti laskea.

Kun siirrettävä asema on tullut riittävän lähelle toivottua pistettä, voi perusasema siirtyä luonnoskartasta järjestelmään, jossa on koordinaatteja, jotka vastaavat muutaman neliömetrin pinta-alaa viallisen pisteen ympärillä, ja täten mahdollistaa paikallistamisen, joka on tarpeeksi tarkka osoittamaan kohdan missä kaapeli on nostettavissa ylös kaivamalla.

Varmin paikallistaminen aikaansaadaan käyttämällä ainakin kolmea relelähetintä. Ajatellaan esimerkiksi, että RSI, RS2 ja RS3, joita ohjataan syklisessä sekvenssissä perusasemalta, aktivoidaan lähettämään lyhyitä pulsseja ultrakorkeilla taajuuksilla. Nämä vastaanotetaan mittausasemalla, joka antaa aikaerotukset t2~t^, ^3~^2 t3~tl ^^tävälle määrälle pulssisyklejä, ja lähettää tuloksen perusasemalle, joka tämän jälkeen laskee mitattujen tulosten keskiarvon ja keskihajonnan. Mikäli keskihajonta on suurempi kuin ennaltamäärätty mittauksen tarkkuus, on tulos hylättävä ja uudet mittaukset suoritettava, kenties käynnistämällä useampia tai muita relelähettimiä. Kaksi kolmesta aika-erotuksesta riittää paikallistamiseen, mutta kolmas olisi otettava huomioon tarkastuksena. Mikäli on suoritettava korkeuserotus-ten korjaus, on kolmas erotus otettava huomioon.

Kuviossa 2 on siirrettävän mittausaseman yksinkertaistettu kaavio. Tämän aseman peruselementit ovat antenni 1, joka kytkimien 2 avulla voidaan yhdistää joko lähettimeen 3 tai vastaanottimeen 4. Vastaanotin on demodulaattorin 5 kautta kytketty ohjaus- 7 77539 yksikköön 6, joka on yhdistetty näyttöyksikköön 7 ja mikropuhe-limeen 8. Ohjausyksikkö 6 on myös kytketty lähettimeen 3 modulaattorin 9 kautta. Ohjausyksikköön on sisällytetty elektroniset laskimet. Nämä päättelevät relelähettimiltä saapuvien pulssien suhteelliset ajat ja myös kiinteät "käskyt", jotka ovat välttämättömiä mittausaseman toimimiseksi tietopäätteenä.

Kuten kuvio 3 karkeasti näyttää, koostuu perusasema lähettimes-tä 10 ja vastaanottimesta 11, jotka molemmat on kytketty ohjausyksikköön 12 modulaattorin 13 ja vast, demodulaattorin 14 välityksellä. Ohjausyksikköön sisältyy elimet, jotka ovat välttämättömät manuaaliseen ja automaattiseen toimintaan, so. se toimii keskeisenä ohjausyksikkönä tietojen ottamiseksi ja antamiseksi ja niiden käsittelemiseksi. Ohjausyksikkö on liitetty muistiin 15. Tämä muisti voi olla useiden perusasemien yhteinen, ja osa välttämätöntä laitteistoa tulevan ja lähtevän tiedon käsittelemiseksi voi myös olla yhteistä.

Keksinnön tärkeä etu on se, että maahan asennettujen kaapeleiden maantieteelliset tiedot voidaan saada samasta laitteistosta jota käytetään uudelleennostamiseen, toisin sanoen, uudelleen-nostamiseen tarvittavat tiedot voidaan saada samasta laitteistosta mitä on selostettu tämän selityksen yleisessä osassa.

On tärkeätä, että perusaseman muistia ei täytetä turhilla sijainnin osoituksilla. Keksinnön mukaisesti - ja kuten jo on mainittu - voidaan merkintäpisteiden välit vaihdella vastaamaan kaapelia, jota on asennettu maahan melkein suoraviivaisesti tai mutkissa. Periaate näkyy kaaviomaisesti kuviosta 4, jossa on yksikkö 16, joka mittaa traktorin kääntymiskulmaa, ja yksikkö 17, joka mittaa traktorin pyörien kierroksia ja sitä kautta ajonopeutta. Saavutetut arvot muunnetaan sähköisiksi pulsseiksi, jotka ohjaavat pulssigeneraattorin 18 taajuutta, ja jokaisella pulssilla generaattori aikaansaa mittausaseman 19 käynnistymisen kuten on selostettu kuviossa 2.

Claims (10)

1. Järjestelmä maahan asennettujen kaapeleiden tai put kien paikallstamiseksi, joka käsittää: useita releasemia (RS1-RS4), joista jokaiseen kuuluu lähetys-väline, jolloin ainakin jotkin releasemista on järjestetty kiinteisiin asemiin, joiden maantieteelliset tiedot tunnetaan tarkasti; ainakin yksi siirrettävä mittausasema (MS; 19) sisältäen näyttöelimen <D; 7) ja lähetin/vastaanotinvälineet (1-4), jotka on järjestetty määrittämään tietoja, jotka tiedot edustavat releasemilta kyseiseen mittausasemaan lähetettyjen paikannus signaali en kulkemien matkojen eroja, ja lähettämään näitä tietoja edelleen; ainakin yksi kiinteä tai siirrettävä perusasema (HS), johon sisältyy lähetin/vastaanotin-välineet (10, 11), jolloin ainakin yksi mainituista perus&semista on varustettu elektronisella tietojenkäsittelylaitteella (12), joka on järjestetty laskemaan, kustakin mittausasemasta saaduista tiedoista ja releasemien mainittuihin maantieteellisiin tietoihin perustuen, kunkin mittausaseman maantieteellinen sijainti, jolloin tämän laskemisen tulos lähetetään edelleen kyseessä olevaan mittausasemaan, tunnettu siitä, että jokaisessa mittausasemassa (MS; 19) on piirielimet (6), jotka on järjestetty mittaamaan aktivoitujen releasemien paikannus-signaalien väliset viiveet, jolloin viiveet edustavat mainittua erotietoa, että elektronisen tietojenkäsittelylaitteen (12) yhteydessä on muisti (15), joka sisältää topografista, sen alueen erityispiirteitä edustavaa tietoa, johon kaapeli tai putki on asennettu, sekä sijaintitietoa, joka ilmaisee kaapelin tai putken reittiä (C) näiden erityispiirteiden suhteen, jolloin mainittu sijaintitieto syötetään muistiin elektronisesta tieto jenkäsittelylaitteesta silloin, kun kaapeli tai putki lasketaan maahan, niiden tietojen perusteella, jotka silloin vastaanotetaan jokaiselta mittausasemalta, 9 77539 että Jokainen perueaeema (HS) on Järjestetty mittausaseman pyynnöstä aloittamaan paikannuseignaalien lähettäminen valitulta releaeemien ryhmältä (RS1-RS4) Ja lähettämään takaisin kunkin mittausaseman lasketut maantieteelliset sijainnit kullekin mittausasemalle yhdessä mainittujen topografisten tietojen kanssa, Ja että näyttöelin (D; 7) on järjestetty perusasenteita takaisin lähetetyn tiedon perusteella esittämään graafisesti kaapelin tai putken reitti ympäristössään yhdessä kyseessä olevan mittausaseman sijainnin kanssa.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että jokaisella perusasemalla on elimet mittaustulosten tarkuuden tarkistamiseksi ja signaalien lähettämisen aikaansaamiseksi muilta releasemilta mikäli mahdollinen epätarkkuus esiintyy.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että asemat on varustettu sellaisilla laitteilla, kuten valomittari, kosteusmittari, ilmapuntari, lämpömittari jne. mittausten aikaisten sääolosuhteiden tallettamiseksi, jolloin nämä tiedot sisällytetään elektronisen tietojenkäsittelylaitteiston (12) suorittamisin laskelmiin.

4. Patenttivaatimuksen 2 tai 3 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että kiinteät asemat on varustettu laitteilla tuulen suunnan, nopeuden ja voimakkuuden tallettamiseksi ja etenkin antennimaston heilahdusten tallettamiseksi, jolloin nämä tiedot sisällytetään elektronisen tietojenkäsittelylaitteiston (12) suorittamiin laskelmiin.

5. Patenttivaatimuksen 2 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että siihen sisältyy elimet releaeemien ja mittausaseman antennien välisten korkeuserojen automaattiseksi korjaamiseksi . 10 77539

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että hyvin mäkiseen maastoon sijoitetut rsleasemat käsittävät kaksi antennia, jotka on asennettu päällekkäin, ja joiden etäisyys on tunnettu.

7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että ainakin ei-kiinteästi sijoitetut re-leasemat on varustettu laitteistolla, joka toteuttaa mittausaseman toiminnot, näiden releasemien sijainnin määrittämiseksi suhteessa muihin kiinteisiin releasemiin.

8. Jonkin patenttivaatimuksen 1-7 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että jokainen mittausasema on toteutettu perusaseman tietopäätteenä.

9· Patenttivaatimuksen β mukainen järjestelmä, tunnet tu siitä, että jokainen mittausasema on varustettu "osoitti-mella" teleskooppisen putken muodossa, joka on asennettu siten, että se määrää aseman antennin.

10. Patenttivaatimuksen 8 mukainen mittausasema, tunnet tu siitä, että jokainen mittausasema on asennettu kaapeliau-raan tai kaivinkoneeseen, jonka traktori on varustettu mittausyksiköillä <16, 17) tämän ajonopeuden ja ohjauspyörän kääntymisen mittaamiseksi ja saatujen arvojen muuntamiseksi sähköisiksi signaaleiksi, jotka ohjaavat pulssigeneraattoria (18), joka jokaisella pulssilla käynnistää sijainnin määrittelemisen käynnistettyjen releasemien avulla ja vastaavien eijeintitietojen tallettamisen perusaseman muistiin. η 77539