Метою дослідження є розробка методики калібрування автоматизованої системи моніторингу вертикальності щогл та веж радіозв'язку з використанням геодезичних вимірювань з метою отримання поправок в інклінометричних вимірах щодо вертикальної осі конструкції. Існують два різні методи, які використовуються для визначення вертикальності вежі: використання спостережень глобальних навігаційних супутникових систем (GNSS); тривимірні наземні геодезичні вимірювання з використанням тахеометрів або традиційних методів геодезичних вимірювань. Ця стаття зосереджена на використанні мікроелектромеханічних систем (MEMS) з двоклінічним інклінометром для вимірювання малих кутів на радіокомунікаційній вежі для отримання змін відносно вертикальної осі конструкції. Однак початковий нахил вежі можна обчислити, моделюючи змінні, отримані з даних інклінометрів у поєднанні з геодезичними вимірюваннями. The method of achieving this goal is provided by theoretical and experimental studies to perform assembly calibration errors using inclinometer data and total station measurements. The main result of the study is the possibility of taking into account the initial position of the MEMS sensor defined as the angle between inclinometer and masts and towers construction. Differences between the calculated and the measured by inclinometer pitch and roll angles at the same time give the correction to be applied to sensor data. Also, for high precision calibration of inclinometer sensors the influence of total station accuracy on determination of yaw-pitch-roll parameters was estimated. Scientific novelty: Based on relationship between total station and platform topocentric coordinate systems the formulas for sensor platform orientation parameters calculation were derived. Practical significance: the proposed methodology allows calibrating MEMS sensors installed on the radio communication masts and towers using total station measurements from single ground control point. Метод досягнення цієї мети забезпечується теоретичними та експериментальними дослідженнями для виконання збору помилок калібрування з використанням даних інклінометрів та вимірювань за допомогою тахеометрів. Основним результатом дослідження є можливість врахування вихідного положення датчика MEMS, визначеного як кут між інклінометром та конструкцією щогл та веж. Різниці між обчисленими та виміряними нахилами інклінометра та кутами нахилу одночасно дають коригування, яке слід застосувати до даних датчика. Крім того, для високоточної калібрування датчиків інклінометрів був оцінений вплив точності тахеометра на визначення параметрів відхилень. Наукова новизна: На основі співвідношення загальної станції та топоцентричної системи координат були отримані формули для розрахунку параметрів орієнтації платформи датчика. Практичне значення: запропонована методологія дозволяє калібрувати датчики MEMS, встановлені на щоглах і вежах радіозв'язку, використовуючи вимірювання тахеометром з однієї опорної точки.
- Batusov, V., Budagov, J., Lyablin, M., Shirkov, G., Gayde, J. C., Di Girolamo, B., Mergelkuhl, D., & Nessi, M. (2014). The Laser Reference Line Method and Its Comparison to a Total Station in an ATLAS-Like Configuration. Physics of Particles and Nuclei Letters, 11(3), 299-308.
- Batusov, V., Budagov, J., Lyablin, M., Shirkov, G., Gayde, J. C., & Mergelkuhl, D. (2015). The calibration of the precision laser inclinometer. Physics of Particles and Nuclei Letters, 12(7), 819-823.
- Franceschini, F., Galetto, M., Maisano, D. & Mastrogiacomo, L. (2014). Large-scale dimensional metrology (LSDM): from tapes and theodolite to multi-sensor systems. International Journal of Precision Engineering and Manufacturing, 15(8), 1739-1758.
- Gao, Y., Lin, J., Yang, L., & Zhu, J. (2016). Development and calibration of an accurate 6-degree-of-freedom measurement system with total station. Measurement Science and Technology, 27(12), 125103.
- Keong, I. (1999). Determining Heading and Pitch Using a Single Difference GPS/GLONASS Approach. UCGE Reports, Number 20134, Calgary, Alberta.
- Kim, Y. K., Kim, Y., Jung, Y. S., Jang, I. G., Kim, K. S., Kim, S., & Kwak, B. M. (2012). Developing accurate long-distance 6-DOF motion detection with one-dimensional laser sensors: Three-beam detection system. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 60(8), 3386-3395.
- Luhmann, T. (2009). Precision potential of photo-grammetric 6DOF pose estimation with a single camera. ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing, 64(3), 275-284.
- Liu, Z., Zhu, J., Yang, L., Liu, H., Wu, J. & Xue, B. (2013). A single station multi-tasking 3D coordinate measurement method. Measurement Science and Technology. 24(10):105004.
- Li, Y. H., Qiu, Y. R., Chen, Y. X. & Guan, K. S. (2014). A novel orientation and position measuring system for large and dium scale precision assembly. Optics and Lasers in Engineering, 2014, 62: 31-37.
- Roberts, G. W., Meng, X. L. & Dodson A. H. (2004). Integrating a Global Positioning System and accelerometers to monitor the deflection of bridges. Journal of Surveying Engineering, 130(2), 65-72.
- Roberts, G. W., Cosser, E., Meng, X., & Dodson, A. (2004). High frequency deflection monitoring of bridges by GPS. Journal of Global Positioning Systems, 3(1-2), 226-231.
- Zhang, Z. (2000). A flexible new technique for camera calibration. IEEE Transactions on pattern analysis and machine intelligence, 22(11), 1330-1334.
- Widerski, T. & Kurałowicz, Z. (2014). Geodesic monitoring of tower and mast structures. Reports on Geodesy, 411-417.