Uso del Sensor de Inclinación en SurvCe / SurvPc con CARLSON BRx7

 

 

Introducción

 

El receptor CARLSON BRx7 está equipado con sensores de inclinación inerciales para permitirle ver el nivel digital o incluso medir posiciones cuando el jalón está inclinado. El software utilizará los datos de los sensores para ajustar el error de posición debido a la inclinación y calcular la posición correcta del suelo en la punta del Jalón.

La nueva tecnología de sensor se inicializa automáticamente en los primeros segundos de trabajo para estar en funcionamiento casi tan pronto como empiece. Este documento le dará una descripción general del sistema y lo guiará a través de las calibraciones necesarias para el primer uso.

 

Estado del sensor

Los sensores inerciales del receptor no son sensibles al ruido magnético y no requieren una calibración diaria para su uso. Los sensores funcionarán siempre que el receptor tenga una posición fija RTK y no sea estático. Una vez que se haya logrado una corrección RTK, los sensores inerciales se inicializarán automáticamente durante los primeros segundos de movimiento. El estado de los sensores inerciales es visible en todo momento en la barra superior de SurvCE / SurvPC, aunque el comportamiento del icono de estado dependerá de si está utilizando un nivel digital o almacenando mediciones con el jalón inclinado.

En la imagen de arriba, el icono de estado está englobado en un círculo rojo. El icono puede tener los siguientes estados:

 

Estado del icono	Significado
	Estado: Bueno El icono verde significa que los sensores están dentro de la tolerancia e inicializados, y las mediciones se corregirán para la inclinación si la opción está habilitada.
	Estado: Inclinación demasiado grande Este estado indica que la inclinación del jalón está fuera de la tolerancia configurada. Ya sea de inclinación o de nivel, dependiendo que esté utilizando el nivel digital o almacenando Mediciones con el jalón inclinado.
	Estado: Sin inicializar Este icono aparecerá todos los días cuando encienda su receptor y antes de obtener una solución RTK. Una vez logre la solución Fija, simplemente muévase como de costumbre para inicializar automáticamente el sensor de inclinación. La inicialización por lo general se obtiene en 5-60 segundos.
	Estado: Movimiento Se detectó un movimiento excesivo. Las correcciones de inclinación no se aplicarán. Este error puede ocurrir brevemente si mueve el receptor rápidamente o con viento fuerte.
	Estado: Advertencia Este icono aparecerá cuando las condiciones no sean ideales para usar los sensores inerciales.En este estado, no se aplicarán las correcciones de inclinación y el software le advertirá si intenta medir. Esto ocurre comúnmente porque la precisión del GPS es baja.

 

 

Mediciones con el Jalón Vertical. Usando el Nivel Digital

Para usar cualquier función de IMU en SurvCE, primero es necesario activar los sensores en el receptor. Para hacerlo, vaya a Equipo-> GPS Rover y marque la casilla «Usar IMU» en la pestaña Receptor.

Se recomienda una frecuencia de posición de 5 Hz para obtener el mejor uso de la burbuja electrónica y otras funciones del sensor.

Las funciones de IMU individuales de SurvCE se controlan en Equipo-> Configurar, en la pestaña IMU:

Marque la casilla Ver nivel GNSS para ver el nivel del receptor GNSS en la pantalla de levantamiento. Siempre que el «Jalón este Inclinado». Si la opción se desactiva, el sistema NO compensará las desviaciones de inclinación. Este es el modo INS en el que el usuario puede fijar una tolerancia de nivelación. (explicado en la página siguiente) y aproveche la visualización de la burbuja electrónica integrada del jalón antes de almacenar una nueva lectura. Un círculo verde indica que se puede almacenar una lectura, y rojo indica que la inclinación del jalón excede la tolerancia que hemos configurado para el nivel, la lectura se bloqueará.

En la imagen de la izquierda, el jalón está nivelado dentro de la tolerancia y la medición se puede almacenar. En la imagen de la derecha, el icono rojo y la barra superior indican que se ha superado la tolerancia y se emitirá una advertencia si intenta almacenar un punto.

Los usuarios que deseen mantenerse dentro de la tolerancia, pero no les guste la visualización del nivel digital pueden simplemente desactivar Ver nivel GNSS en la pantalla de configuración. Siempre que la opción IMU esté habilitada en la configuración del receptor, SurvCE seguirá bloqueando las lecturas que excedan la tolerancia de nivel. Para esos usuarios, el «icono jalón GPS» verde o rojo en la parte superior derecha junto a la X roja sirve como indicador de si una lectura se puede almacenar en un momento dado.

Las tolerancias se pueden configurar desde el menú principal en Equipo-> Tolerancia.

La tolerancia del nivel define la cantidad de error que se aceptará al almacenar los puntos. La tolerancia se define como la cantidad de error de distancia permitido en el suelo y, por lo tanto, esta en función tanto de la inclinación del jalón como de la altura del mismo.

 

Grabación de puntos Inclinados

Los sensores de inercia en el GPS Topográfico CARLSON BRx7 dan al software la capacidad de ajustar automáticamente el error de posición debido a la inclinación del jalón. Para utilizar esta función, vuelva a Equipo-> Configurar pantalla y marcar la casilla de “Corregir jalón inclinado”.

La tolerancia de inclinación se configura en el mismo menú de tolerancia de la página anterior, define la máxima inclinación permitida. La precisión de la mayoría de los receptores RTK se activa comienza cuando se inclina más de 30-40 grados, aunque el SurvCE permite correcciones inclinadas de hasta 60 grados para casos extremos.

Cuando comienza a grabar puntos, el icono en la barra superior y el nivel digital le ofrecen información sobre si un punto se puede almacenar. Consulte los siguientes ejemplos:

Ejemplo 1: La burbuja del nivel digital en color azul indica que el receptor no está dentro de la tolerancia de nivel, pero el ícono verde en la parte superior derecha indica que se puede almacenar una lectura, el software tomará en cuenta la inclinación del receptor
Ejemplo 2: La burbuja del nivel digital en rojo y la barra superior roja indican que la inclinación del receptor excede la tolerancia de inclinación configurada (ejemplo, más de 30 grados). Si se presiona el botón almacenar, el software emitirá una advertencia; aún es posible almacenar la medición las, correcciones se siguen aplicando
Ejemplo 3: El icono azul de advertencia indica que los sensores están en estado de advertencia. Sucede debido a la baja precisión del GPS, por una estática durante un tiempo excesivo o al temblor excesivo del jalón de medición. Si se presiona el botón almacenar, se emitirá una advertencia. Aún se puede almacenar un punto, pero no se aplicarán correcciones

Ejemplo 4: El icono rosa indica que los sensores no están inicializados. Normalmente, este icono solo aparece brevemente cuando se comienza a medir. En este escenario, el receptor aún no ha logrado una solución. Los sensores se inicializarán automáticamente tan pronto como se logre una corrección y comience a moverse.

 

 

 

Tenga en cuenta que cuando el icono es verde o rojo, la posición en la barra inferior representa la inclinación del Jalón. Esto puede ser muy útil en el replanteo, ya que las direcciones al punto de destino se pueden lograr sin nivelar cuidadosamente el jalón.

 

Utilidades del Sensor

El menú de Utilidades del sensor está disponible en Utilidades de GPS o directamente desde la pestaña IMU. Contiene dos calibraciones necesarias y varias herramientas para ayudarlo a examinar y familiarizarse con el uso de los sensores inerciales.

 

Calibración de la Inclinación (Establecer Hz)

Además de los sensores de inercia, el receptor ofrece un sensor de inclinación tradicional como respaldo. Este sensor de inclinación de apoyo se utiliza cuando no es posible inicializar los sensores inerciales, cuando el receptor está estático durante un período prolongado de tiempo o cuando se ejecuta en modo autónomo o DGPS. La opción Calibración de Inclinación (Establecer Hz) se utiliza para calibrar los sensores de respaldo. Se recomienda realizar esta calibración en interiores sobre una Base Nivelante. Simplemente nivele el receptor y presione el botón «Establecer cero» para centrar la burbuja

Normalmente no es necesario repetir esta calibración, excepto en el caso de un cambio drástico de temperatura (> 40 grados).

 

Calibración IMU con el Jalón

La calibración IMU con el Jalón debe realizarse la primera vez que use el sistema. La calibración con el jalón prepara los sensores para compensar las imperfecciones mecánicas y la geometría única del uso del jalón. Esta calibración solo debe realizarse una vez y no es necesario repetirla a menos que cambie el jalón de levantamiento a otro nuevo o diferente (la subida y bajada de la altura del jalon está asegurada). La dependencia de la calibración no es geográfica. Para realizar esta calibración, presione el botón Calibración Jalón dentro de Utilidades del Sensor. Antes de comenzar la calibración, debe tener RTK fijo, y los sensores inicializados. En la siguiente imagen, el estado de GNSS es «FIJO» y el estado del sensor es Bueno, lo que significa que se puede realizar la calibración.

Mantenga la punta del jalon topográfico en el suelo y presione «Iniciar calibración». Sin mover la punta del jalón, incline el jalon de medición de izquierda a derecha durante 15 segundos, inclinándolo aproximadamente 20 grados en cada sentido. Después de unos 15 segundos, sin girar el bastón en la mano, comience moviendo el jalón de adelante hacia atrás, nuevamente aproximadamente 20 grados en cada dirección, durante 15 segundos. Una vez completado, presione el botón «Finalizar calibración».

Consejos y Trucos para la Calibración con el Jalón

• Antes de comenzar la calibración con el Jalón, asegúrese de que receptor este montado firmemente en el jalón (que no este flojo en la conexión ni en las partes mecánicas).
• Es importante seleccionar una ubicación segura en el suelo para evitar que el Jalón se deslice durante la calibración. Un marcador topográfico convencional o un clavo (con una hendidura para la punta del Jalón) es ideal.
• La precisión en la calibración del Jalón, depende de la calidad de la solución GNSS. Para mejores resultados:
  • Inicialícelo en un área abierta, sin edificios, cercas, líneas eléctricas o arboles que puedan causar error multipath.
  • Sitúese en un punto donde tenga una línea base corta a la estación VRS (como máximo unos 5 Km). Una conexión corta y directa a la Base proporciona una mejor precisión que una solución de red.

• Vuelva a calibrar siempre que cambie a un jalon nuevo, incluso si el jalón es del mismo modelo. Cada jalón debe considerarse único en términos de calibración.

 

Prueba de un Punto

La prueba de un punto es la forma excelente de probar y sentirse seguro con la funcionalidad del sensor en su receptor. La prueba le permite medir un punto central nivelado (sin corregir) y luego inclinar el receptor en varias direcciones para examinar la calidad de la corrección del jalón inclinado.

La prueba de un punto solo debe usarse cuando el GPS está fijo y los sensores están en buen estado (inicializados). Coloque la punta del jalón en el suelo, nivele el jalón y presione Iniciar. Se medirán y promediarán tres posiciones de nivel.

Sin mover la punta del jalón, incline la cabeza del receptor para observar la calidad de las correcciones. En la imagen de arriba, el receptor está inclinado en un ángulo de aproximadamente 11 grados y la posición calculada es de 1,3 cm horizontalmente desde el punto central medido. El error de elevación es de 5 mm. Las desviaciones se actualizarán a medida que utilice el receptor y el punto central se puede volver a medir en cualquier momento.

El uso de la prueba de un punto puede ayudar a entender las limitaciones en campo de su receptor. Si los resultados son muy malos en esta pantalla podrían indicar que es necesario repetir la calibración del jalón.

 

Verificar la Burbuja Electrónica

La rutina Verificar la Burbuja Electrónica se puede utilizar para realizar un control de calidad adicional en la calibración de la Burbuja Electrónica. La prueba se puede realizar en interiores o al aire libre, pero requiere que el receptor se instale en una Base Nivelante que debe estar asentada sobre un trípode o mesa estable. La base nivelante debe estar lo más nivelada posible, aunque no se requiere una nivelación perfecta. El proceso de dos pasos mostrará mediciones de la Burbuja, en seguida se requiere que gire el receptor 180 grados para repetir el muestreo. Al promediar los resultados para los ejes X e Y, la rutina puede dar un informe final sobre las desviaciones del nivel, así como la desviación lineal asumiendo un jalón de 2 metros.

 

Registro de archivos RW5

Cuando el IMU está habilitado, los registros de inclinación aparecerán en el archivo RW5

Los registros se definen de la siguiente manera y se pueden reprocesar con Carlson Desktop Products o en SurvCE.

Registro Raw Dat

 

Desviaciones Calculadas en unidades lineales (en modo de nivel digital, no se aplican correcciones):

 

Desviaciones calculadas en unidades lineales (correcciones aplicadas):