Máy GPS RTK đo nghiêng Đo không cần cân bọt thủy

Máy GPS RTK đo nghiêng Đo không cần cân bọt thủy

Lời nói đầu

Các trang mạng giới thiệu sản phẩm các máy thu vệ tinh thế hệ mới máy đo RTK GNSS rất nhiều. Trong đó có thông tin về chức năng đo nghiêng. (Tức là đo điểm mà máy ở trạng thái nghiêng, thậm chí tới 70⁰ so với phương thẳng đứng). Vậy cơ sở nào thực hiện được cách đo này và cách vận hành chức năng này khác nhau ra sao? | Máy GPS RTK đo nghiêng Đo không cần cân bọt thủy.

Rồi thì nhiều bạn thắc mắc bởi lời quảng bá chỗ thì công nghệ. Chỗ thì kỹ thuật gán với cụm từ tiếng Anh viết tắt hết “IMU”, rôi lại “MEMS”. Vậy nó là cái gì?

Một bài viết ngắn gọn dưới đây. Với tham vọng vắn tắt nhất giải thích các thắc mắc nói trên cho những người vận hành sử dụng máy đo GPS RKT trong công việc ngành khảo sát.

Còn núi kiến thức công nghệ, lý thuyết, chế tạo… Giành cho đám cổ cồn và các nhà sản xuất. Mà cho đến giờ này chưa có tý mác “Made in VN” nào cả.

Máy GPS RTK giúp phát triển ngành khảo sát.

Ngày xưa, khi máy GPS RTK chưa ra đời. Phương pháp đo được giới hạn bằng cách sử dụng thước thép indium.

Khi thời gian trôi qua, và sự phát triển xã hội. Các thiết bị quang học đã bắt đầu được sử dụng rộng rãi để khảo sát thực địa. Chẳng hạn như máy kinh vĩ, máy thủy chuẩn tự động.

Ngay cả các thiết bị laser và hồng ngoại. Cũng như các thiết bị tích hợp với nhiều công nghệ như máy toàn đạc được áp dụng để khảo sát thực địa liên tiếp.

Công nghệ RTK | Máy GPS RTK đo nghiêng

Tuy nhiên, những tiến bộ và phát triển là nhằm mục đích cải thiện năng suất. Các phương pháp đó bị hạn chế bởi nhiều yếu tố. Chẳng hạn như giới hạn các điều kiện môi trường quan sát, khí hậu. Đảm bảo quan sát giữa các điểm quan trắc và yêu cầu triển khai một số lượng lớn các điểm khống chế và trạm mặt đất tiên tiến.

Với sự tự do hóa của cơ quan dân sự của hệ thống GPS. Công nghệ đo đạc RTK  đã phát triển nhanh chóng. Ngoài ra, các hệ thống GLONASS, BDS và GALILEO đã được đưa vào sử dụng lần lượt. Chúng cũng có thể cung cấp thông tin định vị ổn định và đáng tin cậy để đo lường GNSS (GPS RKT). Do đó phép đo GNSS có thể đạt được các quan sát trong mọi thời tiết và không cần phải nhìn trực tiếp giữa các điểm quan trắc. Giúp cải thiện đáng kể hiệu quả của công việc đo lường. | Máy GPS RTK đo nghiêng.

Máy GPS RTK đo nghiêng Đo không cần cân bọt thủy

Chắc chắn, mọi người vẫn đang làm việc không mệt mỏi trên con đường để nâng cao hiệu quả công việc. Nhiều chức năng tiện lợi đã được thêm vào thiết bị đo lường GNSS (Máy GPS RTK). Chẳng hạn như đo nghiêng theo công nghện IMU. Công nghệ đo nghiêng cũng đã trải qua sự phát triển của thế hệ thứ nhất và thứ hai. Hiện nay, công nghệ đo nghiêng đã phát triển lên một tầm cao mới. Một thế hệ đo nghiêng mới kết hợp định vị GNSS với phép đo phụ trợ IMU (Đơn vị đo lường quán tính). Nói một cách dễ hiểu, trong khi đo RTK kết hợp công nghệ điều hướng quán tính xuất hiện. Có thể nói rằng công nghệ này mang lại sự thuận tiện lớn cho phép đo của máy GPS RTK công nghệ IMU.

Tại sao sự trợ giúp IMU lại phổ biến ?

Thế hệ đầu

Trước hết, chúng ta hãy nhìn vào thế hệ đầu tiên của công nghệ đo nghiêng. Đó là một công nghệ dựa trên không gian ba chiều. Nó chủ yếu cần hiệu chỉnh gia tốc kế và cảm biến từ trong máy thu. Sau đó thu được thông tin độ nghiêng bằng cách thu được thông tin trạng thái đưa ra của cảm biến. Công nghệ này bị ảnh hưởng rất nhiều bởi những thay đổi của từ trường. Trong khi đó, độ chính xác đưa ra góc biến thiên từ tính từ cảm biến là tương đối thấp và các vận hành máy cũng phức tạp hơn.

Thế hệ thứ hai

Thế hệ thứ hai của phép đo nghiêng – đo độ lắc Shake. Là một công nghệ đo nghiêng dựa trên thuật toán cốt lõi. Áp dụng mô hình xử lý kết hợp của dữ liệu RTK và dữ liệu quán tính MEMS. Máy thu có thể tính toán Yaw mà không cần sử dụng cảm biến từ. Giải quyết cơ bản các lỗi đo do nhiễu từ xung quanh và nhiễu động nhân tạo. Do đó, nó không cần hiệu chuẩn từ trường. Tuy nhiên, do đưa ra chậm và độ chính xác không ổn định, nó đã không được sử dụng rộng rãi.

Thế hệ thứ ba

Thế hệ thứ ba của công nghệ đo nghiêng. Hiện là công nghệ đo nghiêng với phụ trợ IMU phổ biến nhất. Nguyên lý cơ bản của công nghệ này là tính toán Yaw thông qua đầu ra tốc độ góc từ con quay hồi chuyển tích hợp. Kết hợp với đầu ra thông tin vị trí và vận tốc từ bo mạch chủ GNSS RTK. Sau đó tích hợp đầu ra Roll và Pitch bằng gia tốc kế để tính toán bù tọa độ .

Do thông tin Yaw không được xuất ra từ cảm biến từ, thay vì tính toán kết hợp. Nên cảm biến từ tính không được sử dụng trong mô-đun IMU. Nói cách khác, phép đo độ nghiêng phụ trợ IMU không bị ảnh hưởng bởi từ trường. Vì vậy mọi người không cần phải lo lắng về sự can thiệp cho độ chính xác của môi trường từ trường (đường dây cao thế, cấu trúc kim loại lớn). So sánh với thế hệ đo nghiêng đầu tiên, cảm biến từ không hiệu chuẩn có thể được thực hiện trên máy đo RTK dựa trên IMU.

IMU công nghệ bù nghiêng

Bên cạnh đó, khởi động mô-đun IMU rất đơn giản. Chỉ cần lắc thiết bị qua lại trên sào sợi carbon một vài lần trong khi có tiếng nói từ máy phát ra báo cho biết “đo nghiêng đã sẵn sàng”. Ngay lúc này, việc khởi tạo mô-đun IMU đã hoàn thành, toàn bộ quá trình chỉ mất khoảng 5-8 giây. Nếu khảo sát nghiêng không có sẵn trong quá trình đo (giữ yên trong một thời gian dài hoặc mất kết quả Fix cố định tại một thời điểm). Phương pháp kích hoạt lại mô-đun IMU là lắc lại thiết bị hoặc giữ thiết bị di chuyển cách xa vài mét. Mô-đun IMU được kích hoạt lại, hoạt động cực kỳ đơn giản và nhanh chóng.

Sau khi hoàn thành khởi tạo mô-đun IMU. Chức năng đo nghiêng sẵn sàng đo điểm mà không cần cố giữ máy đứng thẳng. Thu thập tọa độ điểm trong khi mũi sào chạm vào, đo rồi chuyển sang điểm tiếp theo. Vì độ ổn định của IMU đảm bảo độ tin cậy của tọa độ chính xác.

Ưu điểm của IMU

Do lợi thế của IMU đo điểm nhanh chỉ cần chạm mũi sào vào điểm. Nó mang lại sự thuận tiện trong một số môi trường đo lường khó khăn. Chẳng hạn như điểm mà người khảo sát khó tiếp cận hoặc không thể đứng trực tiếp, điểm bị che hoặc nằm ở nơi nguy hiểm. Cũng như một số điểm nơi mà sào carbon không thể đứng dọi thẳng nếu sử dụng các máy thu thông thường.

                                                                               Được trích dẫn từ Kỹ Sư Trắc Địa

                                                                                                  Nguyễn Nam