СИСТЕМА ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ТОПОГРАФИЧЕСКОЙ СЪЕМКИ СКРЫТЫХ И ВИДИМЫХ ОБЪЕКТОВ

Полезная модель относится к измерительной технике для топографической съемки и может быть использована для сбора и обработки топографической и геофизической информации, картографирования наземных и скрытых природных и инженерных объектов.
Известна система для выполнения топографической съемки (Патент RU 2165595, М. кл. G 01 C 7/04), включающая передвижной GPS-приемник, антенну, транспортное средство для перемещения GPS-приемника и антенны с элементами крепления этих модулей к транспортному средству, стационарный GPS-приемник, установленный на пункте с известными координатами, блок сбора и обработки данных, включающий стационарный компьютер. Измерение и уточнение координат точек объектов производится с помощью подвижного и базового GPS-приемников и системы спутников GPS.
Недостатком известной системы является невозможность определения координат скрытых объектов, например, дна акваторий и электропроводящих инженерных коммуникаций, расположенных ниже дна водоема или поверхности земли.
Известен также автоматизированный мобильный комплекс «Система картирования акваторий и трубопроводов» АМК «СКАТ-1», выпускаемый научно-производственным предприятием «Форт XXI» (г. Москва), предназначенный для обследования акваторий подводных переходов трубопроводов и устанавливаемый на судне.
АМК «СКАТ-1» содержит стационарный и подвижный модули, причем стационарный модуль включает базовый GPS-приемник с
антенной, а подвижный модуль - передвижной GPS-приемник, эхолот промерный и трассоискатель судовой, связанные с автономным источником питания и блоком управления процессом топографической съемки и обработки информации, а также транспортное средство для перемещения подвижного модуля.
Недостатком АМК «СКАТ-1» является недостаточная точность измерений координат скрытых объектов, обусловленная сложностью дифференциации электромагнитного излучения от близко расположенных подводных коммуникаций. Кроме того, конструктивное исполнение комплекса как набора разрозненных функциональных элементов, затрудняет его транспортировку и использование, т.к. требует трудоемких подготовительных сборочно-разборочных операций.
Задачей полезной модели является повышение точности измерения координат скрытых и видимых объектов при топографической съемке, повышение эргономических показателей эксплуатации системы.
Поставленная задача решена за счет того, что в системе для выполнения топографической съемки скрытых и видимых объектов, содержащей стационарный и подвижный модули, причем стационарный модуль включает базовый GPS-приемник, а подвижный модуль - передвижной GPS-приемник, эхолот промерный, трассоискатель судовой, связанные с автономным источником питания и блоком управления процессом топографической съемки и обработки информации, а также транспортное средство для перемещения подвижного модуля, согласно заявляемому техническому решению, подвижный модуль системы дополнительно снабжен импульсным профилографом и гидролокатором бокового обзора, соединенными с автономным источником питания и блоком управления процессом
топографической съемки и обработки информации, причем все блоки подвижного модуля смонтированы в едином функционально-транспортном корпусе.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором изображена функциональная блок-схема системы для выполнения топографической съемки скрытых и видимых объектов.
Система содержит стационарный и подвижной модули. Стационарный модуль включает базовый GPS-приемник 1, устанавливаемый на геодезическом пункте с известными координатами. Антенна базового GPS-приемника закрепляется на устойчивом основании (штатив, веха с растяжками и т.д.) над данным геодезическим пунктом.
Подвижный модуль включает следующие функциональные блоки: передвижной геодезический фазовый GPS-приемник 2 с антенной (далее - передвижной GPS-приемник), эхолот промерный 3, трассоискатель судовой 4, импульсный профилограф 5, в качестве которого может быть использован акустопрофилограф или георадар, гидролокатор бокового обзора 6, блок управления и обработки информации 7, включающий управляющую информационно-вычислительную, машину (УИВ1У1) с соответствующим программным обеспечением. Все функциональные блоки подвижного модуля системы (2, 3, 4, 5, 6), имеют проводную информационную связь с блоком управления и обработки информации 7. Кроме того, блоки 2, 3, 4, 5, 6, 7 соединены с автономным источником питания 8.
Все перечисленные функциональные электронные блоки подвижного модуля системы вместе с УИВМ смонтированы в едином функционально-транспортном корпусе.
Система для выполнения топографической съемки скрытых и видимых объектов работает следующим образом.
Комплект из двух фазовых геодезических GPS-приемников (базового-1 и передвижного -2) предназначен для приема сигналов навигационных спутниковых систем - GPS-ГЛОНАСС и выполняет функцию измерителя пространственных геодезических координат XYH. Базовый GPS-приемник 1 устанавливается стационарно на пункте с известными координатами, а функционально-транспортный корпус с остальными блоками системы (2-7), а также автономным источником питания 8 (аккумулятором электроэнергии), устанавливаются на транспортное средство - носитель системы. При обследовании акваторий и подводных участков инженерных коммуникаций носителем системы может являться маломерное судно, которое перемещается под управлением водителя-оператора по обследуемой акватории промерными галсами, в которых автоматизирование происходит регистрация и первичная обработка ин4юрмации об исследуемых объектах, а также выдаются навигационные данные на мониторе ЭВМ для управления системой.
Базовый GPS-приемник 1 измерителя геодезических координат при синхронной работе с передвижным GPS-приемником 2 обеспечивают необходимую точность измерений, которая достигается при последующей автоматической обработке геодезических данных -уточняющей дифференциальной коррекции координат, выполняемой с помощью технологического программного обеспечения в УИВМ.
Эхолот промерный 3 осуществляет измерение расстояния (глубины) до дна водной преграды или поверхности незаглубленного трубопровода.
Трассоискатель судовой 4 регистрирует уровень сигналов электромагнитного излучения скрытых электропроводящих подводных и/или подземных коммуникаций.
По данным регистрации сигналов и по уточненным координатам от GPS УИВМ выполняет вычисления пространственных координат обследуемых коммуникаций.
Импульсный профилограф 5 вертикально зондирует воду и грунт дна, посылая звуковые (акустопрофилограф) или электромагнитные (георадиолокатор или георадар) импульсы и регистрирует отраженные волновые сигналы, передавая их в блок управления и обработки информации, который представляет в реальном времени на своем мониторе растровое изображение глубинного разреза (амплитудно-волновой профиль) зондируемой среды. При этом отличительные волновые признаки обследуемой коммуникации на амплитудно-волновом профиле позволяют инженеру-оператору идентифицировать место ее расположения и, при необходимости, откорректировать координаты этой коммуникации, вычисленные по данным электромагнитного трассирования.
Гидролокатор бокового обзора 6 зондирует воду и поверхность дна, посылая наклонно в противоположные стороны ультразвуковые импульсы и регистрируя отраженные от придонных объектов сигналы в блоке управления и обработки информации, который представляет в реальном времени на мониторе УИВМ растровое светотеневое изображение облучаемых объектов для выбора участков, нуждающихся в детальных промерах, и обнаружения мест подводных навигационных опасностей.
Результатом функционирования заявляемой системы является цифровой топографический план (ЦТП), смоделированный инженером-оператором в процессе логической обработки всех массивов метрической и описательной информации об отдельных элементах подводного объекта программными средствами топографического редактора, который входит в состав технологического программного обеспечения системы.
Таким образом, с помощью заявляемой системы может быть произведена топографическая съемка дна акваторий и скрытых инженерных электропроводящих коммуникаций.
Выходными данными системы являются результаты вторичных преобразований цифрового топографического плана (ЦТП):
- в цифровом виде трехмерной модели всех обследованных элементов подводного объекта;
- ЦТП в условных топографических знаках и в виде полутонового растра;
- профили трубопроводов и дна акватории;
- распечатки таблиц координат вычисленных точек любого из объектов и оценки точности промеров.
Таким образом, с помощью заявляемой системы может быть произведена с более высокой точностью, чем в аналогах, топографическая съемка дна акватории.
Повышение эргономических характеристик системы достигается компоновкой всех электронных блоков подвижного модуля системы в едином функционально-транспортном корпусе, что исключает необходимость проведения сборочных операций перед производством измерений.