3D-Kartierung ohne GPS unter Tage

Jede Kartierungsmethode, die über Tage funktioniert, setzt ein Signal vom Himmel voraus. Unter Tage gibt es keines, also enden die Methoden, die davon abhängen, am Mundloch — und das Bergwerk wird mit Instrumenten kartiert, die an jeder Position aufgestellt werden müssen, oder gar nicht.

Ein Scanner, der sich aus dem Gebirge positioniert, kennt diese Grenze nicht. Er kartiert die Strecke, die er abgeht, die Abbaukammer, in die er geflogen wird, und den Schacht, in den er abgesenkt wird, bei ±10 mm, und das Ergebnis wird über die Festpunkte, die das Bergwerk schon hat, ans Grubennetz angebunden.

Mit einem Bergbau-Experten sprechen Zum Arbeitsablauf

Artec Twins zeigt eine erfasste Untertagestrecke als dichte farbige Punktwolke

Kurz gesagt

Wie kartiert man unter Tage ohne GPS?

Mit einem Scanner, der sich aus der Geometrie positioniert, die er erfasst — SLAM bei ±0,03 % Drift — sodass Strecken, Abbaukammern und Schächte bei ±10 mm im Grubennetz kartiert werden.

Kein Signal erforderlichDie Position kommt aus der Geometrie um den Scanner, nicht von oben.
Funktioniert, wo sonst nichts gehtAbbaukammern, Schächte, Erzrollen und alte Sohlen — die am wenigsten kartierten Orte im Bergwerk.
Weiterhin im GrubennetzFestpunkte binden die Karte an das Bezugssystem an, das der Plan nutzt.
Eine vollständige KarteDer ganze Grubenraum, nicht die Punkte, die eine Aufstellung sehen konnte.

Warum das Mundloch für die Kartierung eine Mauer war

Über Tage kann ein bewegtes Vermessungsinstrument per GNSS wissen, wo es ist, und eine Drohne kann danach ein Raster fliegen. Unter Tage endet das Signal am Mundloch, und mit ihm jede Methode, die davon abhängt. Was bleibt, ist das statische Instrument — aufstellen, horizontieren, über bekannte Punkte orientieren, umsetzen, wiederholen — das genau und langsam ist und sich in einer Abbaukammer, einem Schacht oder einer alten Sohle nicht aufstellen lässt. Das Ergebnis ist ein Bergwerk, das entlang der Strecken, in denen ein Vermesser stehen kann, im Detail kartiert ist und überall sonst nur geschätzt.

Die Teile des Bergwerks, in denen niemand stehen kann, sind die, deren Geometrie am meisten zählt: die Abbaukammer, die abgestimmt wird, die Erzrolle, die sich durchscheuert, der Schacht, der inspiziert wird, der Altbergbau, den die laufende Auffahrung meiden muss. Ohne GPS ist unter Tage kein Sonderfall; es ist die gesamte Umgebung, und das Kartierungsproblem, das daraus entsteht, ist das größte des Bergwerks.

Ein Scanner, der sich selbst positioniert, kennt kein Mundloch. Artec Jet baut aus der Geometrie, die er erfasst, seine eigene Karte auf und verortet sich darin — SLAM — und hält dabei ±0,03 % Positionsdrift ohne jedes Signal; er erfasst bei ±10 mm über 360° × 290° in völliger Dunkelheit. Er wird die Strecke hinuntergetragen, von einer Drohne, die ebenfalls nach dem Scan navigiert, in die Abbaukammer geflogen, den Schacht hinabgelassen. Artec Twins bindet die gesamte Erfassung an die Festpunkte an, die das Bergwerk schon hat, und die Karte ohne GPS liegt im Grubennetz wie alles andere.

Vom Mundloch nach innen

Dieselbe Positionierung funktioniert, ob der Scanner getragen, geflogen oder abgesenkt wird.

1. Am Mundloch oder Festpunkt anbindenDie Erfassung beginnt auf bekannten Koordinaten — GNSS am Mundloch oder ein Festpunkt unter Tage.
2. Position aus dem GebirgeSLAM verfolgt den Scanner durch die Strecke bei ±0,03 % Drift; ab hier ist kein Signal mehr nötig.
3. Dorthin, wo die Fahrt endetIn die Abbaukammer geflogen, den Schacht oder die Erzrolle hinabgelassen, in die alte Sohle getragen.
4. Schleifen schließen, Festpunkte passierenJeder erneute Besuch und jeder Festpunkt korrigiert die Trajektorie und setzt die Drift zurück.
5. Im Grubennetz liefernTwins registriert die Erfassung auf die Festpunkte und exportiert LAS, LAZ oder E57 ins Planungspaket.

Welcher Scanner für diese Arbeit

Kartierung ohne GPS ist ein Problem der Positionierung, und ein Gerät hier ist gebaut, um es zu lösen.

Artec Jet

Am besten für: Jeder Grubenraum unter Tage, kartiert ohne Signal von über Tage
Typ: Multimodales SLAM-LiDAR
Genauigkeit, bis zu: ±10 mm unter Tage, ±15 mm allgemein
Änderungserkennung: ±5 mm
Reichweite: 0,5–300 m
Positionsdrift: ±0,03 %
Einsatzarten: Handgeführt, Rucksack, Stange, Drohne, Fahrzeug, Käfig, Roboter

Die SLAM-Positionierung des Jet hält ±0,03 % Drift allein aus der Geometrie, und genau das macht ihn zu einem Kartierungsscanner ohne GPS statt zu einem Übertage-Gerät, das am Mundloch aufhört zu funktionieren. Bei ±10 mm unter Tage, mit eigenem Licht, einem 360° × 290° Sichtfeld und Halterungen für Hand, Stange, Käfig, Fahrzeug oder Drohne kartiert er Strecken, Abbaukammern, Schächte und Altbergbau und bindet sie über Festpunkte ans Grubennetz an.

Artec Ray II

Am besten für: Mundlöcher, Füllörter und Referenz-Grubenräume in Vermessungsgüte
Typ: Stationärer Langstrecken-Laser, auf Stativ montiert
Genauigkeit, bis zu: 1,9 mm bei 10 m, 2,9 mm bei 20 m, 5,3 mm bei 40 m
Entfernungsrauschen: 0,4 mm bei 10 m
Reichweite: 0,5–130 m
Scandauer: 1 min 42 s bei 3 mm, 10 m, ohne Textur
Sichtfeld: 360° × 300°

Ray II auf dem Stativ erfasst das Mundloch, die Füllörter und jeden Referenz-Grubenraum bei 1,9 mm bei 10 m, an Festpunkte angebunden, und diese Erfassungen sind der feste Rahmen, auf den sich die Jet-Vermessung ohne GPS registriert. Der SLAM-Scanner kartiert dazwischen; der Stativ-Scanner heftet die Karte ans Grubennetz.

Sehen Sie eine Abbaukammer, ihre Zugangsstrecke und den Schacht, der sie erreicht, ohne ein einziges Satellitensignal im Grubennetz kartiert — buchen Sie eine Demo für Ihre Vermessungs- und Technikteams.

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Fragen, die Vermesser stellen

Woher weiß der Scanner ohne GPS, wo er ist?

Per SLAM: Er ordnet jeden neuen Scan auf gemeinsamer Geometrie dem vorherigen zu, sodass der Versatz dazwischen die Bewegung ist, und sammelt diese gleichzeitig zu einer Trajektorie und einer Karte. Das Gebirge ist die Referenz.

Wie kommt die Karte ins Grubennetz?

Über die Festpunkte. Die Erfassung beginnt an einem bekannten Punkt und bindet sich an jeden passierten Festpunkt an; Artec Twins registriert die ganze Trajektorie auf diese Festpunkte, sodass die Karte ohne GPS dieselben Koordinaten hat wie der Plan.

Wie genau ist es ganz ohne Festpunkte?

Die Drift beträgt ±0,03 % der zurückgelegten Strecke — rund 0,3 m auf einen Kilometer ohne Festpunkte und ohne Schleifenschluss, was der schlechteste Fall ist. Eine Abbaukammer, von einer vermarkten Abzugsstelle aus geflogen, oder eine Strecke mit Festpunkten liegt weit darunter.

Braucht auch die Drohne kein GPS?

Richtig — die Drohne navigiert über das SLAM des Scanners, plant ihren Weg selbst und weicht Hindernissen bis zu 2 mm dünnen Drähten aus, in völliger Dunkelheit. Es ist dieselbe Positionierung, die die Strecke kartiert, aufs Fliegen angewandt.

Erzählen Sie uns von den Bereichen, die Sie heute nicht kartieren können

Beschreiben Sie die Grubenräume, das Festpunktnetz und was unkartiert ist. Ein Bergbau-Spezialist meldet sich mit einer Einschätzung, wie eine Vermessung ohne GPS ablaufen und wie sie an Ihr Netz anbinden würde.