Leica GS18 T rozszerza zakres miejsc, w których można korzystać z GNSS

W 2019 roku BM Field Co., Ltd., firma geodezyjna z Hokkaido w Japonii, dodała do swojego zestawu narzędzi geodezyjnych odbiornik GNSS RTK - Leica GS18 T i od tego czasu wykorzystuje go na wielu różnych lokalizacjach. Wśród nich znalazły się kanały irygacyjne, obszary dzikiej przyrody, a nawet teren, na którym doszło do osunięcia ziemi. Praca na tych obiektach jest łatwiejsza, ponieważ GS18 T mierzy dokładnie z pochyloną tyczką, eliminując prace niwelacyjne wymagające dużej koncentracji i dodatkowego czasu. GS18 T poprawił wydajność pracy, obniżył koszty i umożliwił wykonywanie pomiarów GNSS w trudniejszych warunkach.

Pomiary z wykorzystaniem wirtualnej stacji referencyjnej wspierane przez GNSS

BM Field, kierowana przez Tomokazu Aoyamę z siedzibą w Sapporo, w Japonii, jest prywatną firmą geodezyjną cieszącą się reputacją firmy wykonującej pomiary w trudnych warunkach. Jej klientami są firmy budowlane i geodezyjne współpracujące z instytucjami rządowymi w całym regionie Hokkaido.

"Uczestniczyliśmy w wielu pomiarach rolniczych, aby uzyskać wiedzę na temat obszarów uprawnych i stworzyć plany poprawy jakości gruntów. Prowadziliśmy również pomiary związane z zapobieganiem katastrofom, aby zrozumieć osunięcia ziemi i stworzyć plany naprawcze. Dzięki temu zyskaliśmy reputację doświadczonej firmy, która jest w stanie wykonywać prace w lasach oraz na stromych i skalistych zboczach" - mówi Aoyama.

Pomiary w trudnych warunkach 

BM Field korzysta ze sprzętu Leica Geosystems, który umożliwia wykonywanie tej wymagającej pracy. Jeszcze przed założeniem własnej firmy w 2008 roku, Aoyama korzystał z produktów Leica Geosystems.

"W porównaniu z innymi instrumentami geodezyjnymi na rynku, były one najtrwalsze w swojej klasie. Od tamtej pory nadal korzystam z produktów Leica Geosystems ze względu na ich solidność i niezawodność. Nawet teraz nasze instrumenty ciągle mokną na deszczu, ale produkty Leica Geosystems po prostu to znoszą" - mówi z uśmiechem.

Aoyama zakupił Leica Viva GS08 plus w 2015 roku jako pierwszy system GNSS w firmie. GS08 plus odbiera sygnały z wielu źródeł satelitarnych, w tym GLONASS i GPS, a sygnały rzadko są blokowane przez gałęzie drzew lub słupy energetyczne.

Przed tym zakupem, firma wykonywała kilka pomiarów VRS i RTK opartych na GPS, ale miała trudności z uzyskaniem odbioru z odpowiedniego typu satelity w zależności od lokalizacji i pory dnia. Myśląc, że wiele systemów satelitarnych rozszerzy zakres miejsc, w których można prowadzić pomiary, firma Aoyama zainwestowała w nowy system GNSS.

"Po wprowadzeniu, wpływ był natychmiastowy", mówi. "To znacznie poprawiło naszą wydajność pracy na miejscu".

Pomiary nachylenia eliminują 250 wejść po drabinie podczas pomiarów nawadniania.

Na targach branżowych w 2019 roku, Aoyama został zapoznany z odbiornikiem Leica GS18 T GNSS RTK. Litera "T" w GS18 T oznacza pochylenie (Tilt), co odnosi się do kompensacji pochylenia.  

"Po usłyszeniu, że może on dokonywać dokładnych pomiarów nawet z przechyloną tyczką, bez kalibracji, i że jest odporny na zakłócenia magnetyczne, mocno poczułem, że to jest to, czego potrzebujemy" - mówi Aoyama. "I właśnie miałem pracować nad idealnym dla niego projektem".

Projekt polegał na pomiarze rolniczego kanału nawadniającego o wysokości ponad 1 metra.

Bez GS18 T, geodeci musieliby schodzić do kanału i poziomować tyczkę przy każdym pomiarze. Ponieważ nie mogli chodzić po dnie kanału irygacyjnego, pomiar kolejnego punktu oznaczałby wspinanie się po drabinie z systemem GNSS, a następnie powrót na dół do następnej pozycji.

Kanał irygacyjny o długości 5 km był mierzony w odstępach co 20 metrów - powtarzając tę metodę, musieliby wspinać się i schodzić 250 razy, co byłoby bardzo trudne.

"Kiedy wypróbowałem GS18 T, byłem pod wrażeniem. Można było wykonywać pomiary z pochyloną tyczką, więc nie trzeba było wspinać się na ścianę kanału i nie trzeba było martwić się o libellę. Nie było też potrzeby przeprowadzania kłopotliwej kalibracji przed rozpoczęciem pracy. Byliśmy więc w stanie zakończyć prace na miejscu w zadziwiająco krótkim czasie, ale z takimi samymi wynikami" - wyjaśnia Aoyama.

Firma wykonywała pomiary w miejscach, w których konwencjonalny sprzęt nie dawał sobie rady, takich jak miejsca o ograniczonej widoczności i duże obszary dzikiej przyrody. Aoyama uważa, że dzięki dodaniu systemu Galileo, możliwości analityczne systemu wyraźnie się poprawiły.

Aoyama w dalszym ciągu dodaje technologie GNSS firmy Leica Geosystems do zestawu narzędzi pomiarowych swojej firmy. W 2020 roku, BM Field zakupiło inteligentną antenę GNSS Leica Viva GS16  i obecnie dysponuje systemem, który umożliwia wykonywanie pomiarów RTK przy pomocy niewielkiej liczby pracowników.

Aoyama wyjaśnia: "VRS nie może być używany w terenie, jeśli nie ma połączenia z Internetem, ale w przypadku RTK nie musisz się martwić o połączenie z Internetem. Jeśli GS16 jest zainstalowany w miejscu z dobrą widocznością nieba i używany jako stacja bazowa, możesz przenieść GS18 T w gęste podszycie i nadal prowadzić dobre pomiary z wykorzystaniem korekt w czasie rzeczywistym."

Kolejną zaletą RTK jest możliwość zaoszczędzenia na kosztach komunikacji. Obecnie firma wykorzystuje RTK w 80 do 90% swoich projektów pomiarowych GNSS.

"Łącząc VRS i RTK, znacznie rozszerzyliśmy zakres zastosowań anten GNSS" - mówi Aoyama.

Pomiary zarośniętych pustkowi i innych trudnych miejsc

Przyjrzyjmy się dwóm kolejnym przykładom miejsc, w których GS18 T wzmocnił możliwości pomiarowe BM Field.

W pierwszym projekcie firma BM Field była odpowiedzialna za naniesienie szczegółów nachylenia pola w celu stworzenia planu budowy drenażu rozsączającego.

"Miejsce pomiaru było dużym polem rolnym. Chodziłem po nim wykonując pomiary w odstępach 20-metrowych, a ponieważ nie było tam drzew ani słupów energetycznych, które blokowałyby sygnał, możliwości GNSS były od razu widoczne" - mówi Aoyama.

Drugim projektem było badanie dotyczące zapobiegania katastrofom. Konieczne było poznanie obecnej sytuacji na danym obszarze przed budową ogrodzenia oporowego, które miało zapewnić wzmocnienie i zapobiec osuwaniu się ziemi. Podczas pomiarów związanych z usuwaniem skutków katastrofy należy wyjaśnić granicę między normalnym obszarem, który ma zostać zachowany, a obszarem, który uległ zawaleniu. Kompensacja przechyłu GS18 T była więc bardzo przydatna.

"Na stromym zboczu o wysokości około 15 metrów, znajdowało się wiele długich pali ze starych ogrodzeń ziemnych, ale górne z nich były starzejące się i przechylały się ukośnie. Warunki pod stopami były tak złe, że gdybym nie mógł mierzyć z pochylonym instrumentem, praca byłaby niemożliwa" - mówi Aoyama.

Pomiar z wykorzystaniem wysokiej tyczki (po lewej) i ekranu oprogramowania Leica Captivate (po prawej)

Rozszerzenie możliwości pomiarowych i pozapomiarowych dzięki GNSS

Obecnie, w przypadku pomiarów topograficznych (w tym pomiarów tras), Aoyama traktuje priorytetowo GS18 T i używa tachimetru w miejscach, gdzie GNSS nie odpowiada potrzebom.

"Wszystko zależy od sytuacji w danym miejscu. Na przykład, w przypadku lasu cedrowego w prefekturze Aoyama, wysokie drzewa były blisko siebie i nie mogliśmy użyć GNSS. Na potrzeby tego projektu stworzyłem więc kilka punktów odniesienia, a następnie pomierzyłem je za pomocą tachimetru" - wyjaśnia Aoyama.

Aoyama zaleca jednak korzystanie z GNSS w miejscach, gdzie widoczność jest słaba, gdzie konieczne jest wyznaczanie objazdów i w miejscach, do których nie można sprowadzić ciężkiego sprzętu.

"Osobom, które twierdzą, że nie można używać GNSS, bo są tam drzewa, proponuję wypróbowanie RTK" - radzi Aoyama. "Oczywiście, jeśli teren wymaga milimetrowej dokładności, wybiorę tachimetr, ale jeśli dokładność rzędu 1-2 centymetrów jest wystarczająca, nie zawaham się wybrać GNSS".

Praca biurowa po wykonaniu pomiarów jest również prosta dzięki GNSS.

GS18 T i kontroler w terenie wykorzystują oprogramowanie terenowe 3D Leica Captivate w kontrolerze Leica CS20. Po powrocie z terenu, oprogramowanie biurowe Leica Infinity jest wykorzystywane do importu danych pomiarowych do komputera. Następnie w geodezyjnym systemie CAD tworzone są widoki terenu oraz przekroje pionowe/poziome.

" Korzystanie z programu Captivate na placu budowy jest wygodne, ponieważ użytkownik jest stale informowany o dokładnym położeniu i nachyleniu tyczki" - wyjaśnia Aoyama. "Wyświetlany na ekranie podgląd 3D jest również łatwy do odczytania dzięki funkcji oznaczania położenia i wyświetlania kolorów".

Aoyama szczególnie lubi funkcję nawigacji, która za pomocą strzałki wskazuje na ekranie następny punkt tyczenia. Idąc we wskazanym kierunku można łatwo dotrzeć do punktu pomiarowego. Funkcja ta jest wizualnie i intuicyjnie łatwa w użyciu i jest szczególnie pomocna podczas przemieszczania się w poprzek.

Dodatkowo Infinity usprawniło analizę danych i zaoszczędziło czas na potencjalnych przeróbkach dla BM Field.

"Infinity oferuje większy stopień swobody i możliwości adaptacji niż oprogramowanie innych firm" - mówi Aoyama. "Na przykład, można zmieniać szczegółowe ustawienia pomiędzy wzniesieniami / spadkami, używać / nie używać sygnałów satelitarnych, i tak dalej. Oznacza to, że analiza danych może być przeprowadzana metodą prób i błędów. W rzeczywistości, dzięki tej elastyczności, było kilka okazji, w których uniknęliśmy konieczności ponownego wykonywania pomiarów w terenie."

Szybsza praca na miejscu i redukcja kosztów zwiększają konkurencyjność

Wprowadzenie GS18 T przyniosło firmie BM Field szereg korzyści, rozszerzając zakres miejsc, w których można stosować GNSS i zwiększając wydajność pracy na budowie.

Ponieważ GS18 T może być połączony z GS16 w celu wykonywania pomiarów RTK, możliwe jest teraz prowadzenie pomiarów GNSS w miejscach, gdzie panują niekorzystne warunki, w tym brak łączności internetowej. Dodatkowo, dane mogą być odbierane z szerszego zakresu satelitów pozycjonujących. To, w połączeniu z ulepszoną analizą danych, zwiększyło możliwości.

Dzięki szerokiemu zastosowaniu GNSS, BM Field zwiększył również zakres miejsc, w których pomiary mogą być wykonywane przez bardzo niewielką liczbę pracowników, co prowadzi do redukcji kosztów. Podobnie, ponieważ nie jest już konieczne utrzymywanie tyczki w pozycji pionowej, potrzeba o wiele mniej godzin pracy na miejscu.

Widok planu powstałego w wyniku pomiaru 10 ha puszczy

"We wprowadzeniu do produktu GS18 T napisano, że 'wydajność pracy wzrasta o 20%'. Ale wzrost jest znacznie większy. Przykładowo, projekt, który wcześniej trwałby 30 dni, został ukończony w 10 dni, teraz jesteśmy w stanie wykonać dwa lub trzy razy więcej pracy" - mówi Aoyama.

Przyniosło to również wzrost zysków i odróżnia BM Field od konkurencji.

BM Field jest dobrze oceniane przez swoich klientów za efektywne wdrażanie zarówno VRS, jak i RTK oraz wiedzę na temat wdrażania GNSS w trudnych warunkach. Dzięki temu zwiększyła się liczba zleceń od ogólnokrajowych firm konsultingowych z branży budowlanej w Aomori, Iwate i innych obszarach poza Hokkaido.

Jako następny krok, Aoyama rozważa zastosowanie odbiornika GNSS Leica GS18 I, który wykorzystuje technologię wizualnego pozycjonowania.

"Zawsze mam nadzieję, że będę mógł wykonywać więcej pomiarów GNSS w niekorzystnych warunkach, z których obecnie muszę zrezygnować. Jednym z rozwiązań byłaby możliwość wykorzystania obrazów do pomiaru współrzędnych punktów" - mówi z optymizmem Aoyama.

Aoyama ma duże oczekiwania co do przyszłej ewolucji technologii pomiarowych GNSS Leica Geosystems, w tym potencjał do wykorzystania tych technologii przez BM Field w celu sprostania nowym wyzwaniom pomiarowym.