iPOLE

iPOLE is designed to be used as a new tool in topographic surveying. Nowadays topographic surveying works in outdoor environments rely mainly on GNSS-based poles. The classical mirror-based surveying pole has been replaced by GNSS based poles like the Trimble’s R10. They provide with a faster position computation and, thus a faster topographic survey. The theoretical basis behind the surveying pole is to compute the GNSS antenna position through a geodetic GNSS receiver and later on to project the point to the ground. In order to properly perform this projection, the pole needs to be completely vertical. Unfortunately, there are situations where the environment thus not allow to place the pole in the required vertical position, and thus, the use of the tool is not possible. A solution relying on magnetometers to overcome this problems has become quite extended in the last two years. The solution allows to work in tilted mode but still suffer from critical restrictions, mainly when the works need to be done near strong magnetic fields (like railways or electric power stations).

With iPOLE we want to go a step beyond those solutions by applying the fundamentals of aircrafts positioning technology to surveying. The idea behind iPOLE relies on the appearance on the market, in the last years, of low-cost medium performance inertial sensors. iPOLE overcomes the magnetic field limitations and allows using the GNSS-based pole in any position, not just in a vertical one, and independently of the presence of magnetic fields.Analogously to aircraft positioning systems, iPOLE integrates inertial sensors, GNSS. But iPOLE takes also advantage of the topographic pole and deals with all those information in a novel way such that, in open space – “unmagnetized” scenarios, it is able to locate ground points with the same accuracy as current topographic systems. But in half-occluded spaces or spaces with strong magnetic fields, where classical solution is not able to provide solution, iPOLE provides solution with topographic acceptable performance.

The surveying pole has two components both in the HW and in the SW level: the acquisition components and the processing components. The system includes two processors, one for acquisition and one for data processing. The acquisition one is in charge of sensors initialization, raw data acquisition and time-tagging and delivery of information to the data processing module. This second module is in charge of processing the sensors data to estimate ground point position and to deliver it to the user.

The main product advantages, from the final user point of view, is that it is automatic and does not require from technical preparation. Moreover, the system will not require specific maintenance. On the manufacturers/integrators side, the main system strength is that all the iPOLE components are Commertial-Of-The-Shelf, reducing considerably the developing costs.

iPOLE està dissenyat per ser utilitzat com una nova eina en topografia. Avui en dia els treballs topogràfics en exteriors es basen principalment en jalons que inclouen una antena GNSS. El jaló clàssic basat en miralls ha estat substituït per jalons basats en GNSS com el R10 de Trimble. Proporcionen una solució de posició més ràpida i, per tant, un aixecament topogràfic més ràpid. La base teòrica darrere del jaló és calcular la posició de l’antena GNSS fent servir un receptor GNSS geodèsic i posteriorment projectar el punt al terra. Per realitzar aquesta projecció adequadament, el jaló ha d’estar completament vertical. Malauradament, hi ha situacions en què l’entorn no permet col·locar el pal en la posició vertical requerida i, per tant, no és possible l’ús de l’eina. En els darrers anys han aparegut solucions basades en magnetòmetres per superar aquests problemes. Aquestes permeten treballar en mode inclinat però encara pateixen restriccions crítiques, sobretot quan cal fer treballs aprop de camps magnètics forts (com ara vies fèrries o centrals elèctriques).

Amb iPOLE volem fer un pas més enllà d’aquestes solucions aplicant els fonaments de la tecnologia de posicionament d’aeronaus en els treballs topogràfics. La idea d’iPOLE parteix de l’aparició al mercat en els darrers anys de sensors inercials de baix cost i bon rendiment. iPOLE supera les limitacions del camp magnètic i permet utilitzar el jaló base de GNSS en qualsevol posició, no només en vertical, i independentment de la presència de camps magnètics. De manera anàloga als sistemes de posicionament d’avions, iPOLE integra sensors inercials i GNSS. Però iPOLE també aprofita el pal topogràfic i tracta tota aquesta informació d’una manera nova, de manera que, en espais oberts i escenaris “sense camps magnètics”, és capaç de localitzar punts de terra amb la mateixa precisió que els actuals sistemes topogràfics. Però en espais tancats o amb forts camps magnètics, on la solució clàssica no és capaç de proporcionar solució, iPOLE proporciona solucions amb un rendiment topogràfic acceptable.

La solució té dos components tant en el nivell HW com en el nivell SW: les components d’adquisició i les components de processament. El sistema inclou dos processadors, un per a l’adquisició i un altre per al processament de dades. L’adquisició s’encarrega de la inicialització dels sensors, l’adquisició de dades brutes i l’etiquetatge del temps i el lliurament d’informació al mòdul de processament de dades. Aquest segon mòdul s’encarrega de processar les dades dels sensors per estimar les coordenades del punt d’interès a terra i lliurar-lo a l’usuari.

Els principals avantatges del producte, des del punt de vista de l’usuari, són que és automàtic i no requereix de preparació tècnica. A més, el sistema no requerirà manteniment específic. Pel costat dels fabricants / integradors, el punt fort és que tots els components d’iPOLE són Commercial-of-the-Shelf, reduint considerablement els costos de desenvolupament