OSCAR GNSS ALICISI

Ultimate sürümünde yüksek hassasiyetli atalet ölçüm birimi (IMU) ile güçlendirilen Tersus Oscar GNSS alıcısı, yeni nesil bir eğim sensörlü GNSS alıcısıdır. Bu tür kalibrasyon gerektirmeyen eğim sensörü manyetik bozulmalardan etkilenmez. Oscar, oparetöre eşsiz bir esneklik ve verimlilik sağlar; ölçüm yaparken jalonu düzeçlemeye artık gerek yok. Dahili yüksek performanslı çoklu konumlama uydu sistemli ve çok frekanslı GNSS kartı ile Oscar GNSS Alıcısı yüksek doğruluk ve kesintisiz uyudu sinyal takibi sağlar. Yüksek performanslı anteni ile, ilk düzeltme süresini (TTFF) hızlandırır ve anti-parazit performansını artırır. Oscar’a takılan bir Nano-SIM kart ile internete erişebilir, 4G / WiFi ağı üzerinden düzeltme verilerini iletebilir ve alabilir. Dahili UHF radyo modülü uzun mesafe iletişimini destekler. Dahili büyük kapasiteli çıkarılabilir 2 pille, 4G / 3G / 2G iletişimle Ağ RTK ve Radio RTK modlarında 16 saate kadar sahada kesintisiz çalışmanızı olanak tanır. Ultimate ve Advanced sürümlerinde 1,54 inç etkileşimli ekran ile kolay yapılandırma olanağı sağlar. Dayanıklı gövdesi ve üstün tasarımı ile en zor arazi koşullarında çalışır. Kullanıcılar ayrıca Tersus Caster Server’dan kolayca düzelteme verisi alabilir (TCS), böylece bir GNSS referans istasyonu, radyo yerine mobil ağlar üzerinden düzeltme akışını yayınlayacak şekilde hızlı bir şekilde ayarlanabilir. FieldGenius ve kendi yazılımı olan Nuwa App GNSS kontrol yazılımları ile desteklenen Oscar, çeşitli günlük işlere göre farklı çalışma modlarında yapılandırılabilir. Ayrıca, Tersus küresel iş ortağı ağından alınan hızlı teknik desteklerle desteklenen Oscar GNSS alıcısı, bir GNSS kullanıcısının yetenekli ve güvenilir iş arkadaşıdır.

Genel

Gelişen teknoloji ile birlikte, GNSS ve IMU’da (atalet ölçüm birimi) tekniklerinin hızlı gelişimi, yüksek hassasiyetli RTK ile konumlandırmada uygulanabilirliğini, üretkenliğini ve kullanıcı deneyimini geliştirmek için harika bir fırsat sunuyor. Jalon eğimini otomatik olarak ayarlayan eğim sensörü teknolojisi ile daha fazla verimlilik ve esneklikle daha kısıtlayıcı durumlarda istenilen hassasiyet de konum bilgisi alınabilir. Bununla birlikte, geleneksel eğim dengeleme çözümleri çoğunlukla manyetik parazitlere duyarlıdır ve zaman alan yerinde kalibrasyonlar gerektirir. Ayrıca, eğim sensör limiti genellikle 15 derece ile sınırlıdır.
Tersus Oscar GNSS alıcısı manyetik bozulmalardan etkilenmeyen ve yerinde kalibrasyon gerektirmeyen yeni ve kullanımı kolay bir eğim dengeleme çözümü sunar. Bir manyetometreye güvenmek yerine, ataletsel bir navigasyon sistemi (INS), jalon eğimi, eğim yönü ve sensör başlığı dahil olmak üzere yüksek hassasiyetli konum bilgileri elde etmek için GNSS konumu ve hız tahminleriyle birlikte hassas IMU ölçümlerinden yararlanır. Yüksek performanslı GNSS sinyal teknolojisi ve IMU tabanlı eğim dengeleme sistemi 30 dereceden fazla büyük eğim açılarında hassas konum bilgisi elde etmemizi sağlar. Manyetometre tabanlı çözüm ve jalon düzeçlemeden kaynaklı insan hatalarından etkilenen geleneksel RTK ölçümlerine kıyasla, önerilen IMU tabanlı eğim dengeleme çözümünün performansı, verimlilik, doğruluk ve güvenilirlik açısından daha etkilidir. Büyük eğim açılarına yönelik yapılan çalışmanın sonucunda, jalon güçlü bir şekilde eğildiğinde (örn: 60 derece) bile 2 cm’lik bir 3D konumlandırma doğruluğunun hala elde edilebildiği görülmektedir.

Giriş

GNSS alıcısı tarafından ölçülen konum doğrudan ölçülmek istenen noktada değil, anten faz merkezindedir. GNSS sinyallerinin alımını optimize etmek için anten genellikle bir jalona takılır. Jalonun düzeçlenmesi gereken geleneksel RTK ölçümlerinde, anten faz merkezi ofseti ve jalonun uzunluğu dikkate alınarak faz merkezi konumu jalonun ucuna indirgenir. Bu yöntemin, yüksek hassasiyetli RTK konumlandırmasının üretkenliğini, doğruluğunu ve uygulanabilirliğini sınırlayan bazı dezavantajları vardır. İlk olarak, jalonun düzeçlendirilmesi, özellikle tekrarlanması gereken aplikasyon uygulamalarında oldukça fazla zaman alır. İkincisi konum doğruluğu, jalonun düzeçlenmesi sırasında insan kaynaklı hatalardan etkilenebileceği gibi fabrikasyon kaynaklı yanlış ayarlanmış düzeç den de etkilenebilir. Üçüncüsü, örneğin bina köşeleri ölçülürken jalonu istenilen noktaya dikey olarak tutmak her zaman mümkün değildir. Bu nedenle, jalonun düzeçlenmesine gerek kalmadan istenilen noktanın ölçülmesi istenir.

Eğim dengelemeli geleneksel RTK ürünleri, manyetometre ölçümlerine dayanan ve manyetik kuzeye göre kutup yönelimi sağlayan elektronik bir pusula kullanır. Böyle bir manyetometre tabanlı yaklaşımın aşağıdaki dezavantajları vardır;

Manyetometrede ölçülen manyetik alan, eğim dengeleme aralığını sınırlayabilen eğim açısına göre önemli ölçüde değişir.

Yüksek hassasiyetli ve pahalı bir manyetik model gereklidir. Aksi takdirde, gerçek coğrafi kuzey ile manyetik kuzey arasındaki açı olan yerel manyetik sapmadaki hata üç dereceye kadar çıkabilir.

Zaman alan ve verimliliği azaltan yerinde kalibrasyonlar gereklidir.

Manyetometre ölçümleri, her ikisi de genellikle çalışma ortamlarında bulunan demir içeren metallerin (örn. Arabalar, yapısal çelikli binalar) ve elektrik akımlarının (örn. Elektrik hatları, elektrik tesisatları) neden olduğu manyetik bozulmalardan etkilenir.

Tersus Oscar’ın eğim dengeleme çözümü, özellikle ölçüm işlemleri için uygun olan endüstriyel sınıf mikro-elektro-mekanik sensörlerden (MEMS) hassas IMU ölçümlerinden faydalanır. GNSS pozisyonu ve hız tahminleriyle birlikte, INS, jalonun konumunu gerçek zamanlı olarak belirlemek için MEMS IMU’dan yüksek doğrulukta hızlanmaları ve dönüş hızlarını alır. Bu IMU ölçümleri manyetik alanlardan etkilenmediğinden, önerilen eğim dengeleme yaklaşımı herhangi bir yerinde kalibrasyon gerektirmez ve manyetik bozulmalar etkilenmez. Ayrıca, yüksek hassasiyetli RTK çözümleri üretebilmek için yeterli sayıda GNSS uydusunun izlenmesi şartıyla, eğim dengeleme aralığı için bir sınır yoktur.

Tersus Oscar’ın Üstün GNSS Sinyal İzleme Sistemi

Eğim dengelemeli yüksek hassasiyetli RTK konumlandırmasında, tüm frekans bantlarındaki GNSS sinyallerinin sağlam ve yüksek hassasiyetli izlenmesi, özellikle büyük eğim açılarında büyük önem taşır. Ayrıca, bina köşelerinde veya çitlerin ve duvarların yakınında eğim sensörü ile RTK ölçümleri yaparken, multipath veya yakındaki parazitlerden dolayı gürültü sinyallerinin alınması artar. Bu zorluklarla başa çıkmak için, eğim dengelemeli RTK çözümleri için 576 kanal mimarisine sahip olan ve GPS, GLONASS, Galileo, BeiDou, QZSS ve SBAS dahil olmak üzere maksimum sayıda gözlem sağlayan gelişmiş sinyal izleme teknolojilerine sahiptir.

GNSS / INS Teknik Özellikleri

İki navigasyon kaynağının tamamlayıcı özelliklerinden yararlanarak, havacılık ve uzay endüstrisinde uzun süredir var olan entegre GNSS / INS navigasyon sistemleri artık jeodezik ölçme uygulamalarında kullanılmaktadır. MEMS IMU, üç eksenli bir ivmeölçer ve üç eksenli jiroskoba sahiptir. Her IMU, tüm çalışma sıcaklığı aralığında ayrı ayrı fabrikada kalibre edilir. GNSS’den yüksek oranlı konum ve hız tahminleri ile birlikte IMU’dan hassas düzgün hızlanma ve açısal hız ölçümleri INS’e sağlanır. INS algoritması, jalonun konum ve ilişkili kalite ölçüsünü belirlemek için IMU ölçümlerini matematiksel olarak döndürür ve entegre eder. Ek olarak, GNSS ve IMU’nun sensör füzyonu, konum çözümündeki zamana bağlı kaymayı en aza indirmek için ivmeölçer ve jiroskop sapmalarının gerçek zamanlı olarak tahmin edilmesini sağlar. Sonuç olarak GNSS konumu, INS konumu ve jalon uzunluğuna bağlı olarak Tersus tarafından geliştirilen üstün GNSS kontrol yazılımı, eğimli jalonun konumunu hassas olarak hesaplar.

PERFORMANS TESTLERİ

RTK Performans Testi

GNSS alıcımız ile Ağ RTK veya RTK yaparken hedef noktamızda belirli süre (10 sn.) koordinat bilgisi topladıktan sonra sonuç koordinat bilgilerini kaydederiz. Bu işlemde GNSS cihazımız o süre boyunca aldığı koordinat bilgilerinin ortalamasını alarak bize sonucu üretir. Bu kapsamda bizden kaynaklı yada çevresel hatalar konum hassasiyetini etkileyebilir, örneğin jalon düzecinin ölçüm esnasında bozulma ihtimali gibi. Ayrıca GNSS hata kaynaklarından multipath, uydu geometrisi gibi etkenlerde ölçümümüzü etkileyecektir. Bu hata kaynaklarını bu süreler zarfında gidermek mümkün değildir. Bu bilgiler ışığında bilinen bir noktada açık gökyüzünde, Oscar GNSS cihazımızla anlık 1 sn, 5 sn,15 sn ve 30 sn statik RTK ölçümleri gerçekleştirdik. Uydu kesme açımız 10 derece, ortalama uydu sayısı 20 ve ortalama PDOP değerimizi 1.1. Elde edilen sonuçlarda statik RTK konum hassasiyetlerinin anlık konum hassasiyetinden (1 sn) çok farklı olmadığı gözlemledik. İlgili çalışma ile alakalı sonuç grafiği (Şekil-1);

Şekil-1 RTK Ölçü Süresi Performans Testi

Eğim Sensör Açı Performans Testi

Oscar Ultimate GNSS alıcısını kalibrasyonsuz ve manyetik bozulmalardan etkilenmeyen eğim sensörü ile 1–30 derece eğim aralığında ölçümler alındı. Açık gökyüzünde PDOP ortalama 0.9, HRMS 0.007, VRMS 0.00, epok 5 sn, Uydu kesme açısı 10 derece ve kullanılan uydu sayısı 33. Uygulamada her 2 derece eğim açısında bir ölçümler yapılmıştır. Sonuç olarak 3D ve 2D koordinat farklarının 1–2 cm arlığında olduğu gözlemlenmiştir (Şekil-2).

Şekil-2 Eğim Sensör Açı Performans Testi

RTK Ölçüm Performansı

GNSS alıcısı ile eğim sensörlü ve eğim sensörsüz (düzeçli) olarak açık gökyüzü şartlarında sabit nokta sayısında RTK yöntemi ile alım işlemi yapıldı. Bu kapsamda aynı alanda eğim sensörü aktif ve düzeçli olarak toplam 25 nokta ölçülmüştür. Cihazın iki durumdaki performansı karşılaştırıldığında eğim sensörünün uygulamalarda kullanıcılarına zaman ve verimlilik açısından yaklaşık %30 zaman tasarrufu sağladığı gözlemlenmiştir (Şekil-3).

Şekil-3 RTK Ölçüm Performansı

Yüksek Eğim Açısı Testi

Oscar Ultimate IMU tabanlı eğim sensörü kullanılarak, yüksek hassasiyetli RTK çözümleri sağlamak için yeterli sayıda GNSS uydusu izlendiği sürece maksimum eğim açısının sınırı yoktur. Bu çalışmamızda GNSS alıcısını 0–60 dereceye kadar eğerek ölçümler gerçekleştirdik. Elde ettiğimiz sonuçlar oldukça başarılı (Şekil-4). Yeni nesil eğim sensörünün güçlü teknolojisi ile GNSS sinyallerini yeterli seviyede izlediğiniz taktirde, yüksek eğim açılarında dahi ölçümler gerçekleştirebilirsiniz (Şekil-5).

Şekil-4 TERSUS Oscar Eğim Sensörünün Yüksek Açı Performansı

Şekil-5 70 derece eğimdeki OSCAR

SONUÇ

Bu çalışmamızda Oscar Ultimate modeli ile IMU tabanlı eğim sensörünün yüksek hassasiyetli RTK konumlandırmanın uygulanabilirliğini, üretkenliğini ve performans testlerini sunduk. Geleneksel manyetometre tabanlı çözümlerle karşılaştırıldığında, önerilen yaklaşım, yerinde kalibrasyonlardan arındırılmış, manyetik bozulmalardan etkilenmeyen ve büyük eğim açılarında uygulanabilir olmanın başlıca avantajlarına sahiptir. Temsili test sonuçları ve kıyaslama çalışmaları, Oscar Ultimate eğim sensörünün kullanılmasının verimliliği ve zorlu ortamlarda konumlandırma performansını önemli ölçüde artırdığını göstermiştir. Bu avantajlar, uydu sinyali izleme ve GNSS / INS entegrasyonunda yenilikçi teknolojiler uygulanarak elde edilir. Çalışmalarından elde edilen sonuçlar aşağıda özetlenmiştir;

• Oscar Ultimate alıcısının sahip olduğu son teknoloji GNSS boardı sayesinde izleyebildiği tüm konumlandırma uydu sinyalleri ile hızlı ve hassas konumlandırma yeteneği.
• Eğim sensörü kullanarak, anlık RTK ölçüm ile, uygun bir zaman tasarrufu etkisi ve statik RTK ölçüm ile benzer bir doğruluk seviyesi sağlar.
• Jalonu düzeçleme gereksinimi olan geleneksel RTK ile karşılaştırıldığında, eğim sensörünün kullanılması verimliliği önemli ölçüde artırır. Kullanılabilirlik ve doğruluk ile gökyüzü kısıtlı alanlarda konumlandırma performansını önemli ölçüde geliştirir.
• Önerilen IMU tabanlı eğim sensörü, 30 dereceden fazla büyük eğim açılarında uygulanabilir, burada 2 cm’lik bir 3D konumlandırma doğruluğu hala elde edilebilir.

Sonuç olarak Oscar Ultimate GNSS alıcısı ile sadece bir GNSS alıcısı değil, size zaman tasarrufu sağlayan, hassas konum bilgisi üreten ve zor koşullar altında çalışabilen iyi bir personel kazanacaksınız.