Amit a mérőállomásokban található lézeres távolságmérőkről tudni érdemes

Hasznos tudnivalók a mérőállomásokban található lézertávmérőkkel kapcsolatban néhány tesztmérés prizmáján keresztül.

A mérőállomásokban alkalmazott prizma nélküli távmérési technológiákat több tulajdonságuk alapján osztályozhatjuk. Az egyik – és talán legáltalánosabb jellemző –, a hatótávolság, mely azt mutatja meg, mekkora távolságra képes elmérni az eszközünk szabad felületre. Ez a tulajdonság egy nagyon lényeges szempont, mivel ez nem módosítható a műszeren, ezért fontos, hogy leendő műszered prizma nélküli távmérési hatótávját (R500, R1000, R2000-MS60) gondosan válaszd meg.

Ezen tulajdonsága a távmérőknek viszonylag egyszerűen demonstrálható és tesztelhető, hiszen egymás mellé felállított mérőeszközök közül az „győz”, amelyik a legmesszebbre tud mérni. Azonban ne felejtsük el, hogy a távmérést a környezeti körülmények (páratartalom, légrezgés, napsütés stb.) erősen befolyásolják. Alább egy TS16 R1000-es mérőállomással végzett távmérési teszt eredménye látható, mely bizonyítja, hogy normál környezeti körülmények között is (nem csak „laboratóriumban”) elérhető az 1000 méteres távolság – sőt még ennél nagyobb is – a műszerrel. Körülmények: derült égbolt, napsütés, szélcsend, páratartalom: 38%, látótávolság: 16 km, célfelület anyaga vas.

Hiába fontos tényező a hatótáv a prizma nélküli távmérés esetén, azonban ne feledkezzünk meg a pontosságról sem.  A Leica fejlesztőmérnökei már az elsőgenerációs prizma nélküli távmérők fejlesztésekor is figyelembe vették a felhasználók ilyen irányú igényeit. Céljuk egy olyan mérőrendszer kialakítása volt, amely egy műszakilag és szakmailag indokolt terepi hatótávolságon a lézertechnológiával elérhető legnagyobb pontosságot éri el. A prizma nélküli távolságmérés pontossága függ a mért felület anyagától, a lézer beesési szögétől és a műszer jelvételi metodikájától (idő és fázisméréses módszer, vagy ezek kombinációja pl. a Nova MS50 és MS60-as műszerekben használt Wave Form Digitizer, azaz hullám alak felismerésen alapuló módszer).

A lézerrel történő távmérés alapvető problémája a mérőpont (lézerpont) mérete. Noha, maga a lézer egy fókuszált sugárnyaláb, egyes lézereszközök lézerpontja már kis távolságokon is elérheti azt a méretet, amellyel már nem végezhető precíz távolságmérés. A problémát tetőzi, hogy egyes műszerek látható lézere (amennyiben rendelkezik az eszköz látható lézerfénnyel) csupán jelölésre alkalmas. A tényleges mérőlézer láthatatlan. Néhány szélsőséges esetben a lézerpont még az ovális alakot sem képes felvenni, hanem banánra emlékeztető formát mutat. Belátható, hogy a túl nagy vagy éppen amorf mérőfelültetekkel bíró lézerekkel a precíz mérések nehezen kivitelezhetők. Különösen veszélyes, ha az irányvonalba belógó, áthúzó objektum kerül, hiszen ilyenkor a nagykiterjedésű mérőjel több eltérő felületről verődhet vissza. Gyártói oldalról súlyos hibának tekinthető, ha ilyen esetben, a különböző felületekről visszaérkező távolságadatok egyszerűen átlagolásra kerülnek, hibás mérési eredményeket eredményezve.

A Leica mérőállomásokba beépített távmérők a távmérést a ténylegesen látható és mérés közben a mérendő felületen megjelenő lézerponttal végzik! A Leica PinPoint technológia gondoskodik arról, hogy a sugárnyaláb kellően kisméretű mérőjelet biztosítson. További problémát jelent a reflektor nélküli távmérésnél, a lézersugár beesési szöge a mérendő felületen. Ennek a szögnek a csökkenésével egyenes arányban csökken a pontosság is. Márpedig a felhasználótól nem várható el, hogy minden egyes mérést ideális helyzetben, a felületre merőlegesen végezzen el. Így ezt a problémát és a homogén távmérési megbízhatóságot a mérőállomás távmérő egységének (EDM board) kell megoldania.

Alább látható egy diagram az MS50-nel merőleges és attól eltérő felületekre végzett prizma nélküli méréssel meghatározott távolságokról. Az irányzott pont minden esetben ugyanaz volt, az egyes mérések között csupán az irányzott felület került központosan elfordításra. Körülbelül 40 fokos beesési szögnél sem rögzített a műszer 2-3 mm-nél nagyobb távolságot, mint amikor az irányzott felület merőleges volt a műszer irányvonalára.

Mérőállomásod prizma nélküli távmérési pontosságát bármikor megvizsgálhatod, az ún. „dobozteszttel”, amit már a NovaMS60-ast bemutató cikkünkben is bemutattunk. Ennek a kísérletnek a lényege, hogy a műszertől kb. 50 m távolságban lévő fal elé, 1 méterre egy kartondobozt helyezünk, majd körbemérjük a doboz körvonalát, ill. rögzítjük a falhoz való helyzetét. Ábrázolva a kapott pontokat, azok viszonya és az élek szögzárása jól jellemzi a távmérőnk mérési megbízhatóságát. A következő ábrán, a fenti paramétereknek megfelelően egy TS15-ös mérőállomással végzett dobozteszt eredményei láthatók. A műszer nem interpolált pontokat a fal és a doboz közé, akkor sem, amikor a lézerjel a falat, és a dobozt is érintette, valamint az élek jól elhatárolhatóak és nincsenek lekerekítve.

Egy még meggyőzőbb eredmény látható egy TS16-os műszerrel készült „doboztesztről”. Abszolút precíz élek és interpolációmentes pontok.

Nem minden műszer esetében találkozhatunk ilyen precíz él leképzésekkel, valamint az interpolált pontok sem kizártak a doboz és a fal között.

Végezetül a lézertechnológia kapcsán érdemes megemlítenünk a lézeres távmérés távolságfüggő hibáiból eredő pontossághígulást is. Ez alól egyetlen gyártó eszköze sem kivétel, azonban nem mindegy a minőségromlás távolsággal arányos mértéke! A Leica prizmanélküli távmérői az alábbi értékeket produkálják: 500 méterig 2 mm + 2ppm, 500 méter felett 4 mm + 2ppm.

Összességében elmondható, hogy egy prizma nélküli távmérő megítélésénél, fontos szempont lehet a hatótávolság, azonban ugyanolyan fontos a lézer által elérhető pontosság és megbízhatóság is.

Üdvözlettel,
a Leica Geosystems
magyarországi csapata