StudiumAbschlussarbeiten
Monitoring eines Lasertrackerstandpunktes zur Gewährleistung der Standsicherheit unter wechselnden atmosphärischen Einflüssen

Monitoring eines Lasertrackerstandpunktes zur Gewährleistung der Standsicherheit unter wechselnden atmosphärischen Einflüssen

Betreuung:  Jens-André Paffenholz
Bearbeitung:  Christian Schikschneit
Jahr:  2010
Laufzeit:  2010
Ist abgeschlossen:  ja

Ein Lasertracker zeichnet sich in erster Linie durch seine hochgenaue 3D-Koordinatenbestimmung aus. Durch die interferometrische Streckenmessung kann die hohe Genauigkeit jedoch nur unter einer stabilen Atmosphäre erreicht werden. Um einen Lasertrackereinsatz auch außerhalb einer stabilen Atmosphäre mit vergleichbarer Genauigkeit zu ermöglichen, ist es notwendig die atmosphärischen Einflüsse zu erfassen, zu modellieren und zu korrigieren. Dies wurde in einer vorangegangenen Arbeit am GIH erfolgreich durchgeführt [Meiser 2009]. Während eines Praxistests wurden Abweichungen der Zielpunktkoordinaten festgestellt, die die atmosphärischen Korrekturen um ein Vielfaches überschritten. Auf Basis dieser Erkenntnisse wird eine Standsicherheitsprüfung des Lasertrackers durchgeführt.

Als Ursache für die hohen Abweichungen der Zielpunktkoordinaten werden zwei Gründe angenommen. Zum einen ein temperaturabhängiger Einfluss auf den Lasertrackerstandpunkt und / oder den Zielpunkt und zum anderen eine temperaturunabhängige Standunsicherheit des Lasertrackers. Nach Eliminierung des Temperatureinflusses kann eine Aussage über die Standunsicherheit des Lasertrackers getroffen werden.

Ein klimatisch begünstigter Kellerraum gewährleistet die weitgehende Eliminierung des Temperatureinflusses. Es werden mehrere mehrtägige Messungen zu vier statischen Punkten durchgeführt. Darüber hinaus werden die Lasertrackerneigung durch die Leica Nivel230 überwacht und die Temperaturen an Stand- und Zielpunkten erfasst.

Neben der Standsicherheitsüberprüfung werden weitere Untersuchungen durchgeführt um das Verhalten des Lasertrackers während einer Messung zu analysieren. Bei einer kontinuierlichen Messung auf ein statisches Ziel streuen die Messwerte und es entsteht ein schachbrettartiges Muster (vgl. Abbildung 1). Aus den zusätzlichen Messungen kann die Streuung durch die Angabe des Streuwinkels quantifiziert und die Regelkreisauflösung durch den Abstand des Musters beschrieben werden. Die Histogramme der Messwerte bilden die Grundlage für die Auswertung.

Die Standsicherheitsüberprüfung hat stark unterschiedliches und nicht reproduzierbares Verhalten der Koordinatendifferenzen gezeigt. Diese sind weder durch die Lasertrackerneigung noch durch die Temperaturdifferenzen im Raum und auch nicht durch die zusätzlichen Untersuchungen zu belegen. Es existiert eine bislang unbekannte Komponente, die dieses Verhalten hervorruft.

Untersuchungen der Auflösung des Regelkreises und Bestimmung des Streukreises

Abbildung 1: Untersuchungen der Auflösung des Regelkreises und Bestimmung des Streukreises