IMU-Neigungskompensation

Dieses Thema bezieht sich auf die Trimble Empfänger mit integriertem IMU-Sensor, z. B. R780 und R12i.

Bei Verwendung eines Trimble Empfängers mit IMU-Neigungskompensation können Punkte gemessen oder abgesteckt werden, während der Vermessungsstab geneigt oder gekippt wird. Auf diese Weise können genaue Messungen ohne Horizontierung der Antenne vorgenommen werden, was ein schnelleres und effizienteres Arbeiten vor Ort ermöglicht.

Die inertiale Messeinheit (IMU) im Empfänger nutzt Daten von Beschleunigungssensoren und Drehungssensoren (Gyroskope) sowie GNSS, um kontinuierlich Position, Drehung und Neigungsgrad zu bestimmen und die jeweilige Neigung zu korrigieren. Mit der IMU-Neigungskompensation kann der Stab mit einem beliebigen Winkel geneigt werden, und die Software kann den Neigungswinkel und die Neigungsstrecke berechnen, um die Position der Stabspitze am Boden zu bestimmen.

Wenn die Funktion aktiviert ist, ist die IMU-Neigungskompensation dauernd aktiv und kann außer für beobachtete Festpunkte für für beliebige Messmethoden verwendet werden. Beim Messen eines beobachteten Festpunkt schaltet der Empfänger automatisch in den reinen GNSS-Modus um, und die GNSS-eBubble wird automatisch angezeigt, wenn Sie aktiviert ist.

Die IMU-Neigungskompensation bietet durch folgende Optionen eine ganz andere Arbeitsweise:

  • Schnelles Messen genauer Punkte im Stehen oder Gehen, ohne den Stab gerade ausrichten zu müssen.
  • Konzentration darauf, wo die Stabspitze hin muss, was besonders bei der Absteckung hilfreich ist.
  • Einfaches Messen schwer zugänglicher Positionen wie Gebäudeecken oder Rohrsohlen.
  • Sie müssen sich beim Messen nicht mehr um die Bewegung des Stabs Gedanken machen, da der Empfänger automatisch das „Stabwackeln“ korrigiert, wenn die Stabspitze in Ruheposition ist.

Da die Leistung durch magnetische Störung nicht beeinflusst wird, kann die IMU-Neigungskompensation in Umgebungen, die für magnetische Störung anfällig sind, verwendet werden, z. B. im Bereich von Fahrzeugen, schweren Maschinen oder Stahlbauten.

In Situationen, in denen die IMU-Neigungskompensation eher nicht verwendet werden kann, z. B. in sher ungünstigen RTK-Umgebungen, können Sie manuell in den reinen GNSS-Modus wechseln. Tippen Sie hierzu in der Statusleiste auf das Empfängersymbol, um den Bildschirm GNSS-Funktionen aufzurufen. Tippen Sie dann auf IMU-Neigungskompensation, um den reinen GNSS-Modus zu aktivieren bzw. zu deaktivieren.

Sehen Sie sich die Playlist R12i mit Trimble Access im Trimble Access YouTube Kanal an, um zu sehen, wie Sie Ihren R12i Empfänger mit der IMU-Neigungskompensation am besten nutzen können.

Die IMU-Neigungskompensation kann in einer RTK- oder RTX-Messung verwendet werden.

Mit der IMU-Neigungskompensation verfügbare Korrekturmethoden:

  • RTK-Messungen mit beliebigen Echtzeitdatenverbindungen (Internet, Funk)
  • RTX-Messungen (Satellit oder Internet)

Achten Sie beim Messen oder Abstecken von Punkten mit der IMU-Neigungskompensation darauf, dass die eingegebene Antennenhöhe und die Messmethode korrekt sind. Die Zuverlässigkeit der Justierung und die Position der Stabspitze sind besonders während der Bewegung der Antenne, während die Stabspitze stationär ist, komplett von der korrekten Antennenhöhe abhängig. Restfehler in der horizontalen Position aufgrund einer Antennenbewegung während der Messung, während die Stabspitze stationär ist, können durch Ändern der Antennenhöhe nach dem Messen des Punkts nicht entfernt werden.

Aktivieren Sie im Bildschirm Roveroptionen des Vermessungsstils die IMU-Neigungskompensation, um die Neigungskompensation mit dem internen IMU-Sensor bei der Bewegung im Messgebiet, beim Navigieren oder Messen von Punkten mit einer beliebigen Messmethode (außer beobachteter Festpunkt) zu aktivieren. Siehe unter Einstellungen für den Vermessungsstil mit IMU-Neigung.

Aktivieren Sie die eBubble-Funktionen im Vermessungsstil, damit Sie die GNSS-eBubble verwenden können, um beim Messen eines Punkts bei der Arbeit im reinen GNSS-Modus die integrierte Empfängerantenne gerade ausgerichtet zu lassen. Der GNSS-eBubble wird nicht angezeigt, wenn die IMU justiert ist.

Um die IMU-Neigungskompensation zu verwenden, muss die IMU im Empfänger justiert werden. Justieren Sie die IMU nach dem Starten der Messung oder während einer Messung, wenn die Justierung verloren geht. Der Justiervorgang ist einfach und intuitiv und ähnelt der normalen Verwendung des Empfängers. In guten RTK-Umgebungen justiert sich das IMU bei natürlicher Stabbewegung zuverlässig automatisch neu. Siehe unter IMU justieren.

Wenn die IMU justiert ist, wird im Bildschirm Position die Position der Stabspitze angezeigt. Dies gilt während und außerhalb einer Messung.

Sobald die IMU justiert ist, kann die IMU-Neigungskompensation ohne besondere Vorbereitung und ohne weitere Kalibrierung des Empfängers verwendet werden. Es stehen mehrere Kalibrierungsroutinen zur Verfügung, um die Sensoren im Empfänger für die normale Instandhaltung zu kalibrieren. Kalibrierungen sollten wie erforderlich durchgeführt werden. Insbesondere empfiehlt Trimble, die Justierung des systematischen Stabfehlers vorzunehmen, wenn Sie einen anderen Stab verwenden, der in einem nicht allzu guten Zustand ist.

Bei der Verwendung eines Empfängers mit einer IMU-basierten Neigungskompensation stehen folgende Sensorkalibrierungsroutinen zur Verfügung:

Kalibrierungen sollten wie erforderlich durchgeführt werden. Generell empfiehlt Trimble Folgendes:

  • Führen Sie eine eBubble-Kalibrierung durch, wenn die GNSS-eBubble nicht mit der verwendeten Horizontalreferenz abgeglichen zu sein scheint.
  • Führen Sie eine Justierung des systematischen Stabfehlers durch, wenn Sie einen anderen suboptimalen Stab oder einen Schnellverschluss verwenden.
  • Führen Sie eine Kalibrierung des systematischen IMU-Fehlers nur selten und nur dann durch, wenn die Warnung Großer systematischer IMU-Fehler angezeigt wird.

Normalerweise sind die Sensorkalibrierungsroutinen voneinander unabhängig. Allerdings kann die Libelle bei einem viel genutzten Stab (oder bei einer schlecht kalibrierten Libelle) nicht exakt lotrecht zur Achse vom Antennenphasenzentrum zur Stabspitze sein, und der IMU-Referenzpunkt ist möglicherweise nicht exakt in einer Linie mit Stabspitze. Nach Ausführen einer Justierung des systematischen Stabfehlers sollten Sie die GNSS-eBubble auf die IMU kalibrieren.

Weitere Informationen finden Sie in den Abschnitten der jeweiligen Kalibrierung.

Bei Messungen mit einem Empfänger mit IMU-basierter Neigungskompensation ist der in der Statuszeile angezeigte GNSS-Messmodus wie folgt:

  • RTK+IMU in einer RTK-Messung
  • RTX+IMU in einer RTX-Messung

Wenn die IMU-Neigungskompensation aktiviert ist, wird das Empfängersymbol in der Statusleiste wie folgt angezeigt:

Der IMU-Justierungsstatus wird neben dem Empfängersymbol angezeigt. Ein grünes Häkchen bedeutet, dass die IMU justiert ist . Ein rotes Kreuz bedeutet, dass die IMU nicht justiert ist .

Die angezeigten Genauigkeitswerte berücksichtigen die Anzahl der GNSS-Satelliten, den aktuellen DOP, die Qualität der IMU-Justierung und die Neigung des Empfängers. Wenn die IMUjustiert ist, werden die Genauigkeitswerte an der Stabspitze angezeigt. Wenn die IMU-Neigungskompensation aktiviert ist, aber die IMU nicht justiert ist, werden keine Genauigkeitswerte angezeigt. Je stärker der Empfänger geneigt wird, desto größer werden die Genauigkeitswerte.

Wenn die IMU-Neigungskompensation deaktiviert ist, arbeitet der Empfänger im reinen GNSS-Modus und die Genauigkeiten werden am Antennenphasenzentrum berechnet.

In der Karte zeigt der GNSS-Cursor den IMU-Status an. Wenn die IMU justiert ist, gibt der Cursor Empfängers die Richtung an, in der Empfänger zeigt.

GNSS-Cursor Bedeutung

Die IMU-Neigungskompensation ist aktiviert und die IMU ist justiert. Die Pfeilspitze zeigt die Richtung des Empfängers in Bezug zu Nord oder zum Referenzazimut an, je nach den Einstellungen der Kartenausrichtung.

Damit der GNSS-Cursor korrekt ausgerichtet ist, müssen Sie auf das LED-Feld des Empfängers schauen.

Die IMU-Neigungskompensation ist nicht aktiviert oder die IMU-Neigungskompensation ist aktiviert, aber die IMU ist nicht justiert. Die Software kennt nicht die Richtung, in die der Empfänger zeigt.

Das Messen eines Punkts mit der IMU-Neigungskompensation erfordert keine bestimmte Messmethode. Wenn die IMU-Neigungskompensation aktiviert und die IMU ordnungsgemäß justiert ist, können die meisten Messmethoden verwendet werden, um einen neigungskompensierten Punkt zu messen, z. B.:

  • Topogr. Punkt
  • Kontin. topogr.
  • Schneller Punkt
  • Zur Oberfläche messen

  • Horizontaler Neigungsoffset

    Das Messen eines horizontalen Neigungsoffsets ist nützlich, um Positionen zu messen, die nicht mit der Stabspitze besetzt werden können, z. B. beim Messen der Mitte eines Baums oder Pfostens.

  • Beobachteter Festpunkt

    Der Empfänger schaltet automatisch in den reinen GNSS-Modus, da ein vertikaler Stab benötigt wird.

Wenn Sie bei justierter IMU Punkte messen, müssen Sie den Stab vor dem Messen nicht gerade ausrichten. Das Symbol für den geneigten Messmodus in der Statusleiste zeigt an, dass der Punkt gemessen werden kann, ohne den Stab gerade auszurichten und ohne ihn besonders ruhig halten zu müssen.

Wenn die Funktion Autom. Messen aktiviert ist, startet die Messung von Besetzungen, sobald sich die Stabspitze stabil am zu messenden Punkt befindet. Wenn die Funktion Autom. speichern aktiviert ist, wird der Punkt automatisch gespeichert, wenn die erforderliche Besetzungszeit und die erforderlichen Genauigkeiten erreicht sind. Wählen Sie den Stab einfach aus und wechseln Sie zum nächsten Punkt.

Beim Messen eines beobachteten Festpunkts schaltet die Trimble Access Software automatisch in den reinen GNSS-Modus um, um den Punkt im statischen Modus zu messen. Das eBubble wird automatisch angezeigt, wenn Sie sie nicht zuvor für diese Messmethode ausgeblendet haben. Verwenden Sie die GNSS-eBubble, um den Empfänger vor dem Messen zu horizontieren.

Im reinen GNSS-Modus wird in der Statusleiste „RTK“ angezeigt, und das Symbol für den statischen Messmodus in der Statusleiste zeigt an, dass der Stab vor dem Messen des Punkts vertikal ausgerichtet sein sollte.

Wenn Sie den beobachteten Festpunkt gemessen haben und dann die Methode „Topographischer Punkt“ wählen und die IMU noch justiert ist, wechselt die Software wieder zur Verwendung der IMU-Neigungskompensation. Die GNSS-eBubble verschwindet automatisch, die Statusleiste zeigt RTK+IMU und das Symbol für den geneigten Messmodus in der Statusleiste zeigt an, dass der Punkt gemessen werden kann, ohne den Stab gerade ausrichten und besonders ruhig halten zu müssen.

Sie können nahtlos zwischen Punktmessmethoden wechseln, die die IMU-Neigungskompensation und die beobachtete Festpunktmethode (nur RTK) verwenden, ohne die IMU neu justieren zu müssen, solange die IMU-Justierung bei den Messungen erhalten bleibt. Wenn die IMU-Justierung im reinen GNSS-Modus verloren geht, müssen Sie die IMU neu justieren, bevor Sie einen Punkt mit der IMU-Neigungskompensation messen können.

Beim Messen von Punkten im kontinuierlichen Modus mit IMU-Neigungskompensation müssen Sie den Empfänger beim Messen nicht gerade halten. Das Symbol für den geneigten kontinuierlichen Modus in der Statusleiste zeigt an, dass Punkte ohne Horizontierung des Empfängers gemessen werden können. Sie sollten das gemessene Merkmal mit der Stabspitze genau verfolgen. Kontinuierliche Stop-and-Go-Punkte werden gespeichert, wenn die Software erkennt, dass die Stabspitze zur Ruhe gekommen ist.

Das Verwenden der IMU-Neigungskompensation bei der Absteckung sorgt für große Produktivitätsverbesserungen, da Sie den Stab nicht gerade ausrichten müssen, wenn sie ihn bewegen, um Absteckdifferenzen zu minimieren. Bewegen Sie einfach die Stabspitze, um die Differenzen zu minimieren. Durch die IMU-Neigungskompensation kann die Abstecknavigationsfunktion auch Ihre Blickrichtung erkennen, wenn Sie sich nicht bewegen. Das ist ein Vorteil, wenn Sie sich in der Nähe des abzusteckenden Punkts befinden.

Damit die Abstecknavigationsfunktionen korrekte Informationen liefern, müssen Sie auf das LED-Feld des Empfängers schauen.

Wenn Punkte mit IMU-Neigungskompensation gemessen werden, werden die Ausrichtungsdaten des Geräts mit dem Punkt gespeichert, darunter Neigungswinkel, Neigungsstrecke, Azimut und Status der IMU. Sie können diese Informationen im Bildschirm Punkt speichern oder im Bildschirm Job überprüfen oder im Punktmanager anzeigen.

Beim Überprüfen eines mit IMU-Neigungskompensation gemessenen Punktes werden die folgenden zusätzlichen Informationen bereitgestellt.

Feld Beschreibung

Neigungswinkel

Die Neigung des Empfängers gemäß der IMU.

Neigungsstrecke

Die horizontale Strecke von der Position der Stabspitze zur Position des Antennenphasenzentrums, das senkrecht zum Boden projiziert wird.

s Neigung

Geschätzter Neigungsfehler (Sigma Neigung).

Azimut

Azimut (Richtung) der Neigung.

s Azimut

Geschätzter Azimutfehler (Sigma Azimut).

IMU-Status

Zeigt an, dass die IMU beim Messen justiert war.
Feld Beschreibung

Schlechte IMU-Justierung

Bei der Messung wird möglicherweise ein Wert Ja angezeigt, wenn die Justierung IMU vorübergehend verloren geht und dann bei der Messung wieder vorhanden ist.

Übermäßige Bewegung

Bei der IMU-Neigungskompensation hat sich die Stabspitze während der Messung bewegt. Im reinen GNSS-Modus wurde das APC während der Messung verschoben.

Präzision schlecht

Die Genauigkeitsschätzungen haben die konfigurierten Toleranzen überschritten. Bei der IMU-Neigungskompensation wird die Genauigkeit an der Stabspitze berechnet. Im reinen GNSS-Modus wird die Genauigkeit an der APC-Position berechnet.

Unzuverlässige Position

Diss kann im statischen Zustand passieren, wenn die Position um mehr als die 3-Sigma-Genauigkeitsschätzung bewegt wird. Bei der IMU-Neigungskompensation ist dies die Position der Stabspitze. Beim reinen GNSS-Modus ist dies die APC-Position.