Maanmittaus
Kenttäkalibrointi Trimble S-sarjan-takymetreille
Kenttäkalibrointi on hyvä keino selvittää takymetrin kunto. Tapio Kärkkäinen ja kenttäkalibroinnissa tarvittavat laitteet: takymetri, jonoprisma, jalustat ja tallennin.
Onko sillä merkitystä? Milloin se kannattaa tehdä? Meneekö siihen paljon aikaa? Eikö sen voi antaa huollon tehtäväksi? Missä sen voi tehdä?
Kaikki ovat kysymyksiä, joita olen teknisenä tukena toimiessani kuullut, kun on ollut puhe takymetrin kenttäkalibroinnista. Kenttäkalibroinnin merkitys on helppo osoittaa tekemälläni koejärjestelyllä. Kokeeseen tarvitaan 1 takymetri, kaksi jalkaa, jonoprisma sekä työtä helpottamaan tallennin. Kenttäkalibroinnin Trimblen S-sarjan takymetrillä voi myös tehdä ilman tallennintakin, mutta silloin joutuu tiirailemaan kojeen rungon kyljessä olevasta pienestä näytöstä.
Kojejärjestelyyn tarvitaan lisäksi avointa tilaa reilu sata metriä; autolock-kollimaation suorittamiseksi, samaan kohteeseen on hyvä tehdä vaakakollimaatio-tähtäykset. Koje on hyvä nostaa lämpenemään tai jäähtymään, ennen toimenpiteitä. Nyrkkisääntö on, että kojeen pitäisi sopeutua ympäröivään lämpötilaan lämpötilaero kerrottuna kahdella minuutilla. Esimerkki: tuodaan koje sisältä ulos, sisälämpötila on 20 °C ja ulkona 15 °C. Lämpötilaero on 5 astetta, ja kun se kerrotaan 2 minuutilla, saadaan sopeutumisajaksi 10 minuuttia.
Kompensaattorin kalibrointi
Kun jonoprisma on viety yli sadan metrin päähän, voidaan aloittaa kenttäkalibrointi. Access-ohjelmasta löytyy valikosta Koje -> Kojevirheet, jonka kautta pääsee kenttäkalibrointiin. Kalibrointi suositellaan tekemään Accessin esittämässä järjestyksessä. Ensimmäisenä on kompensaattorin kalibrointi. Koje tasataan mahdollisimman tarkasti. Kompensaattorin kalibrointi on automaattinen prosessi, johon menee aikaa noin minuutin verran. Koje pyörii hitaasti itsensä ympäri.
Vaakakollimaatio ja tappikaltevuuden määritys
Seuraavaksi suoritetaan vaakakollimaatio ja tappikaltevuuden määritys. Vaakakollimaatiossa tehdään tähtäykset putken ollessa lähes vaakasuorassa asennossa. Vähemmän kuin 3 astetta vaakatasosta. Tähtäyksiä kannattaa tehdä vähintään kolme ykkös- ja kakkosasennossa. Jokainen havainto kannattaa tähdätä manuaalisesti. Tappikaltevuuden merkitys näkyy ylös- tai alaspäin suuntautuvissa tähtäyksissä, ja siksi putken asennon tulee olla riittävän pystyssä – enemmän kuin 30 astetta tappikaltevuuden mittauksen aikana. Tähtäyspiste voi olla joko maassa tai rakennuksen räystäässä esim. tarrapiste.
Autolock-kollimaatio
Autolock-kollimaatio on viimeinen suoritettavista toimenpiteistä. Nyt tarvitaan prismaa. Koje mittaa etäisyyden ja jos se on alle sata metrinä, tulee ilmoitus liian lyhyestä etäisyydestä. Autolock-kollimaatiossa koje suorittaa tähtäykset prismaan molemmissa kojeasennoissa ja laskee näiden perusteella korjausarvot autolock-tähtäyksille. Putken läpi katsottaessa ristikko osoittaa hieman ohi prisman keskikohdasta. Ei kannata säikähtää ja lähettää kojetta saman tien huoltoon, vaan se on ominaisuus ja havaintopoikkeama korjataan saaduilla korjausarvoilla.
EDM-vakio
Lisäksi on vielä EDM-vakio. Jotta siihen saataisiin korjausarvo, tarvittaisiin referenssimittarata. Tähän soveltuvia laserinterferometri-ratoja on Suomessa vain kaksi tai kolme. Joten tähän ei kannata koskea.
Paljonko kojeen arvot paranevat kenttäkalibroinnilla? Tämä on kojekohtaista ja on riippuvainen kojeen tarkkuudesta, käsittelytavoista, suurista lämpötilavaihteluista ja monesta muusta asiasta. Tekemässäni kalibrointitestissä mittasin ensin 10 havaintoa molemmissa kojeasennoissa, tein kenttäkalibroinnin ja toistin uudelleen saman 10 havainnon mittauksen. Tällä tavalla sain keskenään yhtenevät vertailuarvot.
Erot mittauksissa
Ensimmäisen mittaussarjan välillä 1- ja 2-asennon suurin ero vaakakehän lukemassa oli 8,4 mgon ja pystykehällä 41,8 mgon. Vastaavasti pienin ero oli 4 mgon ja 33 mgon. Koje oli S7 1” (0,3 mgon). Arvot eivät ole lähelläkään vaadittua 0,3 mgon. Koje on todennäköisesti saanut jonkin pienen kolahduksen. Kenttäkalibroinnin jälkeen suurin arvo oli vaakakehällä 0,1 mgon ja pystykehällä 0,09 mgon. Pienin 1- ja 2-asennon ero oli 0,07 mgon ja 0,01 mgon. Tuloksissa oli huomattava ero ennen ja jälkeen kenttäkalibroinnin.
1 sekunnin kojeen kulmatarkkuus sadan metrin päässä on 0,48 mm. Jos sokeasti olisi vain luotettu kojeeseen, mittauksen epävarmuus olisi ollut sadan metrin etäisyydellä kojeesta 2,8 mm. Milloin tällaisella eroavaisuudella on merkitystä, on täysin mittauksen tavoitteista kiinni. Jos mitataan maastomallia 2 metrin sauvalla, jolloin pelkkä sauvan yläpään heiluminen aiheuttaa suurempaa virhettä. Pulttikehien ja teollisuuden koneiden mittaamisessa tällaiset virheet eivät ole hyväksyttäviä.
Kalibroinnin kesto
Kenttäkalibroinnin suorittamiseen kului aikaa n. 15 minuuttia, kun koje ja prisma oli saatu asetettua paikoilleen. Kokonaisuudessaan minulla kului aikaa noin puoli tuntia, koska ulko- ja sisälämpötila olivat hyvin lähellä toisiaan. Kojeen sisäisen lämpötilan tasaantumista ei tarvinnut kauaa odotella. Lämpötilan tasaantumisen aikana vein prisman yli sadan metrin päähän.
Kenttäkalibrointi on hyvä keino selvittää takymetrin kunto. Jos arvot alkavat heitellä jatkuvasti paljon, niin silloin on syytä toimittaa koje huoltoon. Trimble suosittelee kojeen säätöjen testaamista seuraavissa tilanteissa:
- Milloin tahansa, kun kojetta on voitu käsitellä karkeasti kuljetuksen aikana.
- Kun ympäristön lämpötila poikkeaa yli 10 astetta edellisestä kollimaatiokokeesta.
- Välittömästi ennen suuren tarkkuuden kulmamittauksia yhdellä pinnalla.
Kenttäkalibroinnin voi teettää myös Geotrimin huollossa, jos on valmis, että koje on pois työmaalta mahdollisesti 1-2 vuorokautta. Mutta kun sen opettelee tekemään säännöllisesti, koje ei ole pois tuottavasta työstä ja mittaaja voi luottaa omiin työkaluihinsa.
Kirjoittaja:
Tapio Kärkkäinen
Tekninen asiantuntija
Trimble S7
Robottitakymetri
Jos tarvitset lisäksi kalibrointitodistuksen, varaa aika huoltoomme. Valtuutetussa huollossa tehdystä kalibroinnista saat aina kalibrointitodistuksen