RU2766052C1 - Method of topographic survey of area and topographic complex means for implementation thereof - Google Patents
Method of topographic survey of area and topographic complex means for implementation thereof Download PDFInfo
- Publication number
- RU2766052C1 RU2766052C1 RU2020143309A RU2020143309A RU2766052C1 RU 2766052 C1 RU2766052 C1 RU 2766052C1 RU 2020143309 A RU2020143309 A RU 2020143309A RU 2020143309 A RU2020143309 A RU 2020143309A RU 2766052 C1 RU2766052 C1 RU 2766052C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- geodetic
- sighting
- electronic
- topographic
- lifting mechanism
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C15/00—Surveying instruments or accessories not provided for in groups G01C1/00 - G01C13/00
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области геодезии и может быть использовано при развитии (восстановлении) геодезических сетей, создаваемых для решения задач навигации, кадастра, исследований современных движений земной коры и т. д.The invention relates to the field of geodesy and can be used in the development (restoration) of geodetic networks created to solve the problems of navigation, cadastre, research of modern movements of the earth's crust, etc.
В настоящее время при топографических съёмках местности практически всегда используют приёмники сигналов существующих глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС) см. описания к патентам US 9541392 B2 07.02.2017, US 20040030571 A1. 12.12.2004, US 20200240784 A1. 30.07.2020.At present, in topographic surveys of the terrain, signal receivers of existing global navigation satellite systems (GNSS) are almost always used, see descriptions for patents US 9541392 B2 02/07/2017, US 20040030571 A1. 12/12/2004, US 20200240784 A1. 07/30/2020.
Однако в приполярных областях планеты навигационные космические аппараты наблюдаются только вблизи горизонта и даже скрываются за ним, что ограничивает точность геодезических определений, хотя необходимость топографических съёмок местности сохраняется, например, из-за подвижек земной коры. Такие подвижки вызываются таяньем вечной мерзлоты, оползнями и т. д. Кроме того, из-за техногенных воздействий, некоторые пункты могут быть утрачены и требуется их восстановление.However, in the polar regions of the planet, navigation spacecraft are observed only near the horizon and even hide behind it, which limits the accuracy of geodetic determinations, although the need for topographic surveys of the area remains, for example, due to movements of the earth's crust. Such movements are caused by permafrost melting, landslides, etc. In addition, due to man-made impacts, some points may be lost and their restoration is required.
Даже при недоступности сигналов глобальных навигационных спутниковых систем геодезические определения можно производить классическими геодезическими способами, например, используя средства мобильного комплекса навигации и топопривязки, см. патент RU 2444451 С2 10.03.2012.Even if the signals of global navigation satellite systems are unavailable, geodetic determinations can be made by classical geodetic methods, for example, using the means of a mobile navigation and geolocation complex, see patent RU 2444451 C2 10.03.2012.
Это изобретение решает задачу достижения технического результата, заключающегося в создании именно мобильного комплекса, а не в повышении качества и производительности топографических съёмок местности. Аналогичные решения известны из патентов (RU2423720 C1 10.07.2011, RU2423720 C1 10.07.2011, RU2567865 C1 10.11.2015, RU2601494 C1 10.11.2016, RU2724120 C1 22.06.2020, WO2012110635 23.08.2012 и US20180135969 A1 17.05.2018).This invention solves the problem of achieving a technical result, which consists in creating a mobile complex, and not in improving the quality and productivity of topographic surveys of the area. Similar solutions are known from patents (RU2423720 C1 10.07.2011, RU2423720 C1 10.07.2011, RU2567865 C1 10.11.2015, RU2601494 C1 10.12.2016, RU2724120 C1 22.06.2020, WO2012110635 08/23/2012 and US20180135969 A1 17.05.2018).
Сравнительно производительно, но недостаточно точно, задача топографических съёмок местности может быть решена при выполнении наблюдений с беспилотного летательного аппарата или с платформы, размещённой на крыше автомобиля во время их перемещения, см. патент РФ RU2650051 С2 19.01.2016 и патент США US5421096 от 06.06.1995 г. Comparatively productive, but not sufficiently accurate, the task of topographic surveys of the terrain can be solved when performing observations from an unmanned aerial vehicle or from a platform placed on the roof of a car while they are moving, see RF patent RU2650051 C2 19.01.2016 and US patent US5421096 dated 06.06. 1995
При перемещении оператора по платформе с геодезическим прибором она теряет стабильность, что отрицательно влияет на точность геодезических определений. Частично этот недостаток исключает техническое решение по патенту RU 2251074 С2 27.04.2005 «Устройство для проведения топографической съёмки местности».When the operator moves along the platform with a geodetic instrument, it loses stability, which negatively affects the accuracy of geodetic determinations. Partially, this drawback eliminates the technical solution according to the patent RU 2251074 C2 27.04.2005 "Device for topographic survey of the area."
Это техническое решение предполагает наличие над платформой с геодезическим прибором на крыше автомобиля перемещаемого дополнительного пола, в пределах которого перемещается оператор. Пол закреплён на четырёх вертикальных штангах, соединенных с гидроцилиндрами, которые крепятся к жесткой раме, установленной на передней и задней осях автомобиля. Это обстоятельство не гарантирует стабильность положения геодезического прибора при перемещениях оператора вокруг него. Конструкция «Устройства топографической съёмки местности» по патенту RU 2251074 С2 достаточно сложна, сам оператор находится на крыше автомобиля и ничем не защищён при непогоде. Управление геодезическим прибором не автоматизировано, что отрицательно влияет на производительность топографических съёмок.This technical solution assumes the presence of a movable additional floor above the platform with a geodetic instrument on the roof of the vehicle, within which the operator moves. The floor is fixed on four vertical rods connected to hydraulic cylinders, which are attached to a rigid frame mounted on the front and rear axles of the vehicle. This circumstance does not guarantee the stability of the position of the geodetic instrument when the operator moves around it. The design of the "Device for topographic survey of the terrain" according to patent RU 2251074 C2 is quite complicated, the operator himself is on the roof of the car and is not protected in bad weather. The control of the geodetic instrument is not automated, which negatively affects the productivity of topographic surveys.
Целями изобретения «Способ топографической съёмки местности и топографическое комплексное средство для его осуществления» является сокращение затрат времени на этот вид работ, повышение их качества при обеспечении лучшей защиты оператора от непогоды.The objectives of the invention "Method of topographic survey of the area and a complex topographic tool for its implementation" is to reduce the time spent on this type of work, improve their quality while providing better protection of the operator from the weather.
Сущность способа топографической съёмки местности заключается в том, что сопоставляют визирные цели с геодезическими точками, зафиксированными реперами геодезических сетей, или просто характерными точками топографических объектов. Дислоцируют подвижную платформу с геодезическим прибором в зоне видимости визирных целей. Выполняют привязку координатных систем геодезического прибора и визирных целей к геодезическим точкам путём совмещения вертикальной оси с отвесной линией, проходящей через центр геодезического пункта (точки). Аналогичную операцию производят относительно визирных целей (дистанционно или непосредственно), а при геодезической засечке визирных целей прибором определяют координаты их точек по элементам, измеренным или построенным на них, или на исходных пунктах, см. ГОСТ 22268 76.The essence of the method of topographic survey of the terrain lies in the fact that sighting targets are compared with geodetic points fixed by reference points of geodetic networks, or simply characteristic points of topographic objects. A movable platform with a geodetic instrument is deployed in the visibility zone of sighting targets. The coordinate systems of the geodetic instrument and sighting targets are linked to geodetic points by aligning the vertical axis with a plumb line passing through the center of the geodetic point (point). A similar operation is performed with respect to sighting targets (remotely or directly), and during geodetic detection of sighting targets, the device determines the coordinates of their points by elements measured or built on them, or at starting points, see GOST 22268 76.
На заключительном этапе топографической съёмки местности математически обрабатывают зафиксированные на машинном носителе информации результаты засечки визирных целей для получения уравненных значений координат геодезических точек.At the final stage of the topographic survey of the area, the results of sighting targets fixed on the machine data carrier are mathematically processed to obtain the adjusted values of the coordinates of geodetic points.
Предложенный модернизированный способ топографической съёмки местности включает размещение геодезического прибора с оптико-электронным визиром и трегера на дистальном узле подъёмного механизма, жёстко связанным с подвижным шасси, и перемещение этого узла с геодезическим прибором на трегере, которые снабжёны электронными отсчётными устройствами, сервоприводами на высоту, достаточную для засечки визирных целей. Ориентацию геодезического прибора и засечку визирных целей с его помощью производят с электронно-вычислительного блока, размещаемого вне дистального узла подъёмного механизма и снабжённого модемом связи с электронными отсчётными устройствами, сервоприводами геодезического прибора и трегера. The proposed modernized method of topographic survey of the terrain includes placing a geodetic instrument with an optical-electronic sight and a tribrach on the distal node of the lifting mechanism, rigidly connected to the movable chassis, and moving this node with a geodetic device on a tribrach, which are equipped with electronic readout devices, servo drives to a height sufficient for serif sighting purposes. The orientation of the geodetic instrument and the detection of sighting targets with its help is carried out from an electronic computing unit located outside the distal node of the lifting mechanism and equipped with a modem for communication with electronic readout devices, servo drives of the geodetic instrument and tribrach.
Топографическое комплексное средство на подвижном шасси, снабжённое подъёмным механизмом и геодезическим прибором на трегере, предложено комплектовать электронно-вычислительным блоком, модемами связи этого блока с геодезическим прибором на трегере, размещаемым на дистальном узле подъёмного механизма жёстко, связанным с подвижным шасси. Именно на дистальном узле подъёмного механизма размещают геодезический прибор с оптико-электронным визиром и трегер, комплектуемые электронными отсчётными устройствами и сервоприводами и модемами связи с электронно-вычислительным блоком дистанционного управления, пространственной ориентацией геодезического прибора и геодезической засечкой им визирных целей.A topographic complex tool on a movable chassis, equipped with a lifting mechanism and a geodetic device on a tribrach, is proposed to be equipped with an electronic computing unit, modems for communication of this unit with a geodetic device on a tribrach, located on the distal node of the lifting mechanism, rigidly connected to the movable chassis. It is on the distal node of the lifting mechanism that a geodetic instrument with an optoelectronic sight and a tribrach are placed, equipped with electronic reading devices and servo drives and communication modems with an electronic computer remote control unit, spatial orientation of the geodetic instrument and geodetic notch of target targets.
Сам электронно-вычислительный блок размешают вне дистального узла подъёмного механизма так, чтобы было удобно работать с ним.The electronic computing unit itself will be placed outside the distal node of the lifting mechanism so that it is convenient to work with it.
При реализации конкретного исполнения топографического комплексного средства базовым геодезическим прибором может быть роботизированный тахеометр, базовым трегером - гексапод с платой для размещения геодезического прибора, имеющей 6 степеней свободы.When implementing a specific execution of a topographic complex tool, the basic geodetic instrument can be a robotic total station, the basic tribrach is a hexapod with a board for placing a geodetic instrument having 6 degrees of freedom.
На рисунке 1 (фиг. 1) представлен вариант компоновки предложенного топографического комплексного средства. На рисунке 2 (фиг. 2) отображён в более крупном масштабе дистальный узел подъёмного механизма, которым укомплектовано это средство. На рисунке 3 (фиг. 3) изображён сам подъёмный механизм с его дистальным узлом.Figure 1 (Fig. 1) shows the layout of the proposed topographic complex tool. Figure 2 (fig. 2) shows on a larger scale the distal assembly of the lifting mechanism that this tool is equipped with. Figure 3 (Fig. 3) shows the lifting mechanism itself with its distal assembly.
Топографическое комплексное средство сформировано на платформе 1 автомобиля 2 с подъемным механизмом 3, размещённом на платформе 1, и дистанционно удалённым электронно-вычислительным средством 4 с дисплеем 5 (фиг. 1).The topographic complex tool is formed on the platform 1 of the
Электронно-вычислительный блок может быть выполнен мобильным, таким, как «ноутбук», для управления вне автомобиля 2 по линиям связи 6, домкратами 7, подъемным механизмом 3 и топогеодезическим оборудованием дистальным узла 8 подъемного механизма. Топогеодезическое оборудование дистального узла 8 подъемного механизма 3 включает трегер (гексапод) 9 с платой 10 для размещения на ней геодезического прибора 11 с оптико-электронным визиром. Дистальный узел 8 подъемного механизма 3 дополнительно снабжён и экраном 12 для защиты геодезического прибора от прямых солнечных лучей на штоке 13 (фиг. 1-3).The electronic computing unit can be made mobile, such as a "laptop", for control outside the
Кроме трегера 9 и геодезического прибора 11 дистальный узел подъёмного механизм имеет отсек 14 для размещения аккумуляторов или кабельных систем электропитания, модемов связи с электронно-вычислительным блоком управления ориентированием геодезического прибора 11 и засечки им визирных целей.In addition to the
Сами системы электропитания, электронные отсчётные устройства, сервоприводы, модемы кабельной или проводной связи с электронно-вычислительным блоком на рисунках (фиг. 1-3) не отображены. Электропитание дистального узла 8 подъемного механизма 3 может осуществляться от аккумуляторов или по проводам 15 (фиг. 3).The power supply systems themselves, electronic reading devices, servo drives, cable or wired communication modems with an electronic computing unit are not shown in the figures (Fig. 1-3). The
Способ топографической съёмки местности реализуется в следующей последовательности.The method of topographic survey of the area is implemented in the following sequence.
На местности определяют точки, геодезические координаты которых не могут быть получены с помощью приёмников сигналов глобальных навигационных спутниковых систем и места, доступные для нахождения на них топографического комплексного средства. При необходимости геодезические точки закрепляют реперами.On the ground, points are determined whose geodetic coordinates cannot be obtained using signal receivers of global navigation satellite systems and places available for finding a topographic complex tool on them. If necessary, geodetic points are fixed with benchmarks.
После прибытия комплексного средства для проведения топографических съёмок местности на выбранную точку или геодезический пункт стабилизируют платформу 1 автомобиля 2 и размещённого на ней подъемного механизма (фиг. 1).After the arrival of a complex tool for conducting topographic surveys of the area at the selected point or geodetic point, the platform 1 of the
Эту операцию выполняют, управляя домкратами 7 при помощи электронно-вычислительного средства с дисплеем 5 через линии связи 6, что можно делать вне автомобиля, если электронно-вычислительное средство 4 мобильное (ноутбук).This operation is performed by controlling the jacks 7 using an electronic computing tool with a display 5 via
Контроль выравнивания платформы относительно горизонта позволяют осуществлять электронные отсчётные устройства геодезического прибора 11 и трегера 9.The control of platform alignment relative to the horizon is made possible by electronic reading devices of the
В стандартную комплектацию дистального узла 8 подъёмного механизма 3 входит, по крайней мере, один электронный уровень, что делает доступными для оператора данные о наклонах геодезического прибора относительно вертикали. Оператор в соответствии с ними корректирует домкратами положение платформы 1.The standard package of the
Для засечки визирных целей необходимо, чтобы они попадали в поле зрения оптико-электронного визира геодезического прибора 11 и затем отображались на дисплее 5 электронно-вычислительного средства 4 (фиг. 1).For notching sighting targets, it is necessary that they fall into the field of view of the optoelectronic sight of the
С этой целью, при осуществлении кругового сканирования местности геодезическим прибором, перемещают по вертикали подъёмным механизмом 3 его дистальный узел 8 до тех пор, пока доступные для наблюдения визирные цели не станут попадать в поле зрения оптико-электронного визира.For this purpose, when performing a circular scanning of the terrain with a geodetic device, its
С помощью электронно-вычислительного средства выполняют и ориентирование геодезического прибора 11 относительно отвесной линии.With the help of electronic computing means, the orientation of the
Далее координатную систему геодезического прибора привязывают к точке стояния комплексного средства для проведения топографической съёмки местности путём совмещения вертикальной оси пространственно-ориентированной координатной системы геодезического прибора с отвесной линией, проходящей через такую точку или репер геодезической сети. Эту стандартную задачу, например, позволяет решать теодолит, размещённый вне автомобиля. Наличие штока 13 для крепления солнцезащитного экрана на геодезическом приборе дистального узла 8 подъемного механизма 3 облегчает проектирование осевых точек штока на землю, а угловая засечка одной из его характерных точек - осуществлять высотную привязку геодезического прибора.Further, the coordinate system of the geodetic instrument is tied to the standing point of the complex tool for conducting topographic survey of the area by aligning the vertical axis of the spatially oriented coordinate system of the geodetic instrument with a plumb line passing through such a point or the benchmark of the geodetic network. This standard task, for example, can be solved by a theodolite placed outside the car. The presence of a
На заключительном этапе засечки визирных целей оператор через линии связи с геодезическим прибором управляет его сервоприводами, что позволяет разворачивать и наклонять оптико-электронный визир при засечке им визирных целей.At the final stage of sighting targets, the operator controls its servo drives through the communication lines with the geodetic device, which allows you to turn and tilt the optical-electronic sight when it detects sighting targets.
Такая засечка выполняется при оперативном контроле оператора, наблюдающем визирные цели на дисплее, а результаты каждой из угловых и линейных засечек визирной цели записываются в память электронно-вычислительного средства и отображаются на экране его дисплея.Such a notch is performed under the operational control of the operator, who observes the sighting targets on the display, and the results of each of the angular and linear notches of the sighting target are recorded in the memory of the electronic computer and displayed on the screen of its display.
При снабжении оптико-электронного визира или самого геодезического прибора лазерным дальномером может выполняться как угловая засечка визирных целей, так и линейная.When supplying an optical-electronic sight or the geodetic device itself with a laser range finder, both angular and linear sighting of sighting targets can be performed.
Математическая обработка результатов засечки визирных целей позволяет находить координаты геодезических точек местности и её объектов, сопоставленных с визирными целями.Mathematical processing of the results of sighting of sighting targets allows finding the coordinates of geodetic points of the terrain and its objects, compared with sighting targets.
Геодезические точки с известными координатами могут быть использованы при развитии и восстановлении геодезических сетей, например, в полярных областях планеты или городах с высотной застройкой, где сигналы глобальных навигационных спутниковых сетей часто недоступны.Geodetic points with known coordinates can be used in the development and restoration of geodetic networks, for example, in the polar regions of the planet or cities with high-rise buildings, where the signals of global navigation satellite networks are often unavailable.
Дистанционное определение координат объектов кадастровых участков бывает необходимо и при отсутствии, по каким-либо причинам, доступа к таким объектам, а обработка материалов воздушного или космического дистанционного зондирования Земли не даёт положительного результатов.Remote determination of the coordinates of objects of cadastral plots is sometimes necessary even if, for some reason, there is no access to such objects, and the processing of materials from air or space remote sensing of the Earth does not give positive results.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020143309A RU2766052C1 (en) | 2020-12-25 | 2020-12-25 | Method of topographic survey of area and topographic complex means for implementation thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020143309A RU2766052C1 (en) | 2020-12-25 | 2020-12-25 | Method of topographic survey of area and topographic complex means for implementation thereof |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2766052C1 true RU2766052C1 (en) | 2022-02-07 |
Family
ID=80214858
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020143309A RU2766052C1 (en) | 2020-12-25 | 2020-12-25 | Method of topographic survey of area and topographic complex means for implementation thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2766052C1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU623106A1 (en) * | 1976-08-17 | 1978-09-05 | Olejnik Aleksandr V | Topographical survey apparatus |
RU2251074C1 (en) * | 2003-08-29 | 2005-04-27 | Москомархитектура Государственное унитарное предприятие "Мосгоргеотрест" | Device for topographic surveying of area |
US9541392B2 (en) * | 2012-10-18 | 2017-01-10 | Leica Geosystems Ag | Surveying system and method |
RU2657334C1 (en) * | 2017-03-06 | 2018-06-13 | Открытое акционерное общество "Завод им. В.А. Дегтярева" | Method of harmonization of the line of sight of optical device with a longitudinal axle of land vehicle |
RU2700739C1 (en) * | 2018-11-01 | 2019-09-19 | Владимир Леонидович Кашин | Method of survey of points of state geodetic network and device for its implementation |
-
2020
- 2020-12-25 RU RU2020143309A patent/RU2766052C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU623106A1 (en) * | 1976-08-17 | 1978-09-05 | Olejnik Aleksandr V | Topographical survey apparatus |
RU2251074C1 (en) * | 2003-08-29 | 2005-04-27 | Москомархитектура Государственное унитарное предприятие "Мосгоргеотрест" | Device for topographic surveying of area |
US9541392B2 (en) * | 2012-10-18 | 2017-01-10 | Leica Geosystems Ag | Surveying system and method |
RU2657334C1 (en) * | 2017-03-06 | 2018-06-13 | Открытое акционерное общество "Завод им. В.А. Дегтярева" | Method of harmonization of the line of sight of optical device with a longitudinal axle of land vehicle |
RU2700739C1 (en) * | 2018-11-01 | 2019-09-19 | Владимир Леонидович Кашин | Method of survey of points of state geodetic network and device for its implementation |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN106715800B (en) | Guidance system for earth-moving plant | |
Puente et al. | Review of mobile mapping and surveying technologies | |
US7003386B1 (en) | Device and method for determining the position of a working part | |
US8773465B2 (en) | Methods and apparatus for providing navigational information associated with locations of objects | |
US10458099B2 (en) | Auto recognition of at least one standoff target to determine position information for a mobile machine | |
JP6290735B2 (en) | Survey method | |
US20080109141A1 (en) | Systems and methods for augmenting an inertial navigation system | |
US6421627B1 (en) | Device and method for determining the position of a working part | |
DE112005001760T5 (en) | Position tracking and control system with a combination laser detector and global navigation satellite receiver system | |
EP2224263B1 (en) | Automated landing zone site surveying | |
EP1599771B1 (en) | Passive target data acquisition method and system | |
CN111637888B (en) | Tunneling machine positioning method and system based on inertial navigation and laser radar single-point distance measurement | |
CN112033389A (en) | Deformation settlement monitoring method under gully terrain condition | |
CN107255446B (en) | Dwarfing close-planting fruit tree canopy three-dimensional map construction system and method | |
Roberts et al. | Global positioning system aided autonomous construction plant control and guidance | |
Rossmann et al. | Realization of a highly accurate mobile robot system for multi purpose precision forestry applications | |
RU2766052C1 (en) | Method of topographic survey of area and topographic complex means for implementation thereof | |
CN108779985B (en) | Construction management system | |
EP4065421A1 (en) | Method for determining situational awareness in worksite | |
CN207675158U (en) | One kind being based on anallatic inclination measuring device | |
US10329740B2 (en) | Earth moving machine, range finder arrangement and method for 3D scanning | |
Tamimi | Relative Accuracy found within iPhone data collection | |
US20200340214A1 (en) | Measuring Arrangement for Measuring Three Dimensional Location and Orientation of The Center Axis of First Axle in Relation to The Center Axis of Second Axle | |
JP3118173B2 (en) | Geodetic system | |
US3766312A (en) | Aerial survey |