CC BY
54УДК622.1
валидность сканирующей тахеометрии _в решении комплекса маркшейдерских задач*_
Курбатова В.В. - кандидат технических наук, доцент кафедры горного дела, Северо-Восточный государственный университет
Аннотация: выполнен анализ валидности аппаратного обеспечения маркшейдерских работ ведущий к созданию автономных и взаимозаменяемых подсистем, связанных со съемкой и внешним ориентированием в пространстве измерений, отвечающих за выполнение необходимых измерений и координатное обоснование.
Ключевые слова: сканирующая тахеометрия, сканер, маркшейдерские измерения, съемка.
Введение.
Я а сегодняшний день одной из актуальнейших задач маркшейдерской службы на горных предприятиях является интенсификация съемочного процесса при минимуме трудозатрат с максимальной безопасностью. Исходя из этого, был выполнен анализ валидности сканирующей тахеометрии в решении комплекса маркшейдерских задач в реальных производственных условиях на Дукатском золотосеребряном
месторождении, расположенном на территории Омсукчанского района Магаданской области РФ.
На руднике «Дукат» применяется система отработки запасов с подэтажным обрушением (рис. 1). Рудное тело подготавливается к выемке подэтажными штреками и отрезными восстающими (рис. 2, а). После подготовки камеры по заданным линиям разрезов производится бурение вееров скважин в соответствии с паспортом бурения (рис. 2, б).
Рис. 1. Система разработки с подэтажной отбойкой руды
б) я л я
Рис. 2. Общий вид рудного штрека (а) и проектный разрез (б)
По завершении бурения и съёмки скважин, их наносят на проектные разрезы, по которым производится предварительный расчёт товарной руды. После чего производится заряжание и взрыв вееров. После взрыва и уборки ГРМ производится съёмка очистного пространства. Точность определения объёма, в высокой степени, зависит от достоверности и полноты съёмки очистного пространства.
Анализ применения тахеометра при съёмке очистного пространства. На предприятии применяется как тахеометрическая съемка очистного пространства, так и съемка лазерным полостным сканером MDL VS 150. При съемке электронным тахеометром Sokkia высокое влияние играет человеческий фактор. Так как в очистном пространстве велик риск обрушения породы, то правила техники безопасности запрещает нахождение человека в этой камере, поэтому должным образом произвести съёмку не предоставляется возможным, кроме того человеческий глаз может упустить или не различить некоторые важные детали. Таким образом, съёмка очистного пространства должна производиться инструментом исключающим нахождение человека в камере, и сводящим к минимуму влияние человеческого фактора, таким как лазерный сканер MDL VS 150.
Анализ принципа работы и устройство сканера. Лазерный полостной сканер MDL VS 150 (рис. 3) - это защищённый полевой инструмент, спроектированный для быстрого получения 3D-лазерных сканов подземных выработок, доступ в которые ограничен. Инструмент для сканирования монтируется на штангах, штативах или подручных средствах потребителя. Сравнительно лёгкий и небольшого размера инструмент предоставляет потребителю широкие возможности доступа в выработку, что означает точное измерение её размера и объёма, о чём, ранее можно было судить лишь приблизительно.
Лазер прибора VS 150 использует технику измерений на принципе «время пролёта» луча от источника до любой цели без необходимости размещения на ней отражателя. Это позволяет проводить измерения с безопасной дистанции. Скорость сбора дан-
ных - 250 точек в сек, при этом дальность действия составляет 150 м, точность -±0,2 градуса, разрешение 0,1 градуса.
Рис. 3. Полостной сканер MDL VS 150
В дополнение к данным сканирования, идёт сбор данных от встроенных сенсоров наклона в двух плоскостях. Это означает, что все точки получают точную пространственную ориентацию относительно самого сканера, а все множество сканов, собранных в процессе съёмки, легко «сшивается» в образ выработки. Выходные данные затем накладываются на проекты, или используются для построения картины выработки или камеры, выбранной для съёмки.
Инструмент VS 150 представляет собой лазерный модуль на двух осях подвеса во вращающемся основании. Само основание смонтировано одним концом на оси горизонтальной круговой площадки. В лазерном модуле размещены оптические и электронные компоненты, обеспечивающие измерения расстояния до целей (без отражателей) до 150 м. Два окна на лазерном модуле защищают оптику передатчика и приёмника (рис. 4). Через эту оптику ИК-лазер посылает измерительные импульсы и получает в ответ отражённый сигнал. Третье, маленькое окно защищает видимый лазерный указатель «красная точка», включаемый для прицеливания сканера.
Рис. 4. Оптико-электронные компоненты
В основании имеются 2 мотора для перемещений лазерного модуля в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Здесь же размещены кодировщики движений, которые точно определяют углы движений в плоскостях.
Эта комбинация вращения в двух осях, даёт сканеру следующие углы обзора: 360° в горизонтальной плоскости и 270° - в вертикальной (рис. 5).
Рис. 5. Вращение сканера в двух осях
Само же основание ограничивает обзор модулем сектора в 90°, обращённого назад к основанию.
а)
б)
Модель сканера MDL VS 150 позволяет производить следующие типы сканирования: обзорный, совмещённый, горизонталь-ный,вертикальный, горизонтальный круг, вертикальный круг и скан оператора.
Оптимальным вариантом является горизонтальное сканирование, при нём горизонтальная ось будет постоянно вращаться на 360°. А после каждого её поворота вертикальная ось будет поворачиваться на один заданный интервал (минимальное значение которого равно 0,1°). Оптимальным является интервал в 1,5°, при нём время сканирования составляет около 20 мин.
В цилиндрической части основания имеется три резьбы, которые служат в помощь оператору при подаче сканера в камерное пространство. Две резьбы для призм (применяются для позиционирования и ориентации сканера) размещены в верхней части цилиндр а (рис. 6, а, б). Сканер имеет в основании цилиндра разъём для кабеля (рис. 6, в).
Ж
в)
т
Рис. 6. Призмы (а, б) и разъем кабеля (в)
Другой конец кабеля присоединяется к интерфейсному блоку (рис. 7). На боковых поверхностях интерфейсного блока размещены следующие три разъёма:
1. Разъём 4-pin с названием «Scanner» (сканер) для главного кабеля VS 150. Этот кабель обеспечивает питанием сканер и обеспечивает двухсторонний обмен данными между сканером VS 150 и ПО.
2. К разъёму 6-pin с названием «Power»(питание) могут присоединяться любой из трёх кабелей питания: от батарейного блока MDL, от кабеля с захватами типа «крокодил» или главного питания.
Стандартное питание должно быть 110...240 В пер. или 11...15 В пост. При па-
д е н ии входного напряжения ниже 10,5 В система выключится.
3. Разъём 3-pin через кабель RS232, идущий в поставке, обеспечивает последовательный интерфейс с управляющим ПО. Его название «Data» (данные).
Рис. 7. Интерфейсный блок
Модель VS 150 поставляется с интерфейсным блоком и фирменным ПО Void-Scan. Интерфейсный блок выполняет роль распределителя «Питание» / ПО VoidScan.
Также в комплект входит адаптер (рис. 8), его назначение - сопряжение сканера с устройством подачи в очистное пространство. На адаптере также имеется стандартная резьба для его монтажа.
Сканирование производится со штатива (рис. 9) или при отсутствии доступа в очистную выработку с подвижной балки (рис. 10, а), для оптимизации процесса сканирования балку крепят на горной технике (рис. 10, б). Сканер с двумя прикрепленными призмами и кабелем помещается
в камеру от линии отрыва на 1...5 м. Оптимальное расположение в очистном пространстве на 1,5 м от линии отрыва для избежания «слепой зоны».
Рис. 8. Адаптер
1.
Рис. 9. Подача сканера в очистное пространство на балке
I - № v
№ -1
Ч-УчЬкЛЧ • i
Рис. 10. Подача сканера в очистное пространство на штативе (а) и на балке с автомобиля (б)
Сканер поставляется в транспортировочном кейсе, он помогает защитить инструмент от небольших ударов и воздействий внешней среды.
Лазерный сканер VS150 управляется дистанционно с ПК или карманного компьютера с помощью программного обеспечения «VoidScan», которое выкладывает данные на экране в режиме реального времени.
Данный сканер подходит для большого диапазона съёмок и измерительных функций, например, таких как:
- наземное моделирование для построе-
ния топологии и измерения объёмов;
- мониторинг рудных проходов;
- съёмки в заброшенных рудниках;
- профилирование тоннелей;
- мониторинг устойчивости объектов;
- измерение объёмов горных выработок и очистного пространства при добычных работах.
Анализ методики сканирования.
Очистные выработки по мере выемки полезных ископаемых непрерывно перемещаются в пространстве.
Для точных измерений объемов добытого полезного ископаемого, потерь, точного пространственного расположения необходима маркшейдерская съемка. Нахождение в очистном пространстве является опасным из -за возможных отслоений горной массы с бортов очистного пространства. Для этих операций и применяется полостной сканер. Нахождение оператора сканера предусматривается вне очистного пространства на безопасном расстоянии. Перед сканированием камеры производится отгрузка ГРМ и зачистка выработки.
Перед подачей сканера и установкой для съёмки необходимо осмотреть место работы, т.е. место, откуда будет производиться подача и оценить следующие факторы:
1. Свободные подъездные пути к точкам сканирования (вывезена взорванная горная масса, зачищены подъезды к камере);
2. Наличие места для монтажа штанги и прокладки кабеля;
3. Размер камеры на предмет сканирования из одного места, видимость всех интересующих нас зон, доступность этих мест по дальности от места установки инструмента;
4. Атмосферные условия: густые пылевые облака, туман или высокая влажность, очень яркие источники света, направленные прямо на предполагаемое место установки лазера.
Для обеспечения безопасности процесса сканирования должны выполняться следующие условия:
а - обеспечен доступ к точкам сканирования без нахождения персонала под очистным пространством;
б - приостановлены погрузочно-откаточные и буровзрывные работы на вышележащих горизонтах сканируемой камеры.
Присоединив к сканеру призмы и кабель, крепим его к штанге или штативу и подаём в очистную камеру, так, чтобы инструмент был, как можно дальше отдален от бортов, и поле зрения сканирующего луча охватывало как можно большее пространство. Кабель укладываем по подошве выработки.
Тахеометром измеряем координаты обоих призм с привязанной к шахтной системе координат (рис. 11).
X/V
С"1 £ А / V
//vL
Призма цгшнга tf/ fir
При^nотбора^ ff^
Рис. 11. Замер призм
На ПК запускаем программу VoidScan. Программа VoidScan обеспечивает дистанционное управление инструментом, а также просмотр в реальном времени собранных данных, анализ и редактирования всех набор о в д анных, интеграцию наборов в общий п р о цесс и экспорт данных в программы других производителей.
В программе VoidScan создаем новый проект, задаем его имя, место хранения, выбираем интервал и конфигурацию сканирования (рис. 12).
Рис. 12. Окно дистанционного управления сканера MDL VS 150 После запуска сканер автоматически проводит сканирование в соответствии с заданными параметрами. После запуска сканирования вмешательство оператора не требуется.
Графический вид занимает большую часть окна ПО VoidScan (рис. 13). Все текущие сканы отображаются здесь в реальном времени.
Кроме этого, ранее записанные сканы, собранные в рамках текущей модели Void-Scan, перечислены в «дереве» проектов и могут быть включены и исключены в графическом виде по необходимости.
Рис. 13. Графическое окно в процессе сканирования
Все отображённые данные доступны для просмотра, работы и редактирования с помощью инструментов. Большинство функций доступны как в процессе сканирования, так и в постобработке, когда сканер С VS150 не связан с ПО VoidScan.
Любые действия с данными будут влиять на наборы данных, задействованных для просмотра на экране. В строке состояния отслеживаем текущее количество колец из общего количества, запланированных для всего скана и оставшееся время сканирования. Все собранные точки отображаются в реальном времени в главном графическом окне (рис. 14). Здесь в процессе скана отображаются все графические функции. Любые препятствия или проблемы будут немедленно видимы оператору.
Рис. 14. Отображение очистного пространства в виде точек
По окончании сканирования сканер VS 150 возвратится в исходное положение. Также отобразится текстовый отчёт с основными данными скана, включающими количество собранных точек, количество отсканированных кругов и т.п. Этот файл автоматически сохранится как «*.txt» в том же месте, где и файл проекта. Выбираем «Close» (закрыть) для закрытия окна. Нужно быть уверенным, что ни штанга, ни ска-
нер не сдвинутся в процессе сканирования. Любое движение станет причиной искажений и неточностей в скане. Если в процессе скана было обнаружено движение системы, то высветится предупредительное сообщение. В этом случае оператор должен решить, нужен ли дополнительный скан.
Анализ принципа обработки данных сканирования. По завершении работы сканер становится в начальное положение готовности, а в программе VoidScan отобразит текстовый отчёт по скану. Дальнейшая обработка данных позволяет получить разрезы по снятой камере и произвести подсчёты фактически отбитой горной массы, потерь и разубоживания.
Камеральная обработка 3D-лазерных сканов горных выработок выполняется в ПО VoidScan, входящую в комплект поставки сканера и представляет собой ввод координат призм отражателей (для ориентирования скана) (рис. 15), составление каркаса скана, редактирование каркаса, построение в 3D-линиях сечений, подсчёт объёмов.
Рис. 15. Окно позиционирования призм
Линейка функций для обработки данных сканирования (рис. 16), представленная в программе VoidScan, довольно функциональна и даёт возможность непосредственно на месте сканирования решать инженерно-технические задачи.
Программа VoidScan поддерживает несколько форматов сохранения данных, в том числе и формат «*.dxf», что позволяет нам экспортировать данные сканирования в такие программы как AutoCAD, AutoCAD Civil, Datamine Stidio 3 и другие программы работающие с 3-D моделями.
office.mdl VoidScanner 1.05
I He £d)t Draw ytew Reports Hep
&МЛ aiBfi /1 QiQioni*i**i i tbi-tiM ru-i M 1 irXfl
LULLUI 3|pf7clit?lalal ieJäJ ъШ ¿¿J
Рис. 16. Линейка функций программы VoidScan
Компьютерные продукты Datamine Studio 3 в совокупности сегодня представляют собой наиболее мощную и гибкую систему в мире для моделирования рудных месторождений и проектирования горных работ. Использование геоинформационной системы Datamine Studio 3, при производстве маркшейдерских работ на руднике, позволяет оперативно вносить изменения и пополнять графические материалы данными полевых работ, проектировать и планировать горные работы, обеспечивать наглядность и информативность графики, быстро выполнять подсчет запасов различными методами, обеспечивать сохранность информации и быстрый ее поиск.
В программе Datamine Studio 3, на основе полученных данных сканирования, создаем объемную модель отсканированного пространства, которая позволит рассчитать объем отбитой ГРМ в камере. В дальнейшем, при совмещении объемной модели с исходными данными о качестве полезного
ископаемого, можно получить данные об объемах добытого полезного компонента и проценте разубоживания. Также, данная модель позволит получить представление о качестве бурения взрывных скважин, об объемах обрушений, и оперативно вносить изменения в процесс отработки.
В Datamine импортируем проект точек с «VoidScan», каркас горизонта, буровзрывные скважины, линии вееров и каркас рудной зоны (рис. 17).
По линиям разрезов отрисовываем 3-D линии по контуру точек скана («loops») (рис. 18).
Строим каркас очистного пространства по «loops» (рис. 19).
Готовый каркас очистного пространства готов к решению многочисленных вопросов в горном деле. Такой вопрос как, например, оперативный подсчет объемов отбитого ГРМ (рис. 20).
Рис. 17. Отображение в Datamine проекта точек с «VoidScan», каркас горизонта, буровзрывные скважины,
линии вееров и каркас рудной зоны
Рис. 18. 3-D линии по контуру точек скана («loops»)
Рис. 19. Каркас очистного пространства
Использование полостного сканера MDL VS 150 позволяет ускорить процесс получения данных об объемах добычи на руднике «Дукат», это является важным фактором, так как объемы добычи, при относительно небольших выемочных мощностях, весьма велики. Также работа со сканером позволяет поднять качество и точность из-
мерений и вычислений объемов добычных работ маркшейдерской службой. Немаловажное значение имеет тот фактор, что использование сканера помогает исключить присутствие оператора непосредственно в опасных зонах, а также производить сканирование в местах, где обычная съемка просто невозможна.
Рис. 20. Оперативный подсчет объемов отбитой ГРМ
Анализ использования лазерного сканера при решении инженерно-технических задач. В процессе отработки очистных камер появляется ряд вопросов, таких как контроль полноты отработки запасов (потери), соблюдение проектных параметров разубо-живания, ликвидация "затяжек", засыпка пустот, наблюдение за устойчивостью потолочин и бортов отработанного пространства.
При отработке мощных залежей или залежей с невыдержанной мощностью (места раздувов) иногда при отбойке в борту камеры остаётся рудное тело подлежащее отработке согласно проекту (рис. 21).
До применения сканера такие потери отследить было очень сложно (практически невозможно). Определённая периодичность сканирования очистной камеры позволяет вовремя отследить оставление потерь в борту камеры и принять соответствующие меры (бурение дополнительного веера скважин или бурение горизонтальных скважин). После взрыва дополнительных скважин, произведя контрольное сканирование, мы можем увидеть результаты взрыва (рис. 22).
Важным фактором при отработке залежи является разубоживание. Особенно ва-
жен контроль разубоживания камер при отработке маломощных залежей мощностью 1,5...0,8 метра (рис. 23, 24). Периодически производя сканирование, мы получаем полную 3-0 визуализацию камеры, позволяющую проанализировать данные по проценту разубоживания и своевременно принять меры по его снижению.
Рис. 21. Потери руды при отбойке
Рис. 24. Изменение конфигурации сетки бурения
Рис. 22. Ликвидация потерь
ПРОФИЛЬ 18/
Раэубожибанив— 43Х
820
<\ 820
Внедрение в работу маркшейдерской службой лазерного сканера позволило получать достоверные данные об объёмах очистных камер, в которых ранее объёмы, потери и разубоживание можно было рассчитать только аналитически.
Наиболее наглядно это видно при одновременной отработке верхней подсечки камеры и межэтажного целика (потолочина). Выдвижная балка позволяет расположить сканер над пустотой, периодичность такого сканирования позволяет собрать полные данные об отрабатываемой камере (рис. 28).
Рудн. штр. ею-1-19
Рис. 23. Контроль за разубоживанием
При этом, наиболее эффективно применяется:
- изменение конфигурации сетки бурения скважин,
- уменьшение диаметра буровой коронки (рис. 25).
Большой проблемой при отбойке очистного пространства является образование "затяжек" (рис. 26). Данные сканирования "затяжки" позволяют отстроить наиболее эффективный паспорт бурения скважин с полевого штрека для её ликвидации
ПРОФИЛЬ 22
(рис. 27).
Разубожибание-ЗбХ
820
820
Рудн. штр. 810- 1-П
Рис. 25. Контроль за разубоживанием после изменения сетки бурения
Заезд 40 рудный штрек
Рис. 26. Затяжка по камере 810-4-1 Рис. 27. Ликвидация затяжки с полевого штрека
Рис. 28. Одновременная отработка верхней подсечки и межэтажного целика
3-0 модель камеры на основе всех данных сканирования, позволяет даже по потолочине просчитать фактический отбитый объём и реальный процент потерь и разубо-живания, до применения сканера эти данные брались с технического паспорта на отработку потолочины.
На руднике «Дукат» для дальнейшей отработки потолочин и устойчивости пустот ведётся закладка очистного пространства. Ежемесячное сканирование позволяет вести учёт объёмов засыпки для маркшейдерского замера (рис. 29).
На руднике «Дукат» лазерное сканирование широко используется для отслеживания геомеханической ситуации за устойчивостью потолочин (рис. 29) и ранее отработанных пустот (рис. 30). По результатам сканирования принимаются инженерно-технические решения.
Использование лазерного сканера и современного ПО позволяют решать разные инженерно-технические задачи, при необходимости непосредственно в штольне.
Карьер 1
Рис. 29. Контроль закладки пустот и устойчивости подкарьерного целика
гГИшИЧ
Рис. 30. Обрушение ранее отработанных пустот
Выводы. Имея представление о возможностях сканера и получаемых результатах, можно определить плюсы и минусы применения указанного оборудования.
К достоинствам можно отнести то, что:
- сканер даёт возможность производить съёмку без нахождения человека в очистном пространстве, что обеспечивает безопасность процесса съёмки;
- возможность производства съёмки в труднодоступных местах;
- полученные результаты дают возможность получения достоверной картины очистного пространства;
- исключено влияние человеческого фактора на процесс и результат съёмки;
- возможность точного определения объёма рудной массы, а также фактических потерь и разубоживания.
К недостаткам:
- высокая стоимость оборудования;
- необходимость наличия автомобиля для перевозки оборудования;
- работа в, относительно, тёплых условиях до -7°С, при отсутствии сквозняка, при более низких температурах, возникают проблемы с подключением и определением устройства компьютером дистанционного управления;
- необходимость приостановки работ в районе сканирования (для исключения влияния на результат сканирования запылённости и загазованности);
- наличие «слепых зон» (рис. 31):
а) вследствие конструктивных особенностей, зона находящаяся позади сканера не может быть снята, в связи с этим необходимо правильно выбрать положения сканера, для снижения влияния наличия слепой зоны на результат съёмки.
б) из-за наличия естественных препятствий на пути прохождения луча сканера (такие как вывалы, уступы, повороты) для снижения влияния данного фактора,
необходимо производство съёмки с разных позиций (желательно - с противоположных сторон камеры).
Рис. 31. «Слепая зона»
Таким образом, сложно однозначно ответить на вопрос о целесообразности применения лазерного сканера. Всё зависит от конкретной ситуации, что важнее, получить достоверный результат или не нарушать производственный цикл, приостановкой работ и подготовкой условий для производства сканирования. С точки зрения маркшейдерского обеспечения, внедрение и применение
указанного оборудования вполне оправдано, с помощью сканера возможно достоверно определять объёмы отбойки, потерь и разу-боживания, что является одной из основных задач маркшейдерской службы, также возможность достоверного определения объёмов по очистным выработкам, позволяет произвести анализ эффективности применяемой системы отбойки (сетка бурения, диаметр скважин и т.д.) и при необходимости внести корректировки, что позволит сократить количество потерь и разубоживания, как следствие и расходы предприятия, контролировать объёмы засыпки очистных пустот и вести мониторинг устойчивости бортов и потолочин отработанных камер.
Анализ существующих предложений на рынке оборудования для геодезических и маркшейдерских измерений позволяет выделить такую тенденцию, как создание измерительных комплексов, включающих различные компоненты. Например, тахеометр дополняется антенной приемника GNSS или гироскопической приставкой. Лазерные сканеры, в свою очередь, тоже могут иметь эти расширения, а также включать инерциаль-ные решения, что позволяет выполнять измерения непосредственно в движении. На рис. 32. показан пример компонентов сложных измерительных систем.
Рис. 32. Компоненты сложных систем геодезической и маркшейдерской съемки
В том или ином составе, эти блоки присутствуют в конструкции отдельных аппаратных решений. Для потребителя (например, маркшейдера) представляет интерес возможность самому определять и оптимизировать состав компонентов для эффективного решения той или иной производственной задачи. Например, существует задача съемки склада лазерным сканером. Можно предложить две схемы: мобильная и статическая в соответствии с рис. 33, 34.
Рис. 33. Мобильный сканер
Рис. 34. Наземный маркшейдерский сканер
Различие в этих схемах лишь в использовании систем ориентирования. В первом случае это инерциальная подсистема, а во втором, гироскопическое ориентирование. Вообще, нам представляется, что маркшейдерский лазерный сканер должен включать возможность его гироскопического ориентирования, что крайне важно в условиях подземных выработок. Это бы существенно повысило эффективность и надежность маркшейдерских лидарных съемок подземных горных выработок.
Другая возможность ориентирования в подземном пространстве может быть связана с использованием технологий типа Multitrack. Такие технологии апробированы на базе роботизированных тахеометров и связаны с захватом и отслеживанием активных целей (марок). Это дает основание
для предложений: использование активных устройств, закрепляемых (подвешиваемых) на точках опорного маркшейдерского обоснования с возможностью автоматической фиксации измерений на них и решение проблемы позиционирования и ориентирования съемок (различными видами сенсоров).
Что является главным для реализации подобных решений, связанных со свободным конфигурированием измерительных систем? Основным сдерживающим фактором развития таких подсистем является:
1. Отсутствие унификации и стандартизации: аппаратных и программных интерфейсов, протоколов и форматов обмена данными средств съемки.
В части форматов данных, есть определенные успехи (форматы SDR для тахометров, форматы LAS для лазерных сканеров, формат SBET для инерциальных систем), но в целом эти вопросы требуют дальнейшего развития. Также развиваются беспроводные технологии передачи данных (Wi-Fi, Bluetooth) и коммуникации устройств, но требуются также и проводные помехозащищен-ные каналы связи между устройствами. А производители, зачастую используют оригинальные конструкции разъемов и не раскрывают протоколы обмена данными с контроллерами.
2. Международные сообщества потребителей измерительных систем уделяют недостаточно внимания разработке стандартов и рекомендации (требований) для производителей оборудования.
3. Отсутствие необходимых стандартов и правил не позволяет создавать универсальные контроллеры, конфигураторы, программное обеспечение сторонним производителям.
Такая разработка бы способствовала снижению цен на контроллеры, унификации программ управления. Конкуренция в этой области благотворно сказалась бы на качестве. Большие перспективы сулят контроллеры с открытой архитектурой операционной системы, что позволило бы включить в состав измерительного комплекса программы сторонних разработчиков, ориентировать, в целом. систему на эффективное решение специальных задач горного производства.
Реализовывать новые методики работ на программном уровне полевого контроллера и решать прикладные задачи непосредственно в режиме реального времени. Здесь очевиден конфликт интересов производителей и потребителей. Производители пытаются «привязать» пользователя к себе и затруднить переход на оборудование других производителей, старается навязать только свое программное обеспечение и, в целом, свою оригинальную технологию. Это все известно и вписывается в эволюцию развития сложных систем, которую можно проследить на примере развития информационно-вычислительных средств. На первом этапе идет ускоренная интеграция различных устройств и технологий в рамках одного изделия.
На следующем этапе идет стандартизация функций и аппаратно-программных интерфейсов подсистем и решаются задачи дезинтеграции изделия на составные части, с целью обеспечения гибкости системы в целом, на уровне оптимизации ее состава; увеличение степени разделения труда за счет привлечения большего числа производителей отдельных компонентов, а в конце этой цепочки получаем более массовые, качественные и дешёвые части и изделия в целом.
Можно предположить, что для геодезических и маркшейдерских электронно-оптических приборов сегодня заканчивается первый этап, практически исчерпаны возможности технологического и качественного роста. Конкуренция свелась на очень частные и мелкие вопросы. Значительный прорыв в этой области возможен только на новой базе, на новом этапе, который связан со значительной структурной «перестройкой».
Второй этап уже «стучится в дверь». Большие перспективы сулит возможность «свободно подключать» к геодезическим инструментам средства позиционирования и ориентирования в пространстве, решение производственных задач в режиме реального времени. Примером создания гибких систем могут служить разработки в военной области. Именно в военной области большое внимание уделяется вопросам гибкости, взаимозаменяемости компонентов сложных систем, передачи оперативного управления си-
стемой разным центрам обработки (контроллеры), унификации программных и аппаратных интерфейсов управления компонентами системы.
Заключение. Анализ валидности сканирующей тахеометрии выявил следующие преимущества:
- мгновенная трехмерная визуализация;
- высокая точность;
- высокая степень детализации;
- высокая производительность труда;
- комфортные условия полевых работ;
- получение результата при любых условиях освещения;
- обеспечение безопасности при съемке труднодоступных и опасных объектов.
- эффективный инструмент решения многих практических задач маркшейдерии и геодезии создания различных видов кадастра, геоинформационных систем и др.
Современные электронно-оптические приборы для маркшейдерских измерений, даже специально разработанные для условий низких температур, не обладают достаточным температурным ресурсом для надежного их использования в зимний период.
Перспектива развития маркшейдерских служб горных предприятий во многом связана с внедрением в практику маркшейдерских работ специализированных транспортных средств. Это не только транспорт для средств измерений и исполнителей, но и перспективная платформа для выполнения самих измерений. Современное производство оптического стекла в России технологически и конструктивно дает возможность выполнять измерения из салона транспортных средств, что кране важно для обеспечения приемлемого для средств измерения температурного режима.
Развитие аппаратного обеспечения маркшейдерских работ ведет к созданию автономных и взаимозаменяемых подсистем, связанных со съемкой и внешним ориентированием в пространстве измерений. Первый тип компонентов отвечают за выполнение необходимых измерений, а второй, за их координатное обоснование.
*Работа выполнена в рамках реализации Программы развития опорного университета на базе БГТУ им. В.Г. Шухова.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Проект отработки запасов центрального участка выше горизонта 930 м. Золото-серебряное месторождение «Дукат», ОАО «МНПО «Полиметалл», 2006 г.
2. Проект расширения и реконструкции рудника в связи с вовлечением в отработку всех запасов месторождения «Дукат» ОАО «МНПО «Полиметалл», 2008 г.
3. План развития горных работ рудник «Дукат» АО «Серебро Магадана» на 2017 год.
REFERENCES
1. Proekt otrabotki zapasov central'nogo uchastka vyshe gorizonta 930m. Zolotoserebry-anoe mestorozhdenie «Dukat», OAO «MNPO «Polimetall», 2006 g.
2. Proekt rasshireniya i rekonstrukcii rudni-ka v svyazi s vovlecheniem v otrabotku vsekh zapasov mestorozhdeniya «Dukat» OAO «MNPO «Polimetall», 2008 g.
3. Plan razvitiya gornyh rabot rudnik «Dukat» AO «Serebro Magadana» na 2017 god.
the validity of the scan tacheometryin the solution of complex surveying tasks
Kurbatova V. V.
Annotation: the analysis of validity of the hardware of surveying works leading to the creation of Autonomous and interchangeable subsystems associated with the shooting and external orientation in the space of measurements. Responsible for performing the necessary measurements and coordinate justification.
Key words: scanning tacheometry, scanner, survey measurement, survey.
© Курбатова В.В., 2018
Курбатова В.В. Валидность сканирующей тахеометрии в решении комплекса маркшейдерских задач //Вектор ГеоНаук. 2018. Т. 1. №1. С. 8-23.
Kurbatova V.V. 2018. The validity of the scan tacheometry in the solution of complex surveying tasks. Vector of Geosciences. 1(1): 8-23.
