Каждая новая геодезическая технология всегда предполагает повышение либо производительности работ, либо качества собираемых данных, либо то и другое одновременно. Очередным революционным событием в области геодезического приборостроения стало появление мобильных лазерных сканирующих систем, благодаря которым скорость выполнения работ, объем и качество собираемых данных выросли многократно. Ярким представителем семейства таких устройств является мобильная сканирующая система Topcon IP-S2 (Topcon Positioning Systems, Inc., США), обладающая потрясающими возможностями высокоскоростной съемки больших площадей и линейных объектов. Система является модульной и состоит из ряда блоков, каждый из которых решает свою задачу в процессе сбора данных.
Приемник GNSS. Получает данные со спутников с частотой до 10 раз в секунду и принимает сигналы как GPS, так и российской группировки спутников ГЛОНАСС.
Блок инерциальных измерений. Формирует точные данные об ориентации автомобиля во время движения. При кратковременном блокировании сигналов GNSS данные блока наряду с другой информацией используются для интерпретации координат транспортного средства с заданным интервалом.
Цифровая камера. Полученные ею панорамные фотографии могут использоваться для окрашивания облаков точек или для получения изображений, привязанных по времени и текущей позиции.
Сканеры. В системе используются три лазерных сканера — два с обзором 180° для сканирования ситуации справа и слева от машины и один с обзором 90°, ориентированный по оси движения автомобиля. Сканеры выполняют до 40 тыс. измерений в секунду, имеющих метку времени и геопривязку. Эффективный радиус сканирования — до 80 м от машины (параметр зависит от отражающей способности окружающей ситуации).
Датчики колеса (одометры). Закрепляются непосредственно на задних колесах автомобиля и используются для определения скорости и пройденного пути.
Блок управления. Имеет разъемы для подключения описанных выше устройств и связи с компьютером. Блок управления получает данные от всех задействованных сенсоров и, используя опорный генератор, присваивает им метки точного времени. В дальнейшем данные с метками времени поступают в общую базу данных.
Программное обеспечение. Блок управления Topcon IP-S2 содержит программное обеспечение для проверки сенсоров и их настройки. Для обработки полученных данных используется программный продукт Geoclean, в котором объединяются все собранные измерения. На их основе вычисляются точные координаты автомобиля на каждый момент движения. После расчетов с помощью функционала программы Spatial Factory пользователю предоставляется возможность управлять полученными результатами.
Процесс съемки и получаемый результат. Для выполнения измерений в районе работ должна быть установлена базовая станция GNSS — формируемые ею данные используются для вычисления координат автомобиля в движении с заданным интервалом. Сканеры и фотокамера активируются при начале движения автомобиля, в результате чего на экране компьютера появляется соответствующая информация. Результатом работы Topcon IP-S2 являются сформированные при сканировании облака точек, каждая из которых имеет метку времени и трехмерные координаты, и цветные панорамные фотографии, также привязанные по времени и координатам.
Отличительными особенностями мобильной сканирующей системы являются компактность, простота монтажа, высокие точность и производительность. Для управления и сбора данных достаточно подключить обыкновенный портативный компьютер.
Система Topcon IP-S2 может быть применена во многих случаях, где скорость съемки традиционными способами значительно замедляет работу.
Применение в дорожном хозяйстве. В этой сфере система позволяет подготовить данные для анализа состояния дорожной одежды, профиля и бровки автодороги, определения радиуса кривизны и виражей на протяженных участках. При этом пользователь получает значительный массив информации, детальнейшим образом описывающий дорогу вплоть до последней кочки.
Управление территориями. Topcon IP-S2 может применяться управляющими организациями для инвентаризации объектов инфраструктуры — дорожных знаков, наземных коммуникаций, выходов подземных коммуникаций, искусственных неровностей и т. д.
В последнее время одной из актуальных тематик является создание 3D-моделей городов с целью более эффективного управления территориями.
Цифровая картография, сбор данных для ГИС. В этой области чаще всего требуется сканирование с целью мобильного картографирования или уточнения уже существующих материалов. Если на съемку протяженного участка застроенной территории в зависимости от выбора технологии могут уйти дни, недели, то с помощью Topcon IP-S2 справиться с такой задачей можно за считанные часы. При этом качество полученных данных не будет уступать традиционным методам съемки.