Гавин Шрок (Gavin Schrock) — редактор журнал xyHt (США).

Оригинал статьи под названием«Behind the Big Eye» опубликован в журнале xyHt (July 2017, Volume 4, Number 6). Перевод предоставлен Московским представительством компании Trimble и опубликован в журнале Геопрофи.

Визит на предприятие  компании Trimble в "шведском промышленном стиле", расположенное в  небольшом городке Дандерюд (Danderyd, Швеция), всего в нескольких  остановках по железной дороге к северу от Стокгольма, позволил мне  познакомиться с группой специалистов этого инженерно-производственного  центра. Именно они своей самоотверженной работой создали множество  сложных решений, включая последний проект - уникальный прибор SX10.  Надеюсь, их рассказ о том, что скрывается за большим объективом SX10,  развеет заблуждение, что создатели сложного геодезического оборудования  хотят, чтобы пользователи рассматривали эти приборы исключительно как  "черные ящики".

Именно здесь разрабатывается, проектируется и  изготавливается основная часть оптико-электронных приборов компании  Trimble. Прибор SX10 представляет собой инструментальную платформу,  которая настолько сильно отличается от существующих конструкций, что  недавняя модернизация и расширение предприятия в основном были связаны  именно с организацией его производства.

"Мы действительно хотели  изготовить лучший в мире электронный тахеометр", - отметила Стелла  Эйнарссон (Stella Einarsson), системный руководитель проекта SX10. Для  осуществления такой смелой идеи потребовалось применить все знания и  ресурсы инженеров и ученых научно-исследовательского отдела предприятия,  работающих в составе международной команды. Предприятие в городе  Дандерюд является частью научной, научно-исследовательской и  производственной системы, которая развивается уже более ста лет и много  раз удостаивалась эпитетов "первая" и "лучшая".

Следует  подчеркнуть, насколько значительно отличается это новое устройство от  традиционных средств измерений не только семейств AGA Geotronics Spectra  Trimble, но и всей геодезической отрасли. Прибор SX10 не основан ни на  одной из существующих платформ, поэтому почти каждый его компонент  разрабатывался с нуля, от научной базы до проектирования совершенно  новых технических решений, технологических процессов и испытательного  оборудования.

Стелла Эйнарссон возглавляет проект SX10 с 2007 г. - времени рождения  концептуального решения. Она рассказала: "Работы распределены по всему  миру. Управляющее программное обеспечение создается в Новой Зеландии,  офисные программы Trimble Business Center (TBC) - в США, программы для  обработки данных сканирования - во Франции. Международная команда  действует как единое целое.

Зачастую незаметно, что специалисты  находятся в разных странах. В этом заключена сила компании Trimble. Все  сосредоточены на удовлетворении потребностей основных рынков:  топографических съемок, проектных и строительных работ". Стелла  Эйнарссон продолжила: "Электронный тахеометр по своей природе очень  сложный прибор, поэтому используемая научно исследовательская база  требует высокого уровня компетентности. Среди примерно 300 сотрудников  имеются доктора наук и много выпускников университетов, которые получают  здесь дополнительную подготовку". Требования к сотрудникам очень  высокие, но, как отметила Стелла Эйнарссон, "культура производства  такова, что они получают удовольствие от работы и гордятся создаваемой  продукцией".

Идея, возникшая на лету Микаэл Норденфельт рассказал о своем коллеге, работающем на предприятии в городе Дандерюд, Микаэле Херцмане (Mikael Hertzman): «Он самый старший из наших разработчиков, а начал свою производственную деятельность 35 лет назад, в компании AGA. Являясь гениальным инженером, предложил многие решения в наших ключевых технологиях». Когда возникла необходимость создания устройства, обеспечивающего вращение измерительного блока, совершенно не связанного с конструкцией самого прибора, Микаэль Херцман вспомнил о технологии, разработанной в компании AGA в 1970-х годах для тепловизионной камеры: «Проблема заключалась в том, как выполнять сканирование в широком диапазоне, используя единственный и очень дорогостоящий инфракрасный датчик с охлаждением жидким азотом. Решение было найдено в применении двух вращающихся восьмигранных призм из германия (горизонтальной и вертикальной)».Микаэль Херцман посетил компанию Flir (ранее часть компании AGA), чтобы посмотреть на этот механизм, вернулся на предприятие и, как сказал Микаэл Норденфельт, «выдумал идею на лету». Было создано несколько макетов, и идея заработала.



Роберт  Юнг (Robert Jung), технический руководитель производства, кратко описал  типы изделий, разработанных и изготавливаемых на предприятии: "модели  электронных тахеометров SX10, S5, S7, S9 и SPS для обеспечения  строительства и управления машинами, электронные тахеометры серии RTS  для технологии информационного моделирования зданий и сооружений,  лазерные сканеры TX8 и TX6, а также некоторые блоки управления и марки".

Салли

Стелла Эйнарссон рассказала:  "Руководство компании Trimble присваивает всем НИОКР кодовые имена.  Первоначально проект SX10 назывался "Мустанг", затем он превратился в  "Мустанг Салли", а широко известным стал под именем "Салли". На вопрос,  что побудило начать проект, она объяснила: "Появившись около 10 лет  назад, сканеры, по-прежнему, использовались только при выполнении  уникальных работ. Технология лазерного сканирования быстро развивалась, и  каждый год появлялись новые модели, отвечая на возникающие потребности  пользователей. При этом основное внимание при их создании уделялось  повышению скорости и плотности сканирования".

В то время компания  Trimble разрабатывала и производила не только сканеры, например GX, но  и, как отметила Стелла Эйнарссон, занималась "совершенствованием  геодезической продукции по всем направлениям, от разнообразных моделей  механических тахеометров и наиболее передовых тахеометров серии S до универсального тахеометра VX, созданного специально для получения  пространственных изображений на основе технологии Trimble VISION".

Перед  Стеллой Эйнарссон и специалистами команды стоял вопрос: "Имеется ли способ объединить в одном приборе скорость сканера с точностью  тахеометра? Возможно ли это в принципе?"

"Кивание" и вращение

Команда SX10 разработала восьми гранную призму, которая вращается со скоростью 1000 оборотов в минуту. Как показано на рисунке, луч проходит через одну грань призмы и при выходе через противоположную грань смещается, за тем, попадая на положительную линзу, отклоняется, образуя полосу из шестнад цати точек. Когда призма вращается, эти точки перемещаются вверхвниз по вер тикали или под некоторым углом (при наклоне всего механизма). Точная синхрони зация этого процесса позволяет значительно повысить плотность облака точек при сканировании.

Команда SX10 разработала восьмигранную призму, которая вращается со скоростью 1000 оборотов в минуту. Как показано на рисунке, луч проходит через одну грань призмы и при выходе через противоположную грань смещается, затем, попадая на положительную линзу, отклоняется, образуя полосу из шестнадцати точек. Когда призма вращается, эти точки перемещаются вверх-вниз по вертикали или под некоторым углом (при наклоне всего механизма). Точная синхронизация этого процесса позволяет значительно повысить плотность облака точек при сканировании.

В  первую очередь разработчики хотели понять, чего можно добиться путем адаптации и расширения возможностей существующих конструкций. Тахеометр  Trimble VX, выпущенный в 2007 г., базировался на платформе передовых  тахеометров - в него были включены функции обработки изображений  тахеометров серии S, а также "сортировки" сканов.

Чтобы добиться  этого, зрительная труба тахеометра получила возможность "кивать" во  время панорамной съемки. Скорость сканирования была ограничена, но  практика показала, что такая функциональность полезна в рабочих  процессах при топографической съемке. Другие производители тоже  использовали функцию "кивания", но скорость сканирования, по прежнему,  была ограничена значением около 1000 точек в секунду.

Какой путь  должны были выбрать специалисты команды? Начать с платформы сканера и  добавить возможности тахеометра? Или взять платформу тахеометра и  добавить функцию сканирования? Обе концепции были опробованы с  использованием существующих элементов. Мне показали видеоклип испытания с  помощью быстрого (но недостаточно быстрого для сканирования) магнитного  привода на тахеометре - он вращался великолепно. Расчеты показали, что  требуется много времени для полного сканирования "купола" (360 градусов  по горизонтали и 300 градусов по вертикали).

Из множества  рассмотренных конструктивных форм прибора в качестве основных были  выбраны две. Первая - имеющая значительный размер по высоте, для  размещения элементов охлаждения узла, обеспечивающего вращение  измерительного блока с телескопической камерой при съемке, а вторая -  более компактная, похожая на окончательный вариант. Повышение скорости  сканирования было только одной из целей, поскольку для топографических  съемок требуются еще и высокоточные измерения. Таким образом мы хотели  убить сразу двух зайцев", - отметила Стелла Эйнарссон.


Как  удалось это сделать, рассказал Микаэл Норденфельт (Mikael Nordenfelt),  специалист научно-исследовательского отдела: "Мы могли решить эту  задачу, если бы разработали устройство измерения расстояния совершенно  нового типа". Технологический прорыв был достигнут путем создания  механизма, обеспечивающего вращение измерительного блока, совершенно не  связанного с конструкцией самого прибора.

Использование  вращающейся призмы (в первом варианте) позволило достичь скорости  сканирования в 26 600 точек в секунду и завершить скан всей полусферы в  грубом режиме за 12 минут. Проход для фотосъемки полной сферы, если  требуется, добавляет 2,5 минуты. Интервалы между измеряемыми точками  всегда находятся в пределах одного миллирадиана, поэтому путем сдвига  изображения в последующих проходах можно повысить плотность с шагом в 4,  16 или 64 прохода.

Задание

Новый узел  зрительной трубы должен был выполнять так много задач, как никогда  ранее. Для этого было необходимо использовать достижения технологий,  разработанных в области телекоммуникаций, в частности, волоконной  оптики. Согласованная работа нескольких камер требовала автоматического  переключения. В конструктивном решении трубы отсутствовал окуляр,  поскольку было непрактично размещать его среди множества лучей, призм и  датчиков, и специалистам команды потребовалось разработать систему  слежения, не опробованную на предыдущих моделях.

В приборе SX10  имеется несколько основных узлов. Один из них ≈ кварцевый генератор,  синхронизирующий лазерные импульсы, вращение призм, результаты выборки и  обработку. Другим является задающий генератор волоконного усиления  MOFA, размер которого приблизительно равен колоде игральных карт. Он  состоит из "задающего лазера" и двух лазеров накачки, которые усиливают  сигнал. Как пояснил Микаэл Норденфельт, "закачивая "грязный" свет,  задающий лазер посылает короткий импульс высокого качества пиковой  мощностью 0,1 Вт, который затем усиливается в два этапа: после первого  лазера накачки мощность равна 10 Вт, а после второго - 1,3 кВт".  Лазерные лучи изолированы от этих усиленных сигналов для обеспечения  нескольких функций: сканирования и тахеометрических измерений с  использованием другого лазера для слежения. Команда инженеров назвала  это устройство измерения расстояния, выполняющее несколько задач, "3DM".  

Для создания очень узкого и точно контролируемого луча  полировка оптических волокон производится на предприятии своими силами  (оптические волокна, изготовленные сторонними организациями, могут не  соответствовать достаточно жестким требованиям). Технолог Майк Тегге  (Maik Tegge) так описал этот принципиально важный процесс: "У нас есть  вращающийся полировальный стол с восемью положениями, так что одно место  никогда не повторяется. Мы используем пять этапов, и каждый раз  применяется все более тонкая алмазная шлифовка (шлифовальная бумага)".  Майк Тегге показал мне изображение торцов, обработанных на предприятии,  под микроскопом, они выглядели потрясающе по сравнению с торцами  волокон, обработанных стандартным способом.

Микаэл Норденфельт  рассказал, что кольца оптоволокна в MOFA обеспечивают задержку,  необходимую между исходящими и входящими сигналами, поскольку  интенсивность лазера очень высока. Использование в готовом изделии  оптических волокон, изготовленных с высокой точностью, позволяет  получить, как отмечают специалисты команды, "лазерное пятно самого  маленького размера среди аналогичных коммерческих устройств - 8 мм на  расстоянии 50 м и всего 14 мм на 100 м". Преимущество лазерного пятна  малого размера будет очевидно при наблюдении, скажем, на угол здания:  большое пятно будет усредняться на большой площади, что даст неверное  положение угла.

Кроме того, Микаэл Норденфельт отметил, что  высокая скорость лазерных излучений потребовала разработки методов  обработки большого объема данных с учетом формы импульса, чтобы  обеспечить точность измерения расстояний до миллиметра.

Превосходен в качестве электронного тахеометра

Этот прибор не только обеспечивает сканирование, но и одновременно работает не хуже, если не лучше, любого другого электронного тахеометра. Что касается возможности сканирования, то по скорости SX10 не может конкурировать со специализированными сканерами высокого уровня, однако имеет перед ними несколько преимуществ.

Во многих специализированных сканерах средняя квадратическая погрешность (СКП) измерения дальности с увеличением расстояния начинает вносить небольшую, но постоянноhастущую ошибку. Это неблагоприятное воздействие в большинстве сканеров можно увидеть в облаках точек как двойные поверхности и объекты. Команда инженеров сумела уменьшить погрешности при сканировании SX10 до наименьшего уровня в своем классе. Микаэл Норденфельт отметил:«СКП измерения расстояния до 200 м составляет всего 1,5 мм, а при дистанции в 250 м — 2 мм».

Специалисты инженерно-производственного центра предприятия неоднократно подчеркивали непосредственную обратную связь с геодезистами при разработке новых средств измерений, поскольку компания Trimble имеет обширную сеть клиентов, предоставляющих исходные данные и результаты тестирования на различных этапах приемки приборов. Их отзывы неоднократно меняли направления дальнейших разработок. Так, в ходе совершенствования системы сканирования именно геодезистами было предложено обеспечить в SX10 принципиально новые возможности, что позволило сделать его электронным тахеометром, превосходящим многие показатели существующих приборов данного класса.

«Угловая точность SX10 по проекту составляла 2 секунды»,
— рассказал Микаэл Норденфельт. «Первоначально предполагалось, что устройство измерения расстояния будет иметь СКП до 4 мм, а в дальнейшем —2–2,5 мм, при максимальной дальности сканирования 250 м. Но мы продолжали кропотливо работать в этом направлении.
Каждый новый скан при повышении точности измерения дистанции становился все лучше и лучше. Прогресс был постепенным, и в прошлом году мы смогли увеличить диапазон измерения расстояния в безотражательном режиме до 600 м и обеспечить угловую точность в 1 секунду».

Кроме того, команда инженеров решила разработать собственную технологию пассивного слежения на основе цифровых камер, хотя такие решения уже имелись у других производителей, и компания Trimble использовала подобные системы в некоторых роботизированных тахеометрах. Микаэл Норденфельт пояснил: «Основной принцип нашей технологии заключается в том, что одно изображение получается с помощью цветных фильтров вьближней инфракрасной области света в момент, когда следящий лазер освещает призму. Затем лазер выключается, и снимается другое изображение. Эти изображения вычитаются одно из другого, что позволяет исключить все, что освещено внешним светом. Объект выделяется очень четко, и его можно легко обнаружить».

Я испытал эту технологию в полевых условиях, преднамеренно наводя зрительную трубу прибора SX10 на ложные источники света, но все работало безупречно.

Камеры

Все электронные тахеометры, выпускаемые предприятием,
имеют по несколько цифровых камер, а в SX10 их пять. Кристиан Грассер (Christian Grasser), специалист научно-исследовательского отдела, пояснил: «Это полностью интегрированная
система фотокамер для документирования, измерения и
обеспечения работы прибора».Так, один пиксель камеры для центрирования прибора составляет 0,3 мм на поверхности земли при высоте штатива 1,5 м. Эта камера, как и все остальные, разработана и изготовлена на предприятии.«Встроенная система объединяет три камеры: обзорную,первичную и соосную телескопическую», — рассказал Кристиан Грассер. «Пользователи воспринимают их как одну камеру, позволяющую увеличивать и уменьшать масштаб изображения на экране планшета,причем переключение происходит очень быстро. В общей сложности, это обеспечивает поле зрения от 0,650 до 570. Телескопическая камера имеет восемь уровней: первые шесть дают увеличение до 84X, а на седьмом и восьмом — уже видны отдельные пиксели, которые можно многократно увеличить с помощью цифрового масштабирования».

Преимущества этих возможностей стали очевидными в ходе полевых испытаний и (помимо других причин) убедили меня в том, что отсутствие окуляра у SX10 не является недостатком.

Крест сетки нитей

В приборе SX10 отсутствует физическая сетка нитей (или «крест нитей», как его называют на предприятии в Дандерюде). Традиционно крест сетки нитей являлся единственным указателем при любой калибровке и испытании положения лазерных и оптических лучей. Физическое положение сетки нитей может быть отрегулировано только на несколько микрон, а диаметр лазерного пятна на очень коротком расстоянии составлять один микрон. Команде инженеров пришлось переосмыслить привычные процессы.

Кристиан Грассер отметил:«Отличие SX10 от традиционных оптических приборов заключается в цифровой сетке нитей. Она накладывается на экран и имеет настройки яркости, экспозиции кадра, баланса белого и др. Фокусировка выполняется автоматически или вручную.

Цифровая сетка нитей указывает, где именно находится точка, до которой измеряется расстояние. Положение сетки нитей является функцией расстояния и зависит от того, какая камера активна».

Обзорная и первичная камеры имеют постоянное фокусное расстоянии в отличие от телескопической. «Мы компенсируем параллакс между камерами в зависимости от расстояния, на котором находится сетка нитей. Для этого нет необходимости включать режим измерения расстояния, этот процесс происходит автоматически», — пояснил Кристиан Грассер.

Много усилий ушло на устранение искажений в панорамных изображениях, поскольку при работе SX10 используется еще одна технология — наземная фотограмметрия, которая становится общепринятой практикой при применении электронных тахеометров.

Как отметил Кристиан Грассер: «Вся оптика термокомпенсирована, а остальные элементы калибруются во время сборки и тестируются для каждого инструмента, чтобы исключить влияние температуры. Все камеры проходят калибровку геометрии и освещенности, коррекцию цветового сдвига».

Фотограмметрическая обработка панорамных перекрывающихся изображений, снятых с разных точек с помощью SX10, выполняется в программе Trimble Business Center (TBC).

На мой вопрос о стандартах Кристиан Грассер сказал, что на предприятии придерживаются стандартов ISO, а стандарт длины обеспечивается Национальным институтом метрологии Германии (Physikalisch-Technische Bundesanstalt). Частота опорных часов (кварцевых осцилляторов в приборах) контролируется по атомным часам.

Заводские условия

SX10 с помощью специального подъемника загружается в климатическую камеру для испытаний

Предприятие выглядит новым и «блестящим», поскольку
недавно была проведена его реконструкция и расширение для выпуска SX10. То, что я увидел, можно охарактеризовать как «шведский стиль», который в точности отражает характер рабочей среды, но в нем нет никакой напыщенности. Рабочий день продолжается 7,6 часа. Производственный персонал —это высокообразованные, обученные, опытные и жизнерадостные специалисты, которые находятся в постоянном движении на сборочных и испытательных стендах.

«Сборка приборов происходит на предприятии. Детали поступают из разных мест, но большая часть из них изготавливается здесь», — рассказал Майк Тегге.

Две климатические камеры позволяют проводить испытания при температуре от –20C до+50C.

В одном из цехов я увидел многочисленные стенды для исследования устройств измерения расстояний и фотокамер. Коллимационные цели, марки с цветными изображениями и в виде шахматной доски, а также призмы расположены очень близко от стендов и на расстоянии 167 м (на противоположном конце цеха). В другом помещении, в стене, имеется окно, позволяющее тестировать устройства измерения расстояний и фотокамеры при съемке на значительные расстояния. Марки для наблюдений размещены на нескольких зданиях, одна из них находится на расстоянии 2,43 км. Имеются также большие массивные столы для калибровки и испытаний компенсаторов. Майк Тегге отметил: «На предприятии в базе данных хранится полная информация обо всех изделиях и комплектующих узлах, полученная не только во время сборки, но и на протяжении всего срока их службы: дата изготовления, дата проверки, результаты различных калибровок и др.». Майк Тегге объяснил, что ось луча главного лазера устройства измерения расстояний калибруется, а затем используется в качестве эталона при всех регулировках положения остальных лучей.

Для других изделий также имеются испытательные и сборочные стенды. Только несколько стендов используются как для тахеометров серии S, так и для SX10, например, для калибровки компенсаторов и датчиков наклона. Датчики наклона работают на основе физических свойств жидких поверхностей и фотокамер, с применением двухосевых зеркал и силиконового масла. Оптические средства калибруются и испытываются индивидуально. Каждый лазер предварительно регулируется по мощности и расположению. Это микроскопическая работа, и некоторые операции выполняются в «чистой комнате». Почти все калибровочные и испытательные стенды разработаны и изготовлены на предприятии, которое имеет собственный станочный парк, укомплектованный современным оборудованием.

Майк Тегге и Роберт Юнг объясняют Гавину Шроку устройство тахеометров серии S

Сканеры TX8 и TX6 собираются на предприятии в Дандерюде, но большая часть работ по изготовлению комплектующих элементов выполняется во Франции, на предприятии, принадлежавшем компании MENSI, которую Trimble приобрела в 2003 г. Специализацией этого предприятия является разработка аппаратуры и программных средств для сканирования, в том числе программного обеспечения Trimble RealWorks и модуля TBC для отображения и обработки данных сканирования.

Майк Тегге показал мне интересное решение, используемое для испытания лазерных лучей сканеров на различных расстояниях, обеспечивающее безопасность воздействия лазерного излучения. Оно представляет собой конструкцию, состоящую из прямолинейных участков гофрированных труб с зеркальными призмами, соединенных в определенной последовательности.

Испытательный стенд в цеху с коллимационными целями и марками для исследования устройств измерения расстояний и фотокамер

Испытания

Сценарий, по которому я испытывал SX10, включал в себя
топографическую съемку трех участков (застроенной и незастроенной территории и дороги) как для создания топографического плана, так и подготовки документов для получения права собственности на недвижимое имущество на территории США (ALTA). Геодезисты часто добавляют в свои отчеты о состоянии объектов недвижимости результаты сканирования и фотосъемки, а возможности прибора SX10 прекрасно подходят для этих целей.

Роберт Юнг давал мне указания по работе с SX10, и к нам
присоединился Леннарт Гимринг (Lennart Gimring), менеджер по топографической съемке и составлению карт крупной многопрофильной консалтинговой компании AF Infrastructure AB (AF), один из первых пользователей прибора SX10.

Роберт Юнг дает указания Гавину Шроку по работе с SX10 с помощью планшета

«Компания AF выполняет все виды работ, включая топографическую съемку для проектирования дорог, взлетно-посадочных полос и других сооружений», — рассказал Леннарт Гимринг. «Нам нравится технология сканирования, поскольку она позволяет объединить данные наземного сканирования с другой информацией, полученной, например, воздушным лазерным сканером».

Леннарт Гимринг также отметил: «Самой полезной функцией в SX10 для меня оказалось то, что перед уходом с площадки я могу просмотреть результаты сканирования и изображения, увидеть пропущенные участки и, при необходимости, повторить измерения, исключив повторное посещение этого объекта, что невозможно сделать при других способах съемки. Кроме того, добавляя цифровые изображения, мы получаем более наглядные данные, что позволяет нашим клиентам оптимизировать процесс проектирования. Даже те из них, которые хотели видеть только чертежи в электронном виде, начинают понимать преимущество таких данных». Леннарт Гимринг также подчеркнул, что при топографической съемке в районе аэропортов, где ограничен доступ на взлетно-посадочную полосу, использование наземного сканирования дает существенное преимущество.

Леннарт Гимринг, менеджер компании AF, один из первых пользователей прибора SX10 (www.xyht.com)

Для нашего теста мы сделали привязку станции методом простой засечки. Работать с SX10 оказалось привычно и просто, в сущности, как с обычным тахеометром. Кроме того, несомненным плюсом является возможность использовать планшет. На экране планшета отображается два окна, в одном из которых видно то, что «видит» SX10, а в другом — интерфейс программы для управления прибором. Мы проверяли возможности работы как с призмой на вехе, так и в безотражательном режиме. Телескопическая камера с цифровым изменением масштаба позволяет получать интересные снимки. Например, опора воздушной линии электропередачи передачи (ЛЭП), находившаяся на расстоянии 200 м, стала серьезным испытанием для проверки функции цифрового масштабирования изображения и управления крестом сетки нитей. Провисы проводов ЛЭП были точно определены по результатам сканирования и легко находились в безотражательном режиме измерения расстояний. Мы увидели изолятор на опоре ЛЭП, который вряд ли смогли бы различить без цифровой фокусировки. Прибор SX10 предварительно визируется на измеряемый объект грубо вручную, а затем с помощью планшета окончательно наводится на точку наблюдений. Если держать клавиши нажатыми, прибор будет поворачиваться быстро, а если нажимать на них с определенным интервалом — пошагово. При уровне увеличения в 7X мы могли с помощью клавиш на планшете перемещать крест сетки нитей с интервалом в один пиксель, поворачивая прибор пошагово. Нет окуляра? Для большинства геодезистов реальное изображение объекта, видимое через окуляр зрительной трубы, может показаться более четким,чем его изображение на планшете, полученное цифровой камерой. Но при наличии возможности увеличения изображения с помощью цифрового масштабирования, можно быть уверенным, что многие из них (как только попробуют) поймут, что это является важным усовершенствованием.

Я искал объекты, которые могли бы вызвать ложные отражения сигнала, как это обычно происходило при использовании функции активного слежения в предыдущих моделях тахеометров, например, дорожный знак, находящийся на некотором удалении и бликующий на солнце. Система слежения без проблем отличала призму от ложных отражений.

Для исследования различных уровней сканирования на фасаде одного из цехов предприятия были выбраны небольшие участки, которые можно было легко обозначить на экране планшета.

Пока прибор выполнял сканирование, мы перешли к топографической съемке с помощью геодезического приемника ГНСС. Необходимо было выполнить съемку объектов, которые могли не отобразиться в облаках точек и на цифровых изображениях. Это касалось определения положения ливневых канав, а также областей фасада здания, на которые с SX10 отсутствовала прямая видимость из-за препятствий в виде автомобилей и изгородей.

Когда топографическая съемка была завершена, мы, по совету Леннарта Гимринга, выполнили почти полное сканирование — на 360 (с «обрезкой» неба), на что нам потребовалось около 10 минут в грубом режиме. Затем мы добавили изображение полной сферы, что заняло, приблизительно, на 3 минуты больше. Одно из преимуществ использования тахеометра в качестве сканера заключается в том, что полученные при сканировании снимки трансформируются, поэтому нет необходимости обеспечивать большие перекрытия, как при съемке сканером.

После обработки данных в TBC, я подумал, что вся эта наглядная информация — метрические снимки и облака точек, собранны е одним прибором, привязанные к уравненной опорной сети и интегрированные с результатами съемки спутниковым приемником ГНСС, гораздо больше тех данных, которые можно было бы получить за то же время с помощью обычного тахеометра.

Облако точек одного из цехов предприятия в Дандерюде после сканирования и обработки в программе TBC. Фасад здания отсканирован в грубом режиме, а две области (слева и справа внизу) — более детально (www.xyht.com)

Тахеометр SX10 представляет собой большой шаг вперед, и международная команда должна гордиться своим успехом в разработке совершенно новой платформы. Кроме того, управлять новым прибором также легко, как хорошо знакомым инструментом.

Я спросил у Стеллы Эйнарссон, какое будущее может ожидать SX10 и последующие разработки в этом направлении? Она ответила: «Думаю, что когда-нибудь функции, реализованные в SX10, будут просто обязательными для всех тахеометров». Я склонен с ней согласиться, и когда слышу, как некоторые спрашивают: «Зачем добавлять такие функции?», не нахожу веской причины не сказать: «А почему бы и нет?».

Обобщая сказанное выше, хочу отметить, что, изучая и тестируя SX10, я испытал те же чувства истинного восторга, как при первом знакомстве со светодальномером в 1980-х гг. или в 1990-х гг. с роботизированным тахеометром Geodimeter. Именно такие высококвалифицированные специалисты, как Стелла Эйнарссон и сотрудники ее команды, открывают нам новые возможности в области геодезических измерений.

P.S

В 1941 г. Эрик Бергстранд (Erik Bergstrand) принимал участие в работах по мелкомасштабной топографической съемке в районе Стокгольма (Швеция) и пытался найти лучший способ определения скорости света. Он предложил вместо механического обтюратора использовать систему с электронным управлением прерывания светового потока.
К 1947 г. Эрик Бергстранд создал рабочий прототип устройства, которое позволяло передавать и принимать 10 миллионов световых импульсов в секунду на зеркало, установленное на расстоянии более 30 км. Расстояние можно было рассчитать с точностью до миллиметра. Он опубликовал результаты работ в своей докторской диссертации «Определение скорости света», которые были настолько многообещающими, что компания AGA поддержала его дальнейшие исследования и разработку первого коммерческого электронного устройства для измерения расстояния. В 1953 г. был выпущен прибор для геодезических измерений Geodimeter 1 (GEOdetic DIstance METER — «геодезический измеритель расстояний»).
Быстрому развитию и повышению точности приборов серии Geodimeter способствовало использование источников излучения на разных частотах. В 1964 г.Geodimeter 6 был полностью изготовлен на транзисторах, а в качестве источника электропитания использовались аккумуляторные батареи небольшого веса. В 1971 г. появился геодезический прибор из тех, которые в настоящее время называют «электронными тахеометрами», добавивших оптическим теодолитам возможность точно измерять расстояния. В 1973 г. была образована независимая компания Geotronics.
В 1978 г. в Geodimeter 120 было реализовано автоматическое вычисление горизонтального расстояния. В том же году в прибор было добавлено переносное периферийное устройство Geodat 120 для записи результатов измерений. В 1986 г.Geodimeter 440 стал первым электронным тахеометром со встроенным программным обеспечением. В 1990-х гг. в Geodimeter 460 появился сервопривод, и электронный тахеометр превратился в роботизированный тахеометр. Подобный путь развития, который прошел доктор Эрик Бергстранд, создавая электронное устройство для измерения расстояний, прошла компания Trimble Navigation, созданная в 1978 г. Чарли Тримблом и тремя партнерами, обеспечившая коммерческую жизнеспособность высокоточным спутниковым приемникам GPS (см. Геопрофи. — 2017. — № 2, 4, 6). В 1997 г., в результате слияния, компания Geotronics вошла в состав новой компании Spectra Precision, которую в 2000 г. приобрела компания Trimble.Объединение ресурсов двух компаний позволило продолжить разработку геодезических оптико-электронных приборов, открыв в 2005 г. новую эру электронных тахеометров серии S, за которой в 2007 г. последовала серия VX, и в настоящее время — SX10.

Геопрофи: http://www.geoprofi.ru/technology/chto-skryhvaetsya-za-bol-shim-glazom-sx10