Tehnologie de măsuare hibridă – asocierea receptoarelor GNSS cu stații totale motorizate

Topografia actuală se confruntă cu provocări legate de cerințele tot mai mari privind viteza, precizia și eficiența măsurătorilor într-un mediu din ce în ce mai complex. Soluția la aceste cerințe este tehnologia în rapidă dezvoltare a măsurătorilor hibride, care combină avantajele a două tehnici de măsurare de bază utilizate în decursul ultimilor ani: sistemele globale de navigație prin satelit (GNSS) și stațiile totale robotizate. Această tehnologie, denumită adesea Hybrid Positioning™ în clasificarea Topcon, schimbă ireversibil procesul de lucru actual al topografilor, oferind flexibilitate și eficiență ridicată cu implicarea unui singur operator.

Principiul de bază al sistemului hibrid este amplasarea unui receptor GNSS și a unei prisme de măsurare pe un singur jalon, toate gestionate de pe controler prin intermediul unui software de teren. Principalele componente ale kitului hibrid sunt, desigur:

• Stație totală robotizată: un instrument capabil să vizeze și să urmărească automat o prismă și să efectueze măsurători unghiulare și liniare precise, fără a fi necesară vizarea manuală de către operator. Un exemplu în acest sens este seria de stații totale Topcon GT.
• Receptor GNSS: Cel mai adesea un receptor RTN (Real-Time Network), care oferă poziționare tridimensională cu precizie centimentrică în timp real pe teren deschis. Topcon oferă, printre altele, receptoare din seria HiPer din care face parte și cel mai recent model – receptorul XR.
• Controler de teren cu software de măsurare: „creierul” de procesare. Un controler de ultimă generație (de exemplu, Topcon FC-6400) cu software avansat pentru măsurători pe teren, precum Topcon Field, care gestionează simultan ambele instrumente. Acest software vă permite să comutați fără dificultate între modul de măsurare GNSS și modul de măsurare cu stație totală, doar cu o singură apăsare pe ecran.
• Jalon de măsurare hibrid: un jalon care permite montarea atât a prismei, cât și a antenei GNSS, menținând în același timp o distanță constantă și un offset stabil între centrul prismei și axul central al antenei.

Operarea în modul hibrid începe adesea cu instalarea unei stații totale robotizate într-o locație convenabilă. În locul orientării tradiționale și consumatoare de timp a stației prin măsurarea punctelor de control cunoscute, topograful utilizează un receptor GNSS montat pe un jalon. Apropiindu-se de mai multe puncte (minimum două, recomandat trei sau mai multe) selectate aleatoriu, bine poziționate în raza de vizibilitate a stației totale, acestea sunt măsurate folosind GNSS. Software-ul MAGNET Field calculează automat coordonatele stației totale și orientarea acesteia într-un sistem de coordonate predefinit. Acest proces este mult mai rapid decât metodele convenționale.

Odată ce topograful a determinat poziția, poate începe să măsoare detaliile terenului. Deplasându-se în zona de ridicare a măsurătorilor, într-un spațiu deschis cu expunere aeriană completă, acesta utilizează măsurători GNSS RTK/RTN rapide și eficiente. Tot ce trebuie să facă este să amplaseze jalonul în punctul care trebuie măsurat și să înregistreze coordonatele. Cu toate acestea, atunci când există obstacole pe teren și semnalul GNSS este perturbat sau indisponibil (de exemplu, sub copaci, în apropierea clădirilor înalte, în interiorul structurilor sau când este necesară o precizie mai mare, în special pentru coordonata Z), topograful poate trece la măsurarea tahimetrică cu un singur click în software. Software-ul trimite o comandă către stația totală, care localizează și urmărește automat prisma de pe jalon (Hybrid Lock – utilizând ultima poziție GNSS cunoscută pentru a găsi rapid prisma). Punctul este măsurat utilizând o măsurătoare unghiulară și liniară precisă de la stația totală.

Toate măsurătorile, indiferent de metoda utilizată, sunt salvate într-un singur fișier de proiect, în același sistem de coordonate, ceea ce elimină necesitatea integrării ulterioare a datelor din surse diferite și minimizează riscul de apariție a erorilor.

• Productivitate crescută – acesta este avantajul cel mai evident. Eliminarea timpilor morți asociați cu schimbarea tehnicii de măsurare, orientarea mai rapidă a stației tahimetrice și posibilitatea operării de către o singură persoană reduc semnificativ timpul necesar pentru finalizarea sarcinilor.
• Flexibilitate și versatilitate – sistemul hibrid permite o operare eficientă în aproape orice condiții de teren – de la câmpuri deschise la zone urbane dens populate sau terenuri forestiere. Topografii dispun întotdeauna de cel mai bun instrument pentru a face față sarcinilor pe care le au de îndeplinit.
• Precizie excelentă în orice situație – posibilitatea de a folosi GNSS pentru măsurarea rapidă a punctelor care necesită o precizie mai mică și o stație totală pentru măsurători precise oferă un raport ideal între viteză și precizie.
• Reducerea necesității de a instala mai multe stații – datorită capacității de a „sări” peste obstacole folosind GNSS, este adesea evitată instalarea de stații totale suplimentare sau construirea de lanțuri poligonale complexe doar pentru a ajunge la câteva puncte neacoperite.
• Capacitatea de a lucra pe teren ca o echipă, însă formată dintr-un singur operator – în multe cazuri, sarcinile care necesitau în mod obișnuit o echipă formată din două persoane (una aflată la instrument și una la prismă) pot fi îndeplinite într-un mod și mai eficient de un singur operator, cu ajutorul unui sistem hibrid.

Tehnologia hibridă de topografie reprezintă un pas important înainte în domeniul achiziției de date topografice. Combinând avantajele sistemelor GNSS și ale stațiilor totale robotizate, aceasta oferă topografilor un instrument cu o flexibilitate și o eficiență fără precedent. Deși implică costuri inițiale mai mari și necesită competențe adecvate din partea operatorilor, avantajele reprezentate de reducerea timpului petrecut pe teren, precizia sporită în condiții dificile și fluxul simplificat de date fac ca sistemele hibride, precum cele oferite de Topcon, să devină din ce în ce mai mult standardul în companiile moderne de topografie, în special atunci când se implementează proiecte complexe și exigente de inginerie, topografie sau cadastru. Investiția în tehnologia hibridă este o investiție în viitorul topografiei eficiente.