Подземная навигация
Проблема определения местоположения под землёй появилась практически одновременно с идеей освоения подземного пространства. В настоящее время при строительстве тоннелей различного назначения широкое распространение получили автоматические навигационные системы. Они позволяют определять пространственное положение тоннелепроходческого комплекса в реальном времени, что значительно увеличивает скорость, точность и качество возводимого сооружения.
Наибольшее распространение получили три системы навигации: SN-PAi, SLS и ACS-II.
Система навигации SN-PAi
Система SN-PAi разработана А. Г. Леоновым и Г. М. Стафеевым.
В её состав входят:
- Тахеометр — робот фирмы «Leica»;
- Проводная или радиомодемная связь между тахеометром и промышленным компьютером;
- Двухосевой инклинометр ИЛМ-01 ;
- Промышленный компьютер;
- Две мотопризмы с креплением;
- Блок питания мотопризм, инклинометра, радиомодема и компьютера;
- Оригинальное программное обеспечение, основанное на ВСН 160-69 «Инструкция по геодезическим и маркшейдерским работам при строительстве транспортных тоннелей».
Работа системы основана на определении электронным тахеометром абсолютных координат (X, Y, Z) двух мотопризм и расчёте через эти данные пространственного положения ножа, хвоста и передней базовой точки щита и их смещения относительно проектного положения. Данная система навигации начала использоваться с 2004 года. В 2019 году 6 щитов из 14 вели проходку тоннелей Московского метрополитена по этой системе навигации.
Система навигации SLS
Система SLS разработана немецкой компанией VMT GmbH.
В её состав входят:
- Тахеометр (обычно «Leica») со встроенным лазером или лазерной насадкой;
- Активная мишень ELS с интегрированным инклинометром;
- Модем/конвертер UPS (yellow box);
- Кабели питания/передачи данных;
- Распределительный щит SLS-T;
- Персональный компьютер с оригинальным программным обеспечением.
Работа системы основана на определении электронными палетками активной мишени относительных координат точки лазерного луча, при помощи программного обеспечения их пересчёт в абсолютные координаты и определение смещения от проектного положения ножа и плоскости мишени.
В 2011 году программа сменила своё название на Tunis (Tunnel and Underground Integrated Software).
Система навигации ACS II
Система ACS II разработана немецкой компанией TACS GmbH.
В её состав входят:
- Тахеометр (обычно «Leica») со встроенным лазером или лазерной насадкой;
- Видео мишень;
- Модем/конвертер UPS (yellow box);
- Кабели питания/передачи данных;
- Двухосевой инклинометр;
- Распределительный щит;
- Промышленный компьютер с оригинальным программным обеспечением.
Работа системы основана на определении относительных координат лазерных точек, на двух палетках мишени (одна из прозрачного оргстекла, вторая не прозрачная) при помощи двух высокоточных видеокамер, и их дальнейший перерасчёт программой в абсолютные координаты, с последующим определением смещения от проектного положения ножа, хвоста и передней базовой точки щита. На небольших проходческих комплексах, в стеснённых условиях, вместо блока видео мишеней стандартного размера применяются мини- (200×400×170 мм) и микроблоки (140×300×120 мм) видеомишеней.