Marcel Hubrig

Monitoring

Im Rahmen dieser Diplomarbeit wurde ein vorhandenes Monitoring-System im praktischen Einsatz getestet. Dazu stand ein Präzisionstachymeter TCA 2003 der Firma Leica zur Verfügung.Die während des automatischen Betriebs des Monitoring-Systems gewonnenen Tachymeterdaten waren auf ihre Genauigkeit hin zu untersuchen. Des Weiteren ist die Zuverlässigkeit sowie die Funktionalität der einzelnen Softwarekomponenten zu prüfen und gegebenenfalls zu verbessern.
Die praktischen Untersuchungen am zu testenden Monitoring-System wurden auf dem Dach des Beyer-Baus durchgeführt. Damit ist der Fremdzugriff auf das Tachymeter gewährleistet und weiterhin die Voraussetzung für störungsfreie Sichten zu den Punkten gegeben. Um die Untersuchungen in verschiedenen Entfernungsbereichen durchführen zu können, wurden zwei Netze installiert. Die Punkte eines kleinen Netzes mit Distanzen zwischen 10 und 13 m sind auf Betonpfeiler und der Brüstung des Daches befestigt worden. An umliegenden Gebäuden sind die Prismen des großen Netzen mit Distanzen von 120 — 220 m angebracht worden. In jedem Netz wurde ein beweglicher Objektpunkt montiert, mit dessen Hilfe Bewegungen simuliert werden können. Die Bewegung des Punktes kann mit einem Messverfahren übergeordneter Genauigkeit kontrolliert werden. Somit ist die Bewertung, der mit dem Tachymeter gemessenen Objektpunktbewegung möglich.
Während der praktischen Untersuchung traten einige Probleme auf, welche den vollautomatischen Betrieb des Systems blockierten. Die Ursache konnte jeweils in fehlenden Eigenschaften der Steuersoftware gefunden werden. Durch die Erweiterung der einzelnen Steuermodule konnten diese Fehlerquellen für künftige Einsätze ausgeschlossen werden. Des Weitern stelle sich der Energiesparmodus des Betriebssystems als beeinflussender Faktor heraus. Dieser muss bei dem Steuercomputer unbedingt abgeschalten werden.
Die anschließende Auswertung der Messdaten mit dem zu untersuchendem Programm INFOSYS, war auf Grund einer Vielzahl von Fehlern in der Software nicht möglich. Daraufhin wurde ein eigener Auswertungsalgorithmus in Form eines automatischen Batchlaufes erstellt. Dabei sind schon vorhandene Module des Programmsystems PANDA verwendet worden. Für die Genauigkeitsuntersuchung der Tachymeterdaten wurden zum einen die Rohmessdaten und zum anderen die simulierten Objektpunktbewegungen herangezogen. Mittels der errechneten Standardabweichung konnten die Rohmessdaten bewertet werden. Es stellten sich für die Richtungsmessgenauigkeit signifikante Unterschiede, für die beiden untersuchten Entfernungen und für die unterschiedlichen äußeren Bedingungen (Temperatur, Lichtverhältnisse), im Genauigkeitsniveau heraus. In der Arbeit wurden Vorschläge für verbesserte Schutzeinrichtungen des Tachymeters und der Prismen gezeigt, um bei künftigen Einsätzen des Montoring-Systems diese äußeren Einflussfaktor zu minimieren. Die simulierten Objektpunktbewegungen konnten mit Hilfe der Tachymetermessung und der anschließenden Auswertung durch die Helmert-Transformation sehr präzise nachgewiesen werden. Für den Bereich des kleinen Netzes traten maximale Abweichungen von 0,5 mm und für das große Netz von 1,6 mm gegenüber dem Sollwert auf.
Eine weitere Aufgabe dieser Arbeit bestand in der Entwicklung einer Steuersoftware für den Tachymeter TCA 2003 zur Anwendung in der Baumesstechnik. Das dabei verfolgte Ziel war die Messung eines Punkte in möglichst kurzen Zeitintervallen bei maximaler Genauigkeit. Dazu wurde die Idee der Prismenpositionierung durch eine reine Winkelmessung mit Hilfe der ATR untersucht. Bei praktischen Tests der Software mit einem bewegten Reflektor, stellen sich die verwendeten GeoCOM-Befehle als nicht geeignet heraus. Bis zum Ende der Arbeit wurde versucht durch alternative Steuerbefehle bzw. Befehlskombinationen eine geeignete Lösung zu finden. Die mehrmalige Kontaktaufnahme mit Leica brachte ebenfalls keinen Erfolg, da der Hersteller die Existenz des benötigten Befehls zwar bestätigte, jedoch die Weitergabe an Kunden verweigerte.
Die aus diesen Untersuchungen resultierende Steuersoftware ist in der Lage, einen einzelnen Punkt in verschiedenen Messmodi mit unterschiedlicher Messgeschwindigkeit und —genauigkeit zu erfassen. Dabei stehen Genauigkeitsuntersuchungen für die einzelnen Messmodi noch aus und bleiben damit weiteren Arbeiten vorbehalten. Im letzten Kapitel der Arbeit wurden die theoretischen Grundlagen der Auswertung einer solchen Genauigkeitsmessung durch den Kalman-Filter erläutert und auf einige Randbedingung hingewiesen.