Maskinstyrning i 2D och 3D Kontrollmätning av noggrannheter på grävsystem

INSTITUTIONEN FÖR TEKNIK OCH BYGGD MILJÖ Maskinstyrning i 2D och 3D Kontrollmätning av noggrannheter på grävsystem Daniel Ohlsson Maj 2009 Geomatikprogrammet, 15 högskolepoäng (B nivå ) Handledare: Pia Ollert-Hallqvist Examinator: Stig-Göran Mårtensson

Högskolan i Gävle Institutionen för teknik och byggd miljö 2009-05-28 Författare Daniel Ohlsson Totalt sidantal: 41 st Kontrollmätning av noggrannheter på grävsystem, Maskinstyrning i 2D och 3D

Sammanfattning Idag finns det många olika leverantörer av maskinstyrningssystem och de flesta tillverkare av mätinstrument har ett eget grävsystem. Den största leverantören på svenska marknaden är Scanlaser som enligt dem själva levererat 9 av 10 grävsystem som idag används. Fler leverantörer är på väg in på marknaden vilket medför att det blir större konkurrens. Topcon, Novatron och Trimble är några tillverkare som är på stark frammarsch. Tekniken som används idag är likvärdig hos de flesta leverantörer. På maskinen monteras olika sensorer och kopplas till en kontrollbox som grafiskt visar skopans läge mot ett teoretiskt höjdplan. Detta system går även att koppla till ett mer avancerat system som använder sig av GNSS eller totalstation. Även planlaser går att använda sig av som stöd när höjder ska bestämmas med maskinstyrning men för att detta ska fungera måste en lasermottagare monters på grävmaskinens bom. Noggrannheten i olika system är enligt de säljare som kontaktats likvärdig för alla olika leverantörer. De skillnader som eventuellt finns sitter i sensorerna eller i hur grävsystemen kalibreras. Kalibreringen sker med en totalstation och sensorerna mäts in för att ges ett läge från grävmaskinens bomfäste. Avstånd och höjd mellan bomfästet och GNSS-antennerna samt höjder till dessa, måste mätas in när maskinstyrning med GNSS ska användas. Vid användning av totalstation mäts prismat in och monteras på samma plats som GNSS-antennerna annars sitter. En ekonomisk kalkyl som Scanlaser presenterat visar att ett grävsystem går att tjäna in på 7-9 månader, samt att effektiviteten med maskinstyrning ökar med cirka 30 %. Även andra leverantörer hävdar att effektiviteten ökar med cirka 30 % men någon ekonomisk kalkyl från dessa är inte studerade. Även effektivitet, för- och nackdelar samt tidsvinter med Enkel-GPS, Dubbel-GPS och Trippel-GPS har tagits upp i rapporten. Studierna visar att maskinstyrning lönar sig men att det finns ett problem med höjdmätning då GNSS används. Beroende av kraven på noggrannhet för arbetets utförande kan det i vissa fall lämpa sig bättre att använda laser eller totalstation istället för GNSS då noggrannheten i höjd inte är konsekvent. I

Abstract Today are there many different suppliers of machine control, and most manufacturers of measuring instruments have their own excavator system. The largest supplier in the Swedish market is Scanlaser, they deliver 9 of 10 excavator system that is used today. More vendors are entering the market which makes it more competitive. Topcon, Novatron and Trimble are some who are trying to settle in. The technology used today is quite similar for most suppliers. On the machine there is sensors linked to a control box which graphically shows the bucket position against a theoretical height level. It is also possible to link this excavator system to a more advanced system that uses GNSS or total station. A laser can be used when heights should be determined by the machine control, but for this to work, a laser receiver must be mounted on the excavators arm. The accuracy of different excavator systems is under the sellers contacted equivalent for all providers. The differences may be sitting in the sensors or in the excavator systems calibrated. The calibration is done with a total station and the sensors are measured in order to be given a position from the excavator s attachment. Although distance to the GNSS antenna and the heights of these must be measured when machine control with GNSS is used, when using of total station the prism is measured. An economic calculation that Scanlaser have done, showing that an excavator system is earned on 7-9 months, and to increase efficiency by around 30 %. Even more suppliers claim that the efficiency increases by approximately 30 % but an economic calculus of these are not investigated. Even efficiency, advantages and disadvantages, and that the saving of time with "Simple-GPS", "Double-GPS" and "Triple-GPS" has been raised in the report. The studies show that the machine control pays off, but have problem with heights when GNSS is used. Depending on the tolerance level, it may in some cases lend themselves better to use laser or total station instead of the GNSS when the accuracy in height is not consistent. II

Förord Detta examensarbete avslutar mina studier på Geomatikprogrammet med inriktning mot mätteknik på Högskolan i Gävle. I och med detta examensarbete har jag vidgat mina kunskaper inom maskinstyrning och noggrannheter på olika mätinstrument. Valet att skriva om maskinstyrning föll sig lite av en slump men jag är nöjd med mitt val av område då det är en starkt växande marknad och intressant teknik som används. Ett stort tack vill jag framföra till följande personer som bidragit med erfarenheter och kunskaper så examensarbetet kunnat genomföras: Stig-Göran Mårtensson, som varit min examinator. Elin Lindahl som hjälpt mig med synpunkter, granskningar och upplägg av rapporten. Personal från PICAB i Luleå har bidragit med teknik och kunskaper. Gävle, maj 2009 Daniel Ohlsson III

Innehållsförteckning 1 Inledning... 1 1.1 Bakgrund... 1 1.2 Skillnad mellan maskinstyrning, maskinguidning och maskinkontroll... 2 1.3 Syfte... 2 1.4 Avgränsningar... 2 2 Metod... 4 2.1 Litteraturstudie... 4 2.2 Arbetsplatsbesök med kontrollmätningar... 4 3 Resultat... 7 3.1 Maskinstyrningstekniker som finns på marknaden... 7 3.1.1 Enkel lutning/enfall... 7 3.1.2 Dubbel lutning/tvåfall... 8 3.1.3 Tvärgående lutning/tilt... 8 3.1.4 Styrdatorenheter och kontrollbox... 9 3.1.5 Styrdatorenhet... 9 3.1.6 Kontrollbox... 10 3.2 Tillverkare... 10 3.3 Olika tekniker för maskinstyrning... 12 3.3.1 GNSS... 12 3.3.2 Styrning med GNSS... 12 3.3.3 Totalstation... 13 3.3.4 Styrning med totalstation... 14 3.3.5 Anläggningslaser... 14 3.3.6 Laser som höjdstöd... 14 3.3.7 Andra tekniker... 15 3.4 Mjukvaror... 15 3.5 Kalibrering av grävsystem... 15 3.6 Resultat i 2D... 18 3.7 Resultat i 3D... 18 3.8 Mest lönsamt ekonomiskt... 21 3.8.1 Tvärgående lutning/tvåfall... 21 3.8.2 3D system GNSS... 21 IV

3.8.3 Mest lönsamt tidsmässigt... 22 4 Diskussion och slutsats... 24 4.1 Slutsats... 27 4.2 Framtida studier... 28 V

1 Inledning 1.1 Bakgrund Maskinstyrningen är ett positioneringsstöd för entreprenadmaskiner som kom på 1990- talets början. Systemet används för guidning eller för att styra maskiner med hjälp av mätinstrument. Idag är maskinstyrning väldigt vanligt på arbetsplatser, detta för att effektivisera arbetet genom exempelvis minskad utsättning, färre yrkesarbetare, mindre schaktmängder, vilket ger minskade kostnader (Svensson 2008; SBG 2009). Enligt Jonsson (2008), finns i dagsläget många olika tekniker och fabrikat av maskinstyrning. Maskinstyrning är på stark tillväxt och blir mer populärt på arbetsplatser, vilket kan leda till att maskinisternas kunskaper inte har samma utvecklingstempo som grävsystemens. Detta kan medföra att antalet felkällor ökar vid användning av maskinstyrning. Enligt HMK-BA4 (1998) finns tre olika nivåer på stöd vid maskinstyrning: Passivt stöd föraren positionerar bladet själv med hjälp av flukter. Aktivt stöd ger föraren information genom lampor, pilar eller liknande teknik om bladets position i jämförelse med den teoretiska positionen. Automatik föraren låter ett system styra en viss funktion t.ex. tvärfall, d.v.s. en ytas lutning mot horisontalplanet. På marknaden finns det flera olika tekniker för ovanstående stöd och dessa kan användas var för sig, eller i en kombination. De fyra tekniker som idag används är: Sensorer som nollas mot en fysisk höjd, t.ex. kantsten eller flukt. Laser som höjdstöd, ofta i kombination med tvärfalls- eller ultraljudsföljare Totalstation, för positionering i plan och även i höjd GNSS, för positionering i plan och höjd Maskinstyrning kan användas för flera olika typer av maskiner t.ex. grävmaskin, väghyvel, bandtraktor och traktorer. Ett maskinstyrningssystem kan även flyttas mellan olika maskiner. Allt som krävs för att det ska fungera är att det kalibreras korrekt 1

(Scanlaser 2009a). I rapporten kommer begreppet maskinstyrning att användas och detta begrepp kommer att avse både maskinstyrning och maskinguidning. 1.2 Skillnad mellan maskinstyrning, maskinguidning och maskinkontroll Enligt HMK-BA4 (1998) är maskinstyrning och maskinguidning två begrepp som lätt förväxlas med varandra. Med maskinstyrning menas att ett system är kopplat till hydrauliken på en maskin. Detta tillämpas oftast på maskiner som grävmaskiner, väghyvlar och bandtraktor. Maskinguidning är inte kopplat till maskinens hydraulik, utan maskinisten styr allting själv men får hjälp med positioneringen i plan och höjd. Maskinisten ser även vilket tvärfall som skall följas, detta används i stor utsträckning på pålkranar, väghyvlar m.m. Enligt personal på PICAB (2009b) är maskinkontroll ett begrepp som används i vissa sammanhang men detta är egentligen ett samlingsnamn för maskinstyrning och maskinguidning. Maskinkontroll handlar det helt enkelt om positioneringssystem eller grävsystem, d.v.s. kontroll över en maskins position i höjd och plan. 1.3 Syfte Syftet med examensarbetet är att se de ekonomiska för- och nackdelar med maskinstyrning och kontrollera noggrannheten som olika systemen kan erhålla, t.ex. 2D och 3D. Då Global Navigation Satellite System-tekniken (GNSS) fortfarande utvecklas kan noggrannheten med en satellitstyrd maskinstyrning fortfarande bli bättre än vad den är i dagsläget, men kan övriga tekniker som laser och totalstation utvecklas mer? (Diggelen, 1997). 1.4 Avgränsningar För att avgränsa rapportens omfång har begränsningar gjorts genom att enbart kontrollera ett grävsystems noggrannhet i 2D och 3D. Maskinstyrning i 2D använder sig enbart av sensorer som ger höjd samt kan även visa lutningar. Med maskinstyrning i 3D 2

samarbetar sensorer och GNSS/totalstation så positionen kan beräknas i plan och höjd. Ett grävsystem som arbetar i 3D behöver inga markeringar eller lasrar som stöd (Mikrofyn, 2009). Begränsningar har även gjorts genom att styra rapporten mer mot maskinstyrning via GNSS och sensorer, d.v.s. GNSS och sensorer samarbetar. Totalstation har nämnts i rapporten men har utelämnats i resultatdelen p.g.a. att det inte finns någon data att ta del av för fördjupade studier. 3

2 Metod 2.1 Litteraturstudie En litteraturstudie inledde förstudierna för detta examensarbete. Sökord som har använts i olika databaser och sökmotorer är bl.a. maskinstyrning, maskinguidning, machine control, machine guidance, GNSS, RTK, totalstation. Huvudområdet är maskinstyrning och i tabell 1 redovisas antalet träffar på sökningar efter orden machine control och machine guidance. Tabell 1, Sökresultatet från databaser samt sökmotorer och sökord. Sökmotor / Databas Antal träffar Machine Control Antal träffar Machine Guidance ScienceDirect 2159 39 SpringerLink 411 19 InterScience 42 1 EBSCOhost 84 4 Google Scholar 27 900 497 Google 572 000 15 900 Efter att dessa sökningar genomförts, hittades bara någon enstaka intressant artikel och hemsida att utgå ifrån. Sedan påbörjades en sökning efter gamla examensarbeten för att hitta relevant information om maskinstyrning. Vetenskapliga rapporter inom området har varit svåra att hitta. De som har används har i huvudsak handlat om GNSS och totalstationsteknik. Skriven litteratur i form av examensarbeten har studerats men tyvärr har ingen av dessa någon vetenskaplig källa inom området som behandlar tekniken för maskinstyrning. Internet har används i stor utsträckning och för att kunna ta del av information kring de olika system som finns på marknaden har tillverkare och säljares hemsidor besökts. 2.2 Arbetsplatsbesök med kontrollmätningar Vid ett besök hos PICAB i Luleå testades maskinstyrning och kontrollmätningar genomfördes. Efter att testerna genomförts rätades många frågetecken ut. Möjlighet att 4

fråga personal från PICAB om hur Topcons maskinstyrningssystem eller hur tekniken bakom fungerar var möjligt under testerna. På de grävsystem som testats har en mätband används för att mäta och kontrollera noggrannheten i höjd. Figur 1, visar hur testet är genomfört. Skopan nollades mot en punkt som fick höjden 0 cm. Därefter höjdes skopan sakta och när rätt höjd var uppnådd mättes höjden mellan punkten på marken och samma punkt på skopan som användes när systemet nollades. Höjderna som mättes var 10, 30, 50, 60, 70 och 100 cm. När testet på grävsystemen genomfördes gjordes mätningar i både 2D och 3D, detta för att först kontrollera sensorernas noggrannhet och sedan testa sensorerna tillsammans med GNSS-tekniken för att se hur stor skillnaden mellan grävsystemen blev. Mätningarna genomfördes fem gånger vid olika tidpunkter under två dagar. Först mättes höjderna från 0 upp till 100 cm, därefter från 100 ner till 0 cm för att ge dubbla värden vid varje mätning. Figur 1, Hur skophöjden mättes från en referenshöjd Grävmaskinen som användes i kontrollmätningarna var en Komatsu PC 16R HS som tillhör PICAB i Luleå. Denna maskin är utrustad med följande komponenter: GNSS-mottagare Dubbla GNSS-antenner, s.k. Dubbel-GPS Rotation-, bom-, stick-, skop- och lutningssensorer Styrdatorenhet All utrustning är från Topcon. Antennerna är PGA-1, dessa tar emot signaler från satellitsystemen GPS och GLONASS. Enligt Topcon (2009) är denna antenn byggd för att klara tuff användning, t.ex. ett fall eller att sitta på en vibrerande maskin. Denna antenn 5

är bra då den erbjuder hög fascenterstabilitet och eliminerar oönskade signaler samt har flervägsfelsavvisande egenskaper (Topcon 2009). Sensorerna som sitter på grävmaskinen är av modell TS-1 och dessa arbetar i 360⁰. TS-1 sensorn känner av rörelser så små som 0.01⁰, detta gör att maskinens noggrannhet är väldigt hög. Sensorerna är byggda utan rörliga delar och ska tåla kraftiga stötar från omgivningen (Topcon 2009). Det finns olika typer av styrdatorenheter som kan kopplas samman med Topcons maskinstyrning, detta efter beställarens krav och vad denna ska använda systemet till. Två modeller som används till grävmaskiner är: GX-40 GX-60 Mer om dessa modeller finns att läsa under avsnitt 3.1.4 om styrdatorenheter och kontrollboxar. För att få höjderna från en planlaser till grävsystemet måste en lasermottagare monteras på grävmaskinen, Topcon har tre olika lasermottagare: LS- B100, LS-B110 och LS-B110W (Topcon 2009). I bilaga 1 kan fotografier på maskinen ses. Där finns även fotografier på sensorer, styrdatorenhet, antenner och GNSS-mottagare. 6

3 Resultat 3.1 Maskinstyrningstekniker som finns på marknaden Det vanligaste grävsystemet för grävmaskiner i Sverige kommer från tillverkaren Mikrofyn A/S. Systemet heter MikroDigger och fungerar med hjälp av sensorer som monteras på grävmaskinens bom, sticka och skopa. Beroende på vilket grävsystem som används kan även sensorer monteras på bakre delen av grävmaskinen och ytterligare en sensor på skopan ger lutningsfunktion. De tre typer av grävsystem som Mikrofyn erbjuder heter enkel lutning, dubbel lutning och tvärgående lutning. Dessa grävsystem nollas mot en fysisk höjd t.ex. en kantsten eller en flukt. De kan även nollas mot en laser och höjderna visas i en kontrollbox (Mikrofyn 2009). Återförsäljare av dessa system i Sverige är Scanlaser och informationen om de olika systemen kommer från deras hemsida http://www.scanlaser.se. 3.1.1 Enkel lutning/enfall Enkel lutning är ett grävsystem som används för bl.a. gräva vatten, avlopp och grunder. Systemet använder sig av tre sensorer. En som sitter på skopan, en på stickan och sista är monterad på bommen. Figur 2 visar en grävmaskin med enfallssystem, de inringade punkterna på maskinen markerar sensorerna. Detta är den enklaste formen av grävsystem som levereras (Scanlaser 2009a). Figur 2, Grävsystemet enkel lutning består av tre sensorer placerade som ovan, d.v.s. på bommen (XIS1), stickan (XIS1LA) och skopan (XIS2). 7

3.1.2 Dubbel lutning/tvåfall Dubbel lutning används i huvudsyfte för att schakta vägar med två lutningar och andra runtomsvängande jobb. Tvåfallssystemet använder liksom enfallssystemet sensorer på skopan, stickan och bommen, men även en svängsensor som är monterad på grävmaskinens bakre regioner. Svängsensorn känner av maskinens lutning i längd och tvärled samt innehåller en kompass för riktning. Figur 3 visar ett tvåfallssystem med dess sensorer monterade, notera svängsensorn (Scanlaser 2009a). Figur 3, Dubbel lutning består av samma sensorer som i figur 2 men har även en svängsensor monterad bak (RS10). 3.1.3 Tvärgående lutning/tilt Det tvärgående lutningssystemet är speciellt utvecklat för att schakta med lutad skopa i slänter. Grävsystemet använder samma sensorer som tvåfallssystemet men har även en extra lutningssensor på skopan. Lutningssensorn används för att maskinisten ska se hur skopan bör lutas för att få rätt fall vid grävning av ett dike, enligt Figur 4. Denna sensor kompenserar höjdfelet automatiskt då skopan lutas (Scanlaser 2009a). 8

Figur 4, Tvärgående lutning, samma sensorer som figur 3 men har även en extra sensor på skopan som känner lutningen (XIS1). 3.1.4 Styrdatorenheter och kontrollbox Tillsammans med sensorerna som sitter monterade på entreprenadmaskinen, krävs en styrdatorenhet eller kontrollbox som hjälpmedel. Styrdatorenheten behandlar filer och presenterar sedan grafiskt för maskinisten hur terrängen ser ut och hur den ska bli. En styrdatorenhet krävs endast då maskinstyrningen är kopplad till GNSS eller totalstation för att koordinater i plan och höjd ska kunna visas och orientera maskinen på arbetsplatsen (Scanlaser 2009a). Om GNSS eller totalstation inte används så räcker det med en kontrollbox, d.v.s. en mindre och lättare variant av styrdatorenhet som visar en mindre mängd information, t.ex. höjder, sidmått eller lutningar. Enligt personal från Scanlaser (2009b), kan en kontrollbox nollas mot t.ex. en kantsten eller flukt och därefter visas höjdvärden i displayen till kontrollboxen. Maskinisten ska själv ha kontroll över vilken höjd det ska grävas efter, kontrollboxen hjälper endast till att kontrollera dessa. 3.1.5 Styrdatorenhet På svenska marknaden är SBGs GeoROG den vanligaste styrdatorenheten och den använder sig av en mjukvara som heter Universal Machine Control 3D. Enligt Scanlaser finns GeoROG i cirka 20 länder och styrdatorn klarar av att hantera många olika språk. Sedan starten 1995 har GeoROG kommit i nya uppdateringar och den senaste modellen 9

har beteckningen v8. SBG hävdar att denna modell klarar av de flesta märken på GNSSutrustning och totalstationer, den kan hantera höjder från en laser samt kan sitta i de flesta typer av maskiner, t.ex. grävmaskin, muddringsverk och väghyvel. En fördel med GeoROG är att det är samma tillverkare av denna modell som gör mjukvaruprogrammet SBG Geo, som är ett av de mest använda programmen i Sverige när det gäller bearbetning av mätdata. Detta medför att filformat och överförning av filer sällan vållar några problem (SBG 2009; Scanlaser 2009a). GX-60 är styrdatorenhet som är tillverkad av Topcon och denna modell användes i kontrollmätningen som genomförts. Den har touch screen och klarar av att arbete i 3D. Enheten använder sig av Windows vilket gör menyerna välkända och lättarbetade. Den har även bluetooth och USB-port vilket gör att filöverföringen går smidigt. Till denna styrdatorenhet kan GNSS eller totalstation kopplas vilket ger full flexibilitet och koordinater i plan och höjd (Topcon 2009). 3.1.6 Kontrollbox XC2 är en av de mest använda kontrollboxarna i Sverige och är framtagen av ett danskt företag vid namn Mikrofyn. Denna modell är enkel att förstå och läsa av. XC2 är kopplad till sensorerna som är monterade på grävmaskinen. Skärmen är mindre än på styrdatorenhet och visar bara den nödvändigaste informationen som ett grävsystem behöver. Det finns många inställningsmöjligheter i XC2 som gör att den är lättarbetad, bl.a. kan sidmått, höjder eller lutningar som skall följas ställas in. GX-40 är en kontrollbox tillverkad av Topcon och är en mindre modell som inte klarar av allting som GX-60 hanterar. GX-40 har en löstagbar ljusstapel som med pilar visar om skopan ska upp eller ner mot den teoretiska höjden, denna kan placeras i vindrutan så att maskinisten lätt kan överskåda denna (Topcon 2009; PICAB 2009a). 3.2 Tillverkare För att maskinstyrning ska fungera krävs sensorer på maskinen. Scanlaser som är störst på den svenska marknaden och enligt dem själva levereras 90% av grävsystem av dem. De använder sig av sensorer som är skapade av det danska företaget Mikrofyn A/S. Mikrofyn grundades 1987 och har sedan dess utvecklat, tillverkat och levererat 10

utrustning för bygg- och anläggningsbranschen. Som tidigare nämnts sitter det olika typer av sensorer beroende på var de placeras på grävmaskinen. Informationen om sensorerna nedan är hämtat från tillverkaren Mikrofyn A/S egen hemsida (Mikrofyn 2009). XIS1 kan användas som antingen bom-, stick- eller skopsensor. Normalt används den dock bara till bomsensor. Har maskinen dubbla bommar måste två stycken sensorer monteras på dem. Om grävsystemet använder sig av en skopa som skall lutas monteras även en XIS1-sensor där. XIS1LA om grävmaskinen har dubbla bommar behövs inte dubbla sensorer till skillnad från XIS1. XIS1LA är en kombinerad stick-, vinkel- och lasersensor. XIS2B är en sensor som hanterar 360⁰ och som normalt monteras på grävmaskinens bakre del. Men kan även monteras fram på skopan. Tack vare storleken är den lättplacerad så varken kablar eller sensor tar skada. RS10 Pitch en riktningssensor som används för att bestämma position på grävmaskinen. Samtidigt som arbete pågår mäter och beräknar sensorn grävmaskinens rörelser och ger centimeternoggrannhet. Dessa sensorer räcker för att köra ett grävsystem i 2D, men för att få tillgång till ett komplett maskinstyrningssystem i 3D krävs utöver sensorerna GNSS-utrustning eller totalstation. Tillverkarna av totalstationer och GNSS-utrusning är något fler än tillverkarna av sensorer men många som tillverkar mätinstrument tillverkar även sensorer. De största tillverkarna är: Leica, företaget startade 1819 i Schweiz. 1921 påbörjades arbetet med den första teodoliten som fick namnet T2 (Leica 2009). Trimble, grundades i USA 1978 av tre anställda från Hewlett-Packard. Vid starten fokuserade de på att utveckla positionering och navigationsprodukter, samma år sändes även den första NAVStar satelliten upp (Trimble 2009). Topcon, grundades 1932 i Japan. Företagets affärsidé var att utveckla optiska instrument för Japanska armén, t.ex. mätinstrument, kameror och kikare (Topcon 2009). Sokkia, startade sin verksamhet i Japan 1920 med transporter av varor, men 1940 startar tillverkningen av Sokkia mätinstrument (Sokkia 2009). 11

3.3 Olika tekniker för maskinstyrning 3.3.1 GNSS Beroende på tillämpning krävs olika noggrannheter på positionsbestämningen, därför har flera olika typer av mät- och beräkningsmetoder tagits fram. De olika metoderna är anpassade till de varierande kraven, som brukar skiljas åt genom navigering, kinematisk positionsbestämning och statisk positionsbestämning. Enligt HMK-Ge:GPS (1996) definieras tillämpningarna på följande sätt: Navigering innebär förflyttning mellan två punkter med löpande kurs- och positionsuppdatering, vilket kräver positionsbestämning i realtid. Vid kinematisk positionsbestämning är GNSS-mottagaren i rörelse men beräkningen kan ske både i realtid och i efterhand. Vid statisk positionsbestämning står mottagaren stilla och beräkningen utförs vanligtvis i efterhand. Real Time Kinematics (RTK) är en vanlig mätmetod som använder sig av bärvågsmätning i realtid. En referensstation med kända koordinater skickar bärvågsdata till den rörliga GNSS-mottagaren (rover) och deras data kombineras. Det finns två typer av metoder för användning av RTK, enkelstations-rtk och nätverks-rtk. Vid enkelstations-rtk används endast data från en referensstation åtgången och oftast brukar även en tillfällig referensstation etableras, avståndet till en referensstation kan vara upp mot 20-40 km. Nätverks-RTK använder sig av flera referensstationer som tillsammans arbetar i ett nätverk. I Sverige finns en nästintill rikstäckande nätvkers-rtk-tjänst som bygger på SWEPOS-stationer och avståndet från en referensstation till rovern kan uppgå till ca 70 km. Från referensstationerna skickas korrigerad observationsdata till rovern, denna data är bearbetad med hjälp av en felmodell. Grundprincipen för positionsbestämning med GNSS är att mäta den tiden det tar för signalen mellan satelliten och GNSS-mottagaren. Genom att veta avstånd och position på minst fyra satelliter är det möjligt att beräkna positionen i plan och höjd för GNSS-mottagaren (Lilje et al. 2007). 3.3.2 Styrning med GNSS För att använda maskinstyrning med GNSS krävs en styrdatorenhet, en GNSS-mottagare samt en eller flera GNSS-antenner på entreprenadmaskinen. Denna teknik kräver dock 12

en referensstation. Tyvärr är GNSS-tekniken inte lika noggrann i höjd som totalstation men i plan räcker noggrannheten till de flesta typer av arbeten (Scanlaser 2009a). 3.3.3 Totalstation Totalstationen är ursprungligen en sammanslagning mellan teodolit (som mäter vinklar) och elektronisk avståndsmätare (HMK-Ge:D, 1996). Totalstationen lanserades 1971 och är idag det ett välanvänt mätinstrument med hög noggrannhet. Rådata från varje mätning består av horisontalvinkel, vertikalvinkel och en lutande längd, vilket koordinater kan beräknas utifrån. För att en totalstation ska kunna användas måste den antingen stå över en punkt med kända koordinater och/eller som fri station, vilket innebär att minst två punkter med kända koordinater måste mätas in för att en positionsetablering ska kunna ske. Vid mätning med totalstation, mäts vanligtvis mot prisma eller reflextejp men det är även möjligt att mäta mot reflektorlösa mål (MätNiklas 2009). När en totalstation används vid maskinstyrning krävs det att den kan använda sig av tracking-mätning, d.v.s. kontinuerlig mätning mot prismat. Noggrannheten med tracking-mätning blir lägre än vid standardmätning. Vid maskinstyrning krävs tracking då entreprenadmaskinen rör sig hela tiden. Företaget MätNiklas (2009) har testat noggrannheten med tracking och den visade sig vara ca 5 millimeter +2 ppm. En annan funktion som är ett krav vid maskinstyrning är autolock, d.v.s. om totalstationen tappat kontakten med prismat så hittar totalstationen automatiskt prismat vid en prismasökning. När prismat är funnet låser totalstationen mot prismat och följer med prismats rörelser, förutsatt att sikten är fri (MätNiklas 2009). Fördelarna är många med totalstationer, det negativa som bör lyftas fram är att det krävs fri sikt för att kunna använda, det lämpar sig alltså inte alltid att använda en totalstation. Både väder och terräng måste vara anpassat för att det ska löna sig att använda totalstation. Avstånd mellan prisma och totalstation begränsar arbetsområdet, antingen p.g.a. siktlängd eller då terrängen kommer i vägen för siktlinjen. Detta medför att nya uppställningar måste ske om inte flera totalstationer används. Vid varje uppställning måste instrumentet kalibreras så det står horisontellt, något som tar tid och 13

kräver att totalstationen står på en plats där mark- och siktförhållandena är goda (MätNiklas 2009). 3.3.4 Styrning med totalstation Automatisk Tracking System (ATS) betyder att totalstationen är försedd med automatisk tracking funktion d.v.s. en obemannad självsökande totalstation. Mätningen fungerar på samma sätt som vanligt med etablering över känd punkt eller fri station. På maskinen monteras prismor som totalstationen mäter emot och informationen skickas sedan vidare till maskinistens styrdatorenhet. ATS-teknik används oftast vid beläggningsarbeten eller arbeten som kräver bra noggrannhet i höjd. Inställningar finns så att maskinisten själv kan korrigera höjd på hydrauliken men vanligtvis sker detta automatiskt och maskinisten kan koncentrera sig på entreprenadmaskinens läge i plan (HMK-BA4 1998). 3.3.5 Anläggningslaser Det finns många olika typer av anläggningslasrar, bl.a. rörlaser, interiörlaser, laserlängdmätare och planlaser (MätNiklas 2009). Den sistnämnda är vad som används vid maskinstyrning och är därför det mest intressanta i denna rapport. Planlaser, oftast kallad rotationslaser, sänder ut en ljussignal i ett horisontellt plan. Signalen fångas upp av en speciell lasermottagare som oftast sitter på en mätstång. När lasermottagaren befinner sig på samma höjd som planlasern avges ett ljud. En planlaser roterar vanligtvis med 5-15 varv/sekund beroende på modell och ett komplett system med laser och mottagare kostar sällan mer än 30 000 kronor. Nackdelar med en planlaser är att det kan vara krångligt och tidskrävande om många höjder ska markeras, samt att lasern har begränsad räckvidd och kräver fri sikt. Planlaser tar inte hänsyn till jordkrökningen, vilket gör att långa avstånd om möjligt ska undvikas (MätNiklas 2009). 3.3.6 Laser som höjdstöd Enligt HMK-BA4 är lasern det vanligaste hjälpmedlet för höjdstöd och höjdautomatik. Normalt når en laser ca 150 meter från uppställningsplatsen och den placeras oftast i 14

anslutning till väglinjen. En höjd över terrassen bestäms och höjden anpassas på maskinens lasermottagare (HMK-BA4 1998). 3.3.7 Andra tekniker Hjälputrustning som kan kopplas samman med ovan nämnda tekniker är: Tvärfallsautomatik Ultraljudsföljare Tvärfallsautomatik handlar om skevning och bombering, används vid vägarbeten och är svåra att skapa manuellt och är därför ett viktigt hjälpmedel. Den vanligaste metoden när det gäller tvärfallsautomatik är en pendelkonstruktion som visar bör - och är - värden, d.v.s. lutningen på bladet som den bör vara och vad lutningen är i nuläget. Om pendeln inte används måste nivån på bladet styras med sensorer i schaktbladets bägge ändar utifrån ett referensplan. Med pendelmetoden räcker det med att det styrs i ena ändan. Utrustningen till en ultraljudsföljare består av sändare och mottagare som kan mäta avstånd i höjdled. Denna placeras på hyvelbladets kant så mätningen sker på bladets utsida och mäter höjden över t.ex. en kantsten eller en spänd tråd (HMK-BA4 1998). 3.4 Mjukvaror På marknaden finns många olika program och mjukvaror för mätning. De vanligaste programmen i Sverige är TopoCad från Chaos System och Geo från SBG. Programmen används bl.a. för att skapa mätfiler som kan skickas över till styrdatorenheten, dessa visas sedan i displayen för maskinisten. Programmen är likvärdigt uppbyggda och kan skapa i stort sätt samma filer, så vilket program som används är helt upp till användaren (SBG 2009, Chaos Systems 2009). För överföring av filer till Topcons styrdatorenheter krävs ett program som heter 3D-Office, vilket även kan skapa och editera modeller (Topcon 2009). 3.5 Kalibrering av grävsystem Enligt personal från PICAB (2009b) kalibreras ett grävsystem enligt följande: 15

Kalibreringen av sensorerna startar med att de monteras på en grävmaskin, sedan måste de mätas in för att grävsystem ska veta var sensorerna är placerade. Till inmätningen av sensorerna används en totalstation för att ge bästa möjliga precision. Avstånden mäts från grävmaskinens bomfäste men höjden som maskinisten avläser på styrboxen ges på skopan. Figur 5 visar en grävmaskin ovanifrån där måtten markerat med B är sidoavståndet mellan bomfästets centrum och GNSS-antennerna. A-måttet visar avståndet mellan bomfästets centrum och GNSS-antennerna. Figur 5, A-måttet är avstånd mellan GNSS-antenn och bomfästes centrum. B-måttet är sidomåttet mellan GNSS-antennerna och bomfästets centrum. Figur 6 visar en grävmaskin bakifrån, C-måttet visar höjden från marken till centrum på bomfästet. D-måttet visar höjden från GNSS-antennerna till bomfästets centrum. Även måtten mellan bomfästets centrum och bommens längd ska ställas in. Figur 6, C-måttet visar avståndet från marken till GNSS-antennerna. D-måttet är avståndet mellan GNSSantennerna. 16

Därefter ska stickans längd mätas in från samma punkt där bommen slutar, se figur 7. För att kalibreringen ska stämma kan det väljas olika inställningar beroende på skopa. En felkälla som kan komma efter en viss tids användande av grävsystemet är att skopans tänder nöts ner. Detta medför att systemet då visar fel höjd med samma mått som skopan har nötts. Figur 7, E-måttet visar avstånd mellan bomfästets centrum till stickans fäste. F-måttet är från stickans fäste till skopans fäste. När grävsystemet mäts in är det viktigt att det blir noggrant gjort. Felen som blir vid inmätningen av sensorerna kommer alltid att finnas kvar, detta är en felkälla som inte går att undkomma på andra sätt än om en ny kalibrering genomförs. För att en kalibrering ska bli så bra som möjligt bör en person med mätkunskaper eller personal som är utbildad inom området t.ex. återförsäljaren, genomföra denna kalibrering. 17

3.6 Resultat i 2D I tabell 2 redovisas resultaten från mätningarna som genomförts i 2D, d.v.s. enbart sensorerna. I tabellernas vänstra spalt är höjden som visades i grävsystemets styrdatorenhet. Tabellens högra spalt redovisar det sanna värdet som uppmättes med mätband. Tabell 2, Resultatet av kontrollmätningarna utförda i 2D, d.v.s. enbart sensorerna utan GNSS. Resultatet redovisas i centimeter. Höjd enligt Styrdatorenhet 7 maj 2009 kl. 12.40 7 maj 2009 kl. 15.30 Höjder mätta med mätband 8 maj 2009 kl. 10.15 8 maj 2009 kl. 12.05 8 maj 2009 kl. 13.40 10 10,3 10,4 10,4 9,2 10 30 30,8 31,5 30,2 30,6 30,3 50 50,4 51,7 50,7 50,0 50,9 60 61,3 61,8 60,7 60,0 60,7 70 71,3 73,2 71,0 69,4 71,3 100 101,1 104,7 101,2 99,1 102,1 70 71,1 73,1 70,8 69,5 71,1 60 60,8 62 60,3 59,5 60,5 50 50,5 51,8 50,5 49,6 50,7 30 30,3 31,8 30,1 30,0 29,9 10 10,2 10,4 9,9 9,8 9,9 3.7 Resultat i 3D I tabell 3 redovisas resultaten från mätningarna som gjordes i 3D, d.v.s. sensorerna och GNSS samarbetar. Vid mätning med GNSS är det oftast höjden som ger sämst värden, när testet genomfördes varierade höjden med ca 1-2 centimeter. 18

Tabell 3, Resultatet av kontrollmätningarna utförda i 3D, d.v.s. sensorerna samt GNSS. Resultatet redovisas i centimeter. Höjd enligt Styrdatorenhet 7 maj 2009 kl. 13.00 7 maj 2009 kl. 15.50 Höjder mätta med mätband 8 maj 2009 kl. 10.35 8 maj 2009 kl. 12.30 8 maj 2009 kl. 14.00 10 10,2 9,5 9,2 9,9 10,1 30 32 31 28,7 32,5 29,9 50 52,1 50,5 50,7 53,6 51,2 60 60,1 62,1 60,4 63,6 58,8 70 70,2 73,1 70,1 75,4 70,9 100 100,9 105,5 100,6 103,3 99,8 70 71,3 72,7 69,6 74 70,2 60 61,9 62,1 61,0 61,6 60,6 50 50,3 50,7 50,9 52,2 49,1 30 30,9 31,2 30,2 31,5 30,0 10 10,5 9,8 11,0 10,1 10,3 Av resultatet går det att utläsa att vissa mätningar har blivit sämre än andra, vad detta beror på är okänt, men teorier om detta finns att läsa i diskussionsdelen. För att kunna studera kontrollmätningarna och bättre kunna göra jämförelser har två grafer skapats, där resultaten ger en visuell bild av mätningarnas noggrannhet. Figur 8 visar resultatet från 2D mätningarna. 19

Figur 8, Diagram över kontrollmätningarna i 2D. Skopans höjd avläses till vänster, vilket test höjden avser läses vid X-axeln. Det som tydligast går att utläsa ur denna graf är att det inte verkar finnas några grova fel från mätningarna, de ser ganska likvärdiga ut mellan gångerna. Dock kan det utläsas att mätningen på 100 centimeter ser ut att ha lite sämre noggrannhet än vad de övriga höjderna har. Figur 9 visar resultatet från 3D-mätningarna. Figur 9, Diagram över kontrollmätningarna i 3D. Skopans höjd avläses till vänster, vilket test höjden avser läses vid X-axeln. 20

Från figur 9 kan utläsas att det inte finns några grova fel gjorda i mätningarna. Det går även att se likheter med mätningarna från 2D då mätningen på 100 centimeter verkar vara lite sämre än de övriga mätningarna. Dock visar grafen att test två har fått sämst noteringar både i 2D och i 3D vid 100 centimeter. Test fyra med 3D systemet har fått generellt sämre värden än de övriga testerna. 3.8 Mest lönsamt ekonomiskt Vilket grävsystem som är mest lönsamt är en svår fråga att besvara då grävsystemen kan användas på väldigt många olika sätt. De billigare grävsystemen har lägre inköpspris, men klarar inte av att hantera jobb i samma omfattning som de dyrare grävsystemen. Enligt Scanlaser kan en maskin öka sin produktivitet med minst 30 %. Scanlaser har gjort en kalkylberäkning med två av sina grävsystem och beräknat på de olika vinsterna som kan göras. Alla beräkningar i denna kalkyl är baserade på 220 arbetsdagar per år, 8 timmars arbetsdag, arbetare 250 kronor i timme, grävmaskin 600 kronor per timme (inkl. maskinförare), utsättningskostnad 540 kronor per timme. Kalkylen redovisas här nedan. Hela kalkylen kan läsas i Scanlasers broschyr Öka din produktivitet med minst 30%. 3.8.1 Tvärgående lutning/tvåfall Tvärgående lutning är ett grävsystem som Scanlaser säljer som kan hantera fler typer av jobb. Kostnadskalkyl 10 % effektivare, vilket ger denna ekonomiska vinst: Grävmaskin 600 kronor * 220 dagar * 8 timmar * 10 % = 105 600 kronor Arbetare 250 kronor * 220 dagar * 1 timme = 55 000 kronor Totalt kan detta system spara 160 600 kronor per år, vilket betyder att ett system kan betala av sig på 7 månader. 3.8.2 3D system GNSS 3D systemet är det dyraste och mest kompetenta grävsystem som säljs av Scanlaser, detta system hanterar de flesta typer av jobb. 21

Kostnadskalkyl 30 % effektivare, vilket ger en ekonomisk vinst på: Grävmaskin 600 kronor * 220 dagar * 8 timmar * 30 % = 316 800 kronor Arbetare 250 kronor * 220 dagar * 4 timmar = 220 000 kronor Utsättning 540 kronor * 220 dagar * 1 timme = 118 000 kronor Vilket blir ett sparande på 655 600 kronor per år, denna investering kommer betala av sig på 9 månader. 3.8.3 Mest lönsamt tidsmässigt För att ekonomiskt kunna jämföra hur effektiva olika system är måste en jämförelse mellan olika tekniker göras. Enligt personal från PICAB (2009b), finns det på marknaden idag två olika metoder för att använda maskinstyrning med GNSS, det ena är att använda sig av en GNSS-antenn, det andra systemet använder sig av två GNSS-antenner. Med en GNSS-antenn, även kallat Enkel-GPS, krävs rotationer för att maskinen ska kunna lokalisera hur maskinen är orienterad i plan. En sådan rotation måste ske efter att grävmaskinen flyttat sig ur läge för att ge rätt orientering i plan. Sker ett arbete som t.ex. lastning kommer denna rotation automatiskt när arbetet sker. Med två GNSS-antenner, kallat Dubbel-GPS, behövs inte dessa rotationer eftersom att de två antennerna är orienterade sinsemellan. GNSS-mottagaren tar då emot två satellitsignaler och maskinens läge i plan kan därför beräknas av datorn. Detta sparar tid då maskinisten inte behöver rotera grävmaskinen efter att han rört sig. Scanlaser har tagit fram ett grävsystem som kallas Trippel-GPS, om detta går att läsa i Scanlasers broschyr Trippel-GPS tre användningsområden i en lösning där de presenterar sin nya metod. Denna lösning använder sig av GNSS-antenn, en GNSSmottagare och en GNSS-antenn med inbyggd GNSS-mottagare. Scanlaser använder sig av Leicas produkter och deras version av denna antenn heter PowerAntenn (Leica 2009). Detta ger tre olika användningsområden för grävsystemet, det första är vanlig Dubbel- GPS. Det andra är Enkel-GPS, då monteras PowerAntennen på en stång och maskinen kan använda sig av Enkel-GPS samtidigt som utsättaren använder sig av en traditionell GNSS. Det tredje användningsområdet är Enkel-GPS med basstation. PowerAntennen demonteras från maskinen och fästes på ett stativ, basstationen fungerar då som en 22

referensstation och ger centimeter noggrannhet på arbetsplatsen. På detta sätt finns tre användningsområden för bara två GNSS-mottagare samt två GNSS-antenner. En sådan PowerAntenn har även andra tillverkare tagit fram, men då under andra namn. Topcons motsvarighet heter HiPer+ och Trimbles version går under namnet R8 (Topcon 2009, Trimble 2009). 23

4 Diskussion och slutsats Vid val av examensarbete trodde jag att det skulle vara relativt lätt att hitta information på internet eftersom att det är en teknik som vänder sig emot många potentiella köpare. Sådan information har också hittats men det har varit ganska svårt att få fram fakta som inte känns vinklad eller vriden eftersom att mycket av den information som hittats är från återförsäljare och tillverkares hemsidor, t.ex. Scanlaser, Mikrofyn, Topcon och liknande. Teknisk information om hur grävsystemen är uppbyggda är svårare att hitta information om, men det som hittats känns trovärdig. Däremot är det svårare att lita på när företagen skriver hur bra just deras grävsystem är. Här gäller det för dem att vara säljande och inge ett gott intryck hos sina eventuella kunder. Mätningarna gjordes enbart med Topcons maskinstyrningssystem. Topcon är relativt små i Sverige med bara två återförsäljare, Top Position och PICAB. Dock växer Topcon hela tiden och tar andelar på den svenska marknaden. Topcons produkter är ofta lätta att förstå och lära sig då de använder sig av Windows-gränssnitt i sina enheter. Fördelar med detta är det kan dra ner eventuella kostnader för utbildning av maskinförare eller andra som ska använda deras produkter. Ju enklare ett grävsystem är att lära sig med styrdatorenhet eller kontrollbox desto större är chansen att maskinisten gör ett bra arbete. Om Figur 8 och Figur 9 som grafiskt visar punkternas fel i höjd studeras, är det lätt att se om någon kontrollmätning skiljer sig markant från de andra. Kontrollmätningarna visar att inga grova fel har begåtts då alla mätningar ligger inom en rimlig toleransnivå. Dessa diagram visar att mätning nummer fyra i 3D skiljer sig något mot övriga mätningar i noggrannhet. Vad detta beror på är oklart då det skedde på samma plats som mätning 2-5 med samma markpunkt, skopa och mätband. Det som kan noteras med den fjärde testmätningen är att den genomfördes klockan 12.30. Vid denna mätning var antalet satelliter färre än vid tidigare genomförda mätningar, vilket kan ha lett till en försämrad noggrannhet. Enligt noteringar blåste det även en del under denna mätning vilket också kan påverka resultatet negativt, då det var ett störningsmoment när höjdkontrollen skedde. Kontrollmätning nummer två fick den högsta avvikande noteringen av alla mätningar när höjden 100 cm skulle kontrolleras. Denna mätning visade höjden 105,5 cm, vilket är en millimeter sämre än kontrollmätning nummer tvås sämsta notering, som 24

på höjden 70 cm fick ett testresultat på 75,4 cm. Varför dessa två resultat blev så pass mycket sämre än övriga är svårt att svara på eftersom de är utförda med samma metod som övriga kontrollmätningar. Mest troligt är det den lutande längden som är den stora felkällan vid alla mätningar, och kan därför inte få ta hela skulden för det dåliga värdet. Enligt mina noteringar som skedde vid kontrollmätningarna var det soligt och cirka +10⁰ C när mätning två genomfördes, så vinden har inte varit något störningsmoment vid mätningen. Om en jämförelse mellan 2D och 3D mätningarna görs, syns det ett samband mellan kontrollmätningen vid 100 cm och andra kontrollmätningen. Hela andra kontrollmätningen som är genomförd i 2D har sämre mätvärden än övriga kontrollmätningar. Detta kan bero på att maskinen precis innan mätningen flyttades 5 meter och marken successivt sjunkit efter. Dock borde mätningarna visat ett lägre resultat än höjden som angavs i styrdatorenheten om marken hade sjunkit efter. Men när varje mätning genomfördes var det ett problem att lyfta skopan precis rakt upp, eftersom maskinisten inte var en van användare av grävmaskiner. Den lutande längden kan i vissa test vara större än i andra. Slutligen är jag positivt överraskad till mätningarnas noggrannhet både i 2D och i 3D. Tyvärr fanns det som jag nyss nämnde några mätningar som inte var särskilt bra och detta bevisar ju att maskinstyrning med GNSS inte är helt att lita på. För de flesta typer av arbete krävs sällan högre noggrannhet än vad mitt resultat visat. Däremot är hyvling av väg ett finare arbetet, som kräver högre precision kanske inte lämpade för maskinstyrning med GNSS än. Scanlasers ekonomiska kalkyl angående hur snabbt ett grävmaskinsystem kan återbetala sig, innehöll vissa brister som kan glömmas bort i ett längre perspektiv. Om den totala ekonomiska vinstens alla faktorer skall blandas in för en mer heltäckande kalkyl, anser jag att följande faktorer bör tas hänsyn till: Kostnader för köp eller hyra av utrustningen om olika tillverkares grävsystem kostar lika mycket eller finns möjlighet att välja billigare alternativ? Ett billigare system betalar av sig snabbare än ett likvärdigt som är dyrare. Vissa jobb kräver inte att utrustningen köps utan det blir mer ekonomiskt att hyra utrustningen, t.ex. vid mindre projekt. Vid en tidsmässig vinst måste även hänsyn tas till kalibrering och installation av grävsystemet. Med beräkningar från Scanlasers siffror visar att det kan sparas mycket pengar beroende på hur fort detta går att genomföra. Varje timme som grävmaskinen står utan arbete kostar 600 kronor, detta är den lägsta kostnaden 25

som går att nå. Om även montören och inmätarens kostnader läggs till hamnar varje timkostnad över 1000 kronor. En annan kostnad som kan glömmas bort är den utbildning som kan krävas för att förstå eller lära sig grävsystemen. Ett lätt grävsystem kräver mindre kunskaper än ett mer avancerat grävsystem med krångligare gränssnitt. Om maskinisterna behöver utbildning för att klara av grävsystemen kommer detta kosta pengar, t.ex. utbildningspersonal, material samt att maskinerna står stilla utan arbete. En kostnad som kan uppstå som inte är med i beräkningarna är support och garantier som medföljer grävsystemet. Skulle problem uppstå är det viktigt att support finns tillgänglig, antingen via telefon eller fysiskt för att hjälpa till att lösa problemet. Står en maskin stilla under lång tid kostar detta väldigt mycket pengar, vilket i slutändan kan leda till att kostnaderna för bygget tillslut blir högre det planerade. I ett framtida perspektiv ser maskinstyrningens utsikter goda ut. GNSS-tekniken utvecklas hela tiden, noggrannheter blir bättre när fler satelliter finns tillgängliga och hårdvaran som tar emot signaler är under ständig utveckling. Eftersom det fortfarande finns problem att mäta höjder med en GNSS så kommer tekniken fortsätta att utvecklas lång tid framöver. Inom detta område kommer marknaden att växa i många år till, lika så maskinstyrning som fortfarande inte är standard på alla arbetsplaster. När tekniken blir billigare och kvalitén på mätningarna kan säkerställas kommer förmodligen maskinstyrning vara ett etablerat och välanvänt system. Vid byggprojekt idag är ekonomin en viktig fråga, företagen ska hålla ned kostnaderna men samtidigt leva upp till de krav som finns. Maskinstyrning är bevisligen något som gör maskinerna mer effektiva, detta leder till lägre utgifter för kunden. Sensorerna som idag används kan utvecklas ännu mer i ett framtida perspektiv. Idag har sensorerna centimeternoggrannhet, men i ett framtida perspektiv kan millimetersensorer finnas på marknaden. Likaså kan maskinerna utvecklas mer från tillverkare så att de redan från fabriken är anpassade för maskinstyrning. Idag finns många äldre maskiner ute på arbetsplatser som inte är anpassade för maskinstyrning. Om det i ett framtida perspektiv kan bli ett samarbete mellan tillverkare för fordon och tillverkare av maskinstyrning kan grävsystemen bli mer anpassade för rätt fordon. För att allt detta ska kunna användas fullt ut måste maskinföraren ha kunskap och kännedom om tekniken han använder sig av. En maskinist bör ha god kännedom om utsättarens roll för 26

toleranser och hur 3D modeller fungerar eftersom maskinerna tar över en del av utsättarens arbete. Utsättaren kommer i allt större utsträckning att arbeta med framtagning av modeller för styrdatorenheter och kontroll av maskinernas arbete. 4.1 Slutsats Maskinstyrning är ett bra komplement för entreprenadmaskiner. Det ger en trygghet för maskinisten som själv kan övervaka sitt arbete. Det är även en bra lösning ekonomiskt sett eftersom effektiviteten bevisligen ökar och utsättningskostnaderna kan hållas nere. Det ger även bättre förutsättningar att arbetet skall flyta på och bli klart inom utsatt tid. Maskinstyrning har dock inte bara positiva egenskaper, bland det negativa bör nämnas att maskinisten överlåter vissa delar av arbetet till tekniken, om den vid något tillfälle skulle vara ur funktion, innebär detta en stor omställning för maskinisten som måste återgå till att styra allting manuellt igen. Om för stor vikt läggs på att maskinerna ska klara av att styra sig själva kommer maskinisternas kunskaper om grävning eller hyvling att minska. Men detta är ett problem för framtiden, idag ligger problemet på att maskinisterna inte alltid förstår eller behärskar tekniken och datorerna. Maskinstyrning kan i stort sett alltid användas, om terrängen inte tillåter användning av GNSS finns möjlighet att montera prismor och använda totalstation. Är inte heller detta möjligt så har maskinisten åtminstone hjälp från sensorerna som underlättar arbetet genom att ge höjder. Slutligen kan anses att tekniken är tillräckligt utvecklad för att kunna lita på och höjderna är tillräckligt bra för att kunna använda vid t.ex. ett vägbygge. Däremot gäller det se till att satellitmottagningen eller totalstationen klarar av att leverera den precision som krävs för arbetet. Vid arbeten som kräver hög noggrannhet bör totalstation eller laser användas för att garantera att höjderna blir bra. GNSS-tekniken har i vissa fall problem med höjdmätning, men som resultaten visar är de i många fall väldigt bra. 27

4.2 Framtida studier Det som kan utvecklas med denna studie är test av fler leverantörers grävsystem under liknande förhållanden. Då går det även att jämföra för- och nack- delar med de olika grävsystemen på ett annat sätt än vad som är gjort i denna studie. En jämförelse mellan olika styrdatorenheter och kontrollboxar är ytterligare en studie som kan göras om det finns möjlighet att testa flera olika modeller vid samma tillfälle. Den ekonomiska kalkylen som Scanlaser har tagit fram kan analyseras djupare än vad jag gjort, det är möjligt att själv bearbeta fram en liknande kalkyl och se hur Scanlasers siffror stämmer. 28