Leica SmartLink – Geo-referenciación en áreas, tan remota como puede ser

Determinar el volumen de un lago y el impacto de cambiar el nivel del agua parece ser un desafío, pero tener que hacer esto en un área remota agrega otra capa de complejidad. IngenieurTeam GEO GmbH de Karlsruhe, Alemania, eligió un enfoque innovador para generar un mapa 3D de un lago alpino por debajo y por encima del nivel del agua para determinar con precisión su capacidad energética. Este artículo pone el foco en cómo el equipo combinó las tecnologías más nuevas para alcanzar niveles de la exactitud como nunca antes en un área remota donde perder posiciones de GNSS RTK es inevitable.

Lago natural que sirve de depósito de energía en los Alpes

El Kloentalersee es un lago natural situado en los Alpes suizos a 848 metros sobre el nivel del mar. Desde 1908 se ha utilizado como depósito, almacenando agua para la producción de energía eléctrica. Una presa a granel (220 metros de largo, 21,5 metros de altura) aumenta la capacidad del lago a un máximo de aproximadamente 39,8 millones de metros cúbicos de agua. Este agua se utiliza en la planta hidroeléctrica de Loentsch para producir energía de pico de carga ajustada al consumo.

La tarea: Determinación muy precisa del volumen de agua disponible en cualquier medidor de agua

En 2016 IngenieurTeam GEO GmbH con sede en Karlsruhe, Alemania fue asignado a mapa precisamente el lago. El contrato fue adjudicado por el propietario de la central eléctrica de Loentsch, el Grupo AXPO, uno de los principales proveedores de energía de Suiza. La tarea consistía en capturar la situación de ensuciamiento del lago y crear un mapa 3D detallado del terreno del lago. El propósito del proyecto era poder calcular con precisión el volumen de agua disponible en cualquier medidor de agua. El mapa 3D tenía que ser georreferenciado al sistema de coordenadas nacional suizo “LV03”.

Un enfoque innovador que combina las tecnologías más nuevas

La precisión solicitada de unos pocos centímetros fue un desafío extremo, sin que existiera un método probado para lograrlo. Con el fin de cumplir con el requisito de precisión IngenieurTeam GEO desarrolló un enfoque completamente nuevo, una combinación de tres tecnologías:

  1. Hidrografía con sonar multihaz
  2. Fotogrametría aérea utilizando un vehículo aéreo no tripulado (UAV)
  3. La tecnología de posicionamiento global del sistema de navegación por satélite (GNSS) con SmartLink de Leica Geosystems, como elemento clave para referenciar con precisión el sonar multihaz y el UAV incluso en circunstancias en que las correcciones RTK tienen cortes debido al entorno.

 

Georreferenciación de alta precisión

Para la hidrografía de alta precisión IngenieurTeam GEO utilizó el barco de sondeo especial “Surveyor” equipado con una ecosonda Teledyne Reson SeaBat 8101 Multibeam. Una antena inteligente Leica Viva GS16 GNSS – montada en el techo de la cabina – debe registrar las coordenadas GNSS del barco y asignarlas en tiempo real con los datos del sonar con una precisión de 1 a 3 cm.

Para la fotogrametría basada en UAV, el equipo decidió utilizar el AIBOTX Aibot X6 UAV con el Aibot HP GNSS 2 RTK, un módulo GNSS de doble frecuencia L1 / L2. Aibotix es parte de Hexagon Geosystems .

Antes de que las mediciones pudieran comenzar, las coordenadas de 27 puntos de control de tierra visual (GCPs) alrededor del lago tenían que ser medidas. Esto se hizo con la antena inteligente GNSS Leica Viva GS16 y con SmartLink para obtener el rendimiento en tiempo real más confiable.

Desafío: Posibles interrupciones de posición GNSS RTK

Antes de comenzar sus mediciones, los expertos debían asegurarse de que las empinadas laderas de las montañas cercanas al borde del agua no causaran ningún problema a la técnica de posicionamiento GNSS. El entorno es desafiante en dos aspectos:

  1. Las señales GNSS están obstruidas en tal área y el uso de la constelación múltiple y la frecuencia múltiple fue clave.
  2. La escarpada cara de montaña de 2000 metros causó un montón de apagones de teléfonos celulares – con la consecuencia de que la precisión de posicionamiento habría disminuido repentinamente de centímetros a metros.

Esas interrupciones podrían haberse corregido mediante el procesamiento posterior de datos GNSS, un paso de proceso manual adicional que requiere mucho tiempo.

Además, la pérdida de datos de corrección RTK de GNSS también significaría la pérdida de control de calidad en tiempo real. El control de calidad en tiempo real es crucial para los expertos en mapeo 3D. Les da una seguridad inmediata de que sus mediciones están completas y que no se han perdido para medir partes del terreno debido a los efectos de sombreado.

SmartLink: Datos de corrección de banda L en tiempo real en áreas remotas

Con el despliegue de Leica SmartLink, el problema de realizar mediciones GNSS de alta precisión en un área completamente remota fue superado con facilidad. Powered by Veripos , que forma parte de Hexagon Geosystems, siete satélites geoestacionarios transmiten correcciones de banda L SmartLink permite una exactitud de posicionamiento de nivel centimétrico al ser independiente de los servicios RTK locales.

Dependiendo de si el enlace de comunicación con el servicio RTK local está disponible o no, la antena inteligente GS16 automáticamente decide cambiar al servicio de banda L SmartLink extra-terrestre. El usuario no tiene que cuidar ni interactuar y normalmente ni siquiera toma nota si la antena inteligente GNSS de Leica Geosystems cambia del servicio RTK terrestre local a SmartLink, con el beneficio de que las mediciones precisas no se interrumpan en absoluto.

Resultados asombrosos entregados con éxito

Resultado final: modelo 3D del Kloentalersee (captura de pantalla de IngenieurTeam GEO GmbH)

IngenieurTeam GEO ha conseguido llevar a cabo con éxito todas las mediciones de acuerdo con su plan en el otoño de 2016. Los siguientes resultados fueron entregados a satisfacción del grupo AXPO:

  • Nube de puntos que contiene casi 135 millones de coordenadas XYZ
  • Grabación de todos los 2’855’204 metros cuadrados de la Kloentalersee en sólo cinco días
  • 4’400 imágenes aéreas de alta resolución
  • Un modelo 3D preciso y fiable
  • Mapa topográfico preciso con líneas de elevación

El resultado deseado fue totalmente alcanzado: AXPO ahora es capaz de determinar exactamente el volumen de agua del lago en cualquier medidor de agua.

“Los resultados de nuestro nuevo enfoque de mapeo 3D son innovadores. El Leica GS16 con SmartLink y soporte multi-constelación fue un elemento clave para lograr estos resultados con éxito “, dijo Benjamin Busse, UAV Pilot, IngenieurTeam GEO GmbH, Karlsruhe, Alemania.

Para obtener más información sobre SmartLink y SmartLink, vea estos videos:

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