Hochgenaues Kinematisches Tracking
Hochgenaue Richtungsmessungen stützen die präzise Montage, Ausrichtung und Justierung bei hohen Genauigkeitsanforderungen.
Typische Anwendungsfelder reichen von der Satellitenendmontage bis zur Einrichtung von Druckmaschinen oder Walzstraßen.
Kollimations- und Autokollimationszielungen mit Präzisionstheodoliten bestimmen die Ausrichtung von Planspiegeln oder
Laserstrahlen im Raum mit einem Optimum an Genauigkeit. Ergebnisse sind 3D-Richtungsvektoren oder rechnerisch abgeleitete
Größen im Koordinatensystem des Auftraggebers.
Die am i3mainz entwickelten Digitalkameratheodolite erlauben die hochgenaue Registrierung eines Zieles, sobald es innerhalb
des Fernrohrblickfelds des Theodoliten sichtbar ist. Das Anfahren eines Zieles mit dem Fadenkreuz des Theodoliten ist nicht mehr
erforderlich. Dies hat zwei wichtige Konsequenzen:
- Hochgenaue Zielungen auf permanent bewegte Ziele sind möglich (Tracking).
- Klassische Zielungen auf statische Ziele werden erheblich vereinfacht und beschleunigt.
Auf der Hardwareseite wurden in 2007 zwei motorisierte Präzisionstheodolite Leica TM5100™ und TM5100A™ mit koaxial angeordneten
digitalen Industriekameras kombiniert. Das baukastenartige Design erlaubt einen zügigen Kamerawechsel und den Einsatz von
Spezialobjektiven für Messungen in Spektralbereichen außerhalb des sichtbaren Lichts. Erfahrungen mit unterschiedlichen optischen Anordnungen liegen vor.
Die Selbstkalibrierung des Gesamtsystems erfolgt durch einige hundert automatisch durchgeführte Zielungen auf statische Ziele
(in ca. fünf Minuten) und automatisierter Auswertung mittels subpixelgenauer digitaler Bildverarbeitung und Best-Fit-Algorithmen.
Eingesetzt werden die Digitalkameratheodolite ab Frühjahr 2008 zur Justierung und Kalibrierung von Laserterminals. Laserterminals
dienen der Datenübertragung zwischen Satelliten. Durch die Nutzung von Laserlicht anstelle der bislang üblichen Radiowellen kann die
Datenrate erheblich gesteigert werden: Bei ersten Tests seitens der Firma Tesat-Spacecom GmbH & Co. KG liefen Daten vom deutschen Satelliten
TerraSAR-X zum US-Satelliten NFIRE und zurück und überbrückten dabei fehlerfrei mehr als 5000 Kilometer Weltraum. Die erzielte Datenrate
entspricht anschaulich etwa 400 DVDs pro Stunde. So könnten größere Datenpakete künftig über mehrere Satelliten hinweg übertragen
werden – etwa um Bilddaten von Erdbeobachtungssatelliten zur Bodenstation zu senden. Neben dem Einmessen der optischen Komponenten des
Laserterminals gegen Referenzflächen realisiert das i3mainz auch das Einrechnen von Laserterminals auf Satelliten und Bodenstationen mit
Bezug zu einem globalen Referenzsystem.
Projektdaten
Projektbeteiligte:
- Prof. Dr.-Ing. Martin Schlüter, i3mainz
- Dipl.-Ing. (FH) Henning Heß, i3mainz
- Dipl.-Ing. (FH) Stefan Hauth, i3mainz
- cand. BSc. Waldemar Mordwinzew, i3mainz
Auftraggeber:
Projektdauer:
Publikationen:
