Współczesna geodezja stoi przed wyzwaniami związanymi z rosnącymi wymaganiami dotyczącymi szybkości, dokładności i efektywności pomiarów w coraz bardziej złożonym środowisku. Odpowiedzią na te potrzeby jest dynamicznie rozwijająca się technologia pomiarów hybrydowych, która łączy w sobie zalety dwóch podstawowych stosowanych od lat technik pomiarowych: Globalnych Systemów Nawigacji Satelitarnej (GNSS) oraz zrobotyzowanych tachimetrów (Total Station). Podejście to, często określane jako Hybrid Positioning™ w nomenklaturze firmy Topcon, zmienia nieodwracalnie codzienną pracę geodetów w terenie, oferując elastyczność i wysoką wydajność i to przy udziale tylko jednej osoby.
Jak działają Pomiary Hybrydowe?
Rdzeniem systemu hybrydowego jest umieszczenie odbiornika GNSS i pryzmatu pomiarowego na jednej tyczce, a to wszystko zarządzane przez jedno oprogramowanie terenowe na kontrolerze. Kluczowe komponenty zestawu hybrydowego to oczywiście:
- Zrobotyzowany Tachimetr: Instrument zdolny do automatycznego wycelowania i śledzenia pryzmatu oraz wykonywania precyzyjnych pomiarów kątowo-liniowych bez konieczności ręcznego celowania przez operatora. Przykładem mogą być tachimetry Topcon serii GT
- Odbiornik GNSS: Najczęściej odbiornik RTN (Real-Time Network), zapewniający wyznaczenie pozycji trójwymiarowej z centymetrową dokładność w czasie rzeczywistym w otwartym terenie. Topcon oferuje tu m.in. odbiorniki serii HiPer wraz z najnowszym odbiornikiem XR
- Kontroler Polowy wraz z oprogramowaniem pomiarowym: „mózg” operacji. Nowoczesny kontroler (np. Topcon FC-6400) z zaawansowanym oprogramowaniem polowym takim jak Topcon Field, które zarządza oboma instrumentami jednocześnie. Oprogramowanie to pozwala na płynne przełączanie się między trybem pomiaru GNSS a trybem pomiaru tachimetrem, często poprzez pojedyncze kliknięcie na ekranie.
- Tyczka do pomiarów hybrydowych: tyczka, umożliwiająca montaż zarówno pryzmatu, jak i anteny GNSS, z zachowaniem znanego i stałego przesunięcia (offsetu) między środkiem pryzmatu a centrum fazowym anteny.
Jak może wyglądać typowy scenariusz pomiarów hybrydowych:
Praca w trybie hybrydowym często rozpoczyna się od ustawienia zrobotyzowanego tachimetru w dogodnym miejscu. Następnie, zamiast tradycyjnej, czasochłonnej orientacji stanowiska poprzez pomiar do znanych punktów osnowy, geodeta wykorzystuje odbiornik GNSS zamontowany na tyczce. Podchodząc do kilku (minimum dwóch, zalecane trzy lub więcej) dowolnych, dobrze rozmieszczonych punktów w zasięgu widoczności tachimetru, wykonuje ich pomiar za pomocą GNSS. Oprogramowanie MAGNET Field automatycznie oblicza współrzędne stanowiska tachimetru oraz jego orientację w zadanym układzie współrzędnych (tzw. Hybrid Resection). Proces ten jest znacznie szybszy niż klasyczne metody.
Po zorientowaniu stanowiska geodeta może rozpocząć pomiar szczegółów terenu. Poruszając się po obszarze opracowania, na otwartej przestrzeni przy odsłoniętym niebie, wykorzystuje szybki i efektywny pomiar GNSS RTK/RTN. Wystarczy ustawić tyczkę na mierzonym punkcie i zarejestrować współrzędne. Za to w pobliżu przeszkód terenowych gdy sygnał GNSS jest zakłócony lub niedostępny (np. pod drzewami, w pobliżu wysokich budynków, wewnątrz obiektów lub gdy potrzebna jest wyższa dokładność szczególnie współrzędnej Z), geodeta jednym kliknięciem w oprogramowaniu przełącza się na pomiar tachimetryczny. Oprogramowanie wysyła polecenie do tachimetru, który automatycznie namierza i śledzi pryzmat na tyczce (Hybrid Lock – wykorzystanie ostatniej znanej pozycji GNSS do szybkiego odnalezienia pryzmatu). Pomiar punktu odbywa się za pomocą precyzyjnego pomiaru kątowo-liniowego z tachimetru.
Wszystkie pomiary, niezależnie od użytej metody, zapisywane są w jednym pliku projektu, w tym samym układzie współrzędnych, co eliminuje potrzebę późniejszego integracji danych z różnych źródeł i minimalizuje ryzyko błędów.
Co zapewnia geodecie wdrożenie technologii pomiarów hybrydowych:
- Zwiększenie produktywności - to najbardziej odczuwalna zaleta. Eliminacja przestojów związanych ze zmianą technologii pomiaru, szybsza orientacja stanowiska tachimetru oraz możliwość jednoosobowej obsługi znacząco skracają czas realizacji zadań.
- Elastyczność i wszechstronność - system hybrydowy pozwala na efektywną pracę w praktycznie każdych warunkach terenowych – od otwartych pól po gęstą zabudowę miejską czy tereny leśne. Geodeta ma zawsze pod ręką najlepsze narzędzie do danej sytuacji.
- Zawsze optymalna dokładność - możliwość wykorzystania GNSS do szybkiego pomiaru punktów o niższych wymaganiach dokładnościowych oraz tachimetru do precyzyjnych pomiarów zapewnia optymalny kompromis między szybkością a dokładnością.
- Redukcja konieczności zakładania wielu stanowisk - dzięki możliwości "przeskoczenia" przeszkód za pomocą GNSS, często unika się konieczności zakładania dodatkowych stanowisk tachimetrycznych lub budowania skomplikowanych ciągów poligonowych tylko po to, by dotrzeć do kilku zasłoniętych punktów.
- Możliwość pracy w terenie w zespole jednoosobowym - w wielu przypadkach zadania, które tradycyjnie wymagały zespołu dwuosobowego (osoba przy instrumencie i osoba z lustrem), mogą być jeszcze efektywniej wykonane przez jednego operatora z zestawem hybrydowym.
Technologia hybrydowych pomiarów geodezyjnych stanowi znaczący krok naprzód w dziedzinie pozyskiwania danych przestrzennych. Poprzez połączenie zalet systemów GNSS i zrobotyzowanych tachimetrów, oferuje geodetom narzędzie o niespotykanej dotąd elastyczności i wydajności. Choć wiąże się z wyższymi kosztami początkowymi i wymaga odpowiednich umiejętności od operatorów, korzyści płynące ze skrócenia czasu pracy w terenie, zwiększenia dokładności w trudnych warunkach i uproszczenia przepływu danych sprawiają, że systemy hybrydowe, takie jak te oferowane przez Topcon, stają się coraz częściej standardem w nowoczesnych firmach geodezyjnych, szczególnie przy realizacji złożonych i wymagających projektów inżynierskich, inwentaryzacyjnych czy katastralnych. Inwestycja w technologię hybrydową to inwestycja w przyszłość efektywnej geodezji.