PL194767B1 - Sposób lokalizacji oraz urządzenie do lokalizacji naziemnego ruchomego punktu położenia obserwatora w terenie, zwłaszcza dokonującego pomiaru geofizycznego - Google Patents

Abstract

Urządzenie do lokalizacji naziemnego ruchomego punktu położenia obserwatora w terenie, zwłaszcza dokonującego pomiaru geofizycznego, znamienne tym, że składa się z części nadawczej, umiejscowionej w ruchomym punkcie położenia obserwatora (P) w terenie (A), zwłaszcza zaopatrzonym w przyrząd geofizyczny (1), i co najmniej trzech części odbiorczych (COB, COC, COD), umiejscowionych w punktach bazowych (B, C, D) badanego terenu (A), które mają ustalone współrzędne geodezyjne lub lokalne, i część nadawcza składa się z nadajnika impulsu radiowego (3), nadajnika impulsu akustycznego (2) oraz urządzenia startu (4) synchronizującego moment wygenerowania tych impulsów z zainicjowaniem pomiaru geofizycznego, zaś każda część odbiorcza (COB, COC, COD) składa się z odbiornika impulsu akustycznego (6) oraz odbiornika impulsu radiowego (5) i ich wyjścia dołączone są do układu liczącego (7) różnicę czasu w odbiorze impulsu radiowego i akustycznego, a wyjście układu liczącego (7) poprzez linię przesyłową (8) dołączone jest do sterownika z interfejsem (9) a następnie do komputera (10) zainstalowanego przy jednym z punktów bazowych i pracującego z odpowiednim programem pozwalającym na gromadzenie danych o współ rzędnych terenu dla tworzenia mapy tego terenu

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób lokalizacji naziemnego ruchomego punktu położenia obserwatora w terenie, zwłaszcza dokonującego pomiaru geofizycznego oraz urządzenie do lokalizacji naziemnego ruchomego punktu położenia obserwatora w terenie, zwłaszcza dokonującego pomiaru geofizycznego. Jest on szczególnie przydatny w dziedzinie poszukiwań, w tym także w lokalizacji obiektów archeologicznych.

W poszukiwaniach archeologicznych wykonywanych na powierzchni ziemi, dla wstępnego rozpoznania faktu istnienia obiektu pod powierzchnią ziemi, dotychczas na obszarze badanym tworzy się siatkę pomiarową o oknach o określonej wielkości, np. o bokach 1 m, siatkę tę nanosi się na bardzo szczegółową mapę terenu i przy pomocy znanych przyrządów wykonuje się pomiary kolejno w każdym oknie siatki. Otrzymany wynik pomiaru odnotowuje się na mapie. Takie badania są bardzo pracochłonne i dla określenia faktu istnienia obiektu pod ziemią otrzymane wyniki wymagają jeszcze dodatkowego opracowywania.

Istota wynalazku w zakresie sposobu polega na tym, że z ruchomego punktu położenia obserwatora, zwłaszcza zaopatrzonego w geofizyczny przyrząd pomiarowy, w momencie uruchamiania pomiaru geofizycznego generuje się impuls radiowy oraz impuls akustyczny i odbiera się je w odbiornikach umieszczonych w co najmniej trzech punktach bazowych badanego terenu, mających ustalone współrzędne geodezyjne lub lokalne i miarą odległości ruchomego punktu położenia obserwatora od każdego punktu bazowego jest czas opóźnienia odbioru impulsu akustycznego w punkcie bazowym względem impulsu radiowego odebranego w tym punkcie bazowym a otrzymane czasy opóźnień stanowią podstawę obliczenia współrzędnych chwilowego położenia obserwatora a tym samym położenia punktu pomiarowego.

Istota wynalazku w zakresie urządzenia polega na tym, że składa się z części nadawczej, umiejscowionej w ruchomym punkcie położenia obserwatora w terenie, zwłaszcza zaopatrzonym w przyrząd geofizyczny, i co najmniej trzech części odbiorczych, umiejscowionych w punktach bazowych badanego terenu, które mają ustalone współrzędne geodezyjne lub lokalne, i część nadawcza składa się z nadajnika impulsu radiowego, nadajnika impulsu akustycznego oraz urządzenia startu synchronizującego moment wygenerowania tych impulsów z zainicjowaniem pomiaru geofizycznego, zaś każda część odbiorcza składa się z odbiornika impulsu akustycznego oraz odbiornika impulsu radiowego i ich wyjścia dołączone są do układu liczącego różnicę czasu w odbiorze impulsu radiowego i akustycznego a wyjście układu liczącego poprzez linię przesyłową dołączone jest do sterownika z interfejsem dla komputera zainstalowanego przy jednym z punktów bazowych i pracującego z odpowiednim programem pozwalającym na gromadzenie danych o współrzędnych terenu dla tworzenia mapy tego terenu.

Przedmiot wynalazku zostanie dokładniej opisany z wykorzystaniem rysunku, którego fig. 1 przedstawia rozmieszczenie w terenie ruchomego punktu położenia obserwatora oraz trzech przykładowych punktów bazowych badanego terenu, fig. 2 przedstawia część nadawczą urządzenia usytuowaną w ruchomym punkcie, obsługiwanym przez obserwatora, zaś fig. 3 przedstawia schemat ideowy części odbiorczej urządzenia według wynalazku, usytuowanej w punkach bazowych badanego terenu.

Przykładowo wykonane urządzenie według wynalazku posłużyło do lokalizacji położenia obserwatora na określonym obszarze i lokalizacji wykonanego przez niego pomiaru geofizycznego.

Jak pokazano na fig. 1 rysunku, na badanym terenie A, w jego trzech punktach bazowych B, C i D o ustalonych współrzędnych - dla B: (x_1f yO, dla C: (x2. y2), zaś dla D: (x3, y3) zostały umiejscowione odbiorniki impulsów akustycznych i radiowych. Są to punkty bazowe badanego terenu. W punkcie pomiarowym P o współrzędnych (x, y) znajduje się obserwator z aparaturą. Jego wyposażenie w aparaturę jest schematycznie uwidocznione na fig. 2 rysunku. Aparatura ta daje odczyty w punkcie P. Z tym ruchomym stanowiskiem skojarzona jest część nadawcza urządzenia według wynalazku. Składa się ona z geofizycznego przyrządu pomiarowego 1, którym, zależnie od potrzeby jest magnetometr, gradientomierz lub grawimetr. Z przyrządem tym współpracują nadajnik impulsu akustycznego 2, nadajnik impulsu radiowego 3 oraz urządzenie startu 4 synchronizującego moment wygenerowania tych impulsów z zainicjowaniem pomiaru geofizycznego. Urządzenie startu 4 ma za zadanie zapewnić jednoczesne wygenerowanie impulsu akustycznego i radiowego w chwili uruchomienia pomiaru geofizycznego.

PL 194 767 B1

Przedstawiony na fig. 3 rysunku schemat ideowy ilustruje wyposażenie punktów bazowych B, C i D. Każdy z punktów bazowych ma swoją część odbiorczą COb, COc, COd urządzenia według wynalazku. Każda część odbiorcza COb, COc, COd składa się z odbiornika sygnałów radiowych 5 oraz równolegle pracującego odbiornika sygnałów akustycznych 6. Wyjścia tych odbiorników dołączone są do wejścia układu liczącego 7 różnicę czasu w odbiorze impulsu radiowego i akustycznego. Wyjście układu liczącego 7 w każdej części odbiorczej COb, COc, COd zaopatrzone jest w linię przesyłową 8, łączącą części odbiorcze poprzez sterownik 9 z komputerem 10. Sterownik 9 oraz komputer 10 zainstalowane są przy jednym punkcie bazowym B, C lub D albo też na oddzielnym stanowisku.

Wykonanie lokalizacji położenia obserwatora, co jest równoznaczne w przykładzie z lokalizacją obiektu archeologicznego, odbywało się następująco:

Po ustawieniu aparatury w punktach bazowych B, C i D oraz w ruchomym punkcie P, obserwator wykonujący poszukiwania, w momencie uruchamiania przyrządu geofizycznego 1 automatycznie uruchamia urządzenie startu 4. Wygenerowany zostaje w tym momencie impuls radiowy oraz impuls akustyczny, które zostają odebrane w punktach B, C i D. Z ruchomego punktu pomiarowego P wyemitowane impulsy radiowe i akustyczne pokonują odległość do punktu bazowego B z opóźnieniem czasowym ich odbioru t_1f do punktu bazowego C z opóźnieniem czasowym ich odbioru t2, zaś do punktu bazowego D z opóźnieniem czasowym ich odbioru t3. Odebrane impulsy są porównywane w układzie liczącym 7 i obliczana jest w nim różnica czasu pomiędzy odebranym impulsem akustycznym i radiowym. Sygnał ilustrujący opóźnienie czasowe pomiędzy impulsami, z każdej części odbiorczej przesyłany jest linią przesyłową 8 do sterownika z interfejsem 9 a następnie do komputera 10. Po obróbce przez komputer 10 sygnałów otrzymanych z każdej części odbiorczej, zostaje w nim zidentyfikowane położenie obserwatora oraz zostaje zarejestrowana informacja, że w tak sprawdzonym punkcie w terenie dokonano pomiaru geofizycznego. Poprzez porównanie zapamiętanego wyniku pomiaru geofizycznego oraz lokalizacji punktu pomiarowego otrzymuje się przyporządkowanie pomierzonej wartości określonym współrzędnym geodezyjnym. Następnie obserwator przenosi stanowisko obserwacyjne P do innego punktu, też punktu P, ale o innych współrzędnych geodezyjnych i powtarza opisany zabieg.

Zaletą rozwiązania według wynalazku jest to, że nie ma potrzeby tworzenia żadnej siatki pomiarowej. Dla zwiększenia dokładności określenia lokalizacji obserwatora, można użyć więcej niż trzech punktów bazowych i jednocześnie wprowadzić modyfikacje programu komputerowego wyliczającego położenie. Do programu można też wprowadzić rozszerzenia pozwalające na uwzględnienie prędkości rozchodzenia się fali akustycznej w zależności od ciśnienia atmosferycznego, prędkości i kierunku wiatru, a także redukujące systematyczne błędy wynikające ze stałych czasowych układów detekcji fali radiowych i fali akustycznych.

W przykładowo wykonanym urządzeniu według wynalazku wybrano częstotliwość radiową z zakresu pasma CB a moc nadajnika ograniczono do wielkości zapewniającej zasięg kilkuset metrów. Częstotliwość sygnału akustycznego wybrano z pasma ponad akustycznego > 20 kHz. Stwierdzono, że im wyższej częstotliwości akustycznej użyto, tym otrzymywano dokładniejsze wyniki lokalizacji.

Sposób lokalizacji według wynalazku pozwala na wprowadzenie pełnej automatyzacji pomiarów, zmniejszenie zakresu prac związanych z przygotowaniem terenu oraz na swobodne poruszanie się obserwatora po terenie i wybieranie interesujących obszarów na podstawie obserwacji bieżących odczytywanych wartości pomiarowych.

Claims (2)

1. Sposób lokalizacji naziemnego ruchomego punktu położenia obserwatora w terenie, zwłaszcza dokonującego pomiaru geofizycznego, znamienny tym, że z ruchomego punktu położenia obserwatora (P), zwłaszcza zaopatrzonego w geofizyczny przyrząd pomiarowy, w momencie uruchamiania pomiaru geofizycznego generuje się impuls radiowy oraz impuls akustyczny i odbiera się je w odbiornikach umieszczonych w co najmniej trzech punktach bazowych (B, C, D) badanego terenu (A), mających ustalone współrzędne geodezyjne lub lokalne i miarą odległości ruchomego punktu położenia obserwatora (P) od każdego punktu bazowego (B, C, D) jest czas opóźnienia odbioru impulsu akustycznego w punkcie bazowym względem impulsu radiowego odebranego w tym punkcie bazowym a otrzymane czasy opóźnień stanowią podstawę obliczenia współrzędnych chwilowego położenia obserwatora, a tym samym położenia punktu pomiarowego.

PL 194 767 B1

2. Urządzenie do lokalizacji naziemnego ruchomego punktu położenia obserwatora w terenie, zwłaszcza dokonującego pomiaru geofizycznego, znamienne tym, że składa się z części nadawczej, umiejscowionej w ruchomym punkcie położenia obserwatora (P) w terenie (A), zwłaszcza zaopatrzonym w przyrząd geofizyczny (1), i co najmniej trzech części odbiorczych (COb, CO_c, COd), umiejscowionych w punktach bazowych (B, C, D) badanego terenu (A), które mają ustalone współrzędne geodezyjne lub lokalne, i część nadawcza składa się z nadajnika impulsu radiowego (3), nadajnika impulsu akustycznego (2) oraz urządzenia startu (4) synchronizującego moment wygenerowania tych impulsów z zainicjowaniem pomiaru geofizycznego, zaś każda część odbiorcza (COb, COc, COd) składa się z odbiornika impulsu akustycznego (6) oraz odbiornika impulsu radiowego (5) i ich wyjścia dołączone są do układu liczącego (7) różnicę czasu w odbiorze impulsu radiowego i akustycznego, a wyjście układu liczącego (7) poprzez linię przesyłową (8) dołączone jest do sterownika z interfejsem (9) a następnie do komputera (10) zainstalowanego przy jednym z punktów bazowych i pracującego z odpowiednim programem pozwalającym na gromadzenie danych o współrzędnych terenu dla tworzenia mapy tego terenu.