2.2 Приборы, используемые для создания планово-высотного обоснования
Еще в конце 19 века венгерский геодезист Тихи ввел в обиход слово "тахеометр ", которое в переводе с греческого означает "быстро измеряющий ". Даже в те далекие времена геодезисты мечтали иметь прибор , который мог бы максимальную часть работы производить в поле и хоть немного уменьшил бы камеральную работу.
К середине семидесятых годов 20 века, в геодезии прочно заняли свое место светодальномеры. Тогда же появились первые модели прототипов тахеометров. Были созданы первые полу электронные приборы, где оптический теодолит был оснащен светодальномером (SМ-41, Zеiss West Germany; EOT-2000; Кагl Zeiss lena). Это устройство позволяло прямо в поле определить превышения, положения, приращения. Открылись широкие возможности автоматизации геодезических работ.
Для удобства, сравнения тахеометра разбиты на три класса, внутри которых их можно сравнить по ориентировочной цене и основным техническим и функциональным характеристикам.
В основу классификации приборов сегодня положена степень компьютеризации и автоматизации, а не точности измерений, как это было раньше.
Все существующие тахеометры можно поделить на 3 группы:
простейшие;
универсальные;
роботизированные;
К простейшим тахеометров относятся наиболее низкокачественные не дорогие электронные. Они обладают минимальной автоматизацией и ограниченными программными средствами. Ряд тахеометров не имеет встроенной памяти или имеет ограниченную память: 500-1000 точек. Как правило, угловая точность таких приборов 5-10 секунд, линейная - 3-5 мм\км. Применяется для простых геодезических работ: измерение углов, расстояний и превышений. (Elta R50 фирмы "Zeiss")
Универсальные тахеометры нашли наиболее широкое распространение в таких областях, как создание геодезического обоснования, инвентаризации, разбивочные работы и архитектурные обмеры, съемка шельфов, маркшейдерские измерения, дорожное строительство. Угловая точность 1-3 секунды, линейные - 2-3 мм\км.
Внутренняя память 10 000 точек и более. Встроенные программы обеспечивают обработку данных, расчет площадей и разбивочных элементов, и даже создание ЦММ непосредственно в поле, могут настраиваться пользователем. Позволяет работать в различных системах координат, автоматически учитывать ошибки и поправки. Иногда имеют алфавитно-цифровую клавиатуру, безотражательный дальномер (Сеоdimetег 600S).
Роботизированные тахеометры, тахеометры кроме всех возможностей предыдущей группы, обладает сервоприводами, радио коммуникационными устройствами. Системы автоматического поиска и слежения за отражателем позволяет повысить производительность труда в 2 раза по сравнению с механическими тахеометрами. Приборы могут обслуживаться только одним исполнителем: например управляться только реечником по радио модему или только наблюдателем - при работе без отражателя. Точность и функции роботов - автоматов позволяют использовать эти приборы при высокоточных работах, автоматическом наблюдении за деформацией инженерных сооружений и земной поверхности; автоматическом управлении машинами на строке, а также при стандартных геодезических работах: крупномасштабных съемках, обмерах сооружений, разбивке. Приборы обладают памятью до 18000 точек и используют в качестве накопителя информации РСМС1 - карту. (DТМ-501 фирмы Nikon)
Плановое съемочное обоснование в основном создается проложением теодолитных ходов и съемочных сетей. В застроенной местности удобнее применять теодолитные ходы.
Теодолитные ходы прокладываются для получения пунктов съемочного обоснования и подразделяются на два разряда.
В первом разряде величину абсолютной невязки не допускают больше чем 1:2000 от длины хода, а во втором разряде 1:1000.
Теодолитные ходы между исходными пунктами прокладываются в виде одиночных ходов или системы ходов с узловыми точками.
В системах теодолитных ходов предельные допустимые длины сторон между узловыми точками или между исходным пунктом и узловой точкой должны быть не более 350м и не менее 40м.
Угловые измерения в теодолитных ходах должны производится теодолитами типа: Trimble 3600, Trimble 3305 и т.д.
Они применяется для проложения теодолитных тахеометрических и полигонометрических ходов 1 и 2 разряда, для построения аналитических сетей, для топографических съемок всех масштабов, при гидрографических исследованиях, городской и инженерной полигонометрии.
Электронный тахеометр совмещает в себе светодальномер, оптический теодолит и вычислительное устройство. Прибор снабжен микро ЭВМ, которая позволяет вычислять по результатам соответствующих измерений: наклонные расстояния с учетом поправки за нестабильность частоты и изменения показателя преломления атмосферы, зенитные расстояния с учетом поправки за место зенита, горизонтальные проложения расстояний, горизонтальные углы из двух полуприемов, приращения прямоугольных координат.
Угломерная часть прибора представляет собой оптический теодолит. В качестве отсчетного приспособления используется шкаловый микроскоп. При вертикальном круге имеется самоустанавливающийся индекс – компенсатор. Отсчитывание производится визуально. Результаты могут быть введены в память ЭВМ, либо записаны в журнал.
В дальномере прибора использован импульсный метод измерения расстояния с преобразованием временного интервала. Результаты измерения высвечиваются на табло. Неоднозначность измерения расстояния до 1000м разрешается автоматически благодаря использованию вспомогательного генератора, частота которого подстраивается под частоту опорного генератора с помощью фазовой автоподстройки так, что на выходе ФЭУ в режиме «точно» обращается сигнал с частотой 1,4985 кГц, а в режиме «грубо» - с частотой 14,585 кГц.
При появлении помех в створе измеряемой линии и при сильных атмосферных флуктуациях оптического сигнала в приборе автоматически осуществляется блокировка счета, что исключает получение ложных результатов.
Вычислительный блок на микропроцессорах имеет клавишное наборное поле и выход на внешнее регистрирующее устройство. В вычислительном блоке решается ряд задач и выдается на цифровое табло по требованию исполнителя горизонтальное проложение, превышение, приращение координат и зенитное расстояние.
Основными частями тахеометра являются: колонка с вертикальной и горизонтальной осями, зрительная труба с размещенным ней светодальномером, датчики горизонтального и вертикального углов, микропроцессорное вычислительное устройство, узел обработки сигналов с датчиком углов, модули индикации и управления, наводящие устройства.
Рисунок 2 - Электронный тахеометр Trimble 3600
Параметрические характеристики прибора Trimble 3600
Точность угловых измерений 3" 5”
Автоматический компенсатор
Двухосевой ±5’
Точность измерения расстояний
По призме ±(2 мм + 2 мм/км)
В безотражательном режиме ±(3 мм +2 мм/км)
Минимальное измеряемое расстояние
До призмы 1.5 м
До отражающей поверхности 2.5 м
Дальность измерения
По 1 призме 3000 м
По 1 призме в режиме long Range 5000 м
До поверхности (отражение 18%) 80 м
До поверхности (отражение 90%) 120 м
Время измерений
По призме 2.0 сек
По отражающей поверхности 3 сек
Атмосферная поправка
Датчик температуры внутри инструмента
Горизонтирование инструмента
Круглый уровень на трегере 8’ / 2 мм
Электронный цилиндрический уровень
Система наведения
Соосные винты с фрикционным сцеплением и с бесконечным точным наведением
Центрирование
Система центрирования: Trimble 3-pin
Оптический центрир
Увеличение / Минимальное расстояние фокусирования 2 х / от 0.5 м
Зрительная труба
Увеличение 30 x Апертура 40 мм
Наименьшее расстояние визирования 1.5 м
Угол поля зрения 2.2 м / 100м
Подсветка сетки нитей есть
Клавиатура
Панель управления Geodimeter
Съемная панель: цифровая, алфавитно-цифровая или алфавитно-цифровая Arctic
Экран
Панель управления Geodimeter
33 клавиши, ЖК, 4 строки х 20 символов, с подсветкой
Запись данных
Внутренняя память до 8000 точек
Рабочая температура
От -32°C до +50°C
Влагозащита
IPX4
Источники питания
Внутренняя батарея NiMH, 6В,
4 Ач, перезаряжаемая
Время на полную зарядку - 1,5 часа; время работы - 8,5 часов
Внешняя батарея NiCd, 6 В, 7 Ач Перезаряжаемая
Время на полную зарядку - 3,5 часа
Время работы около 12 часов
Масса < 6,7 кг
Размеры
Инструмента 222 х 370 х 185 мм
Высота оси вращения 196 мм / 205 мм / 175 мм
Описание:
Тахеометр серии Trimble 3600 является небольшой частью из всех выпускаемых приборов Trimble.
Тахеометр данной серии имеет встроенное программное обеспечение, позволяющее производить практически весь спектр геодезических работ - развитие геодезических сетей, съемку и вынос в натуру, расчет площадей, вычисление засечек, решение задач координатной геометрии: прямая и обратная геодезическая задача.
Серия тахеометра Trimble 3600 Total Station представлена шестью моделями:
Trimble 3601 - точность угловых измерений 1"
Trimble 3602 - точность угловых измерений 2"
Trimble 3603 и Trimble 3603 Arctic - точность угловых измерений 3"
Trimble 3605 и Trimble 3605 Arctic - точность угловых измерений 5".
Тахеометры Trimble 3603 Arctic и Trimble 3605 Arctic разработаны специально для работ в суровых природных условиях и выдерживают широкий температурный диапазон, обеспечивая надежную работу прибора при температуре до -32° C. Как и тахеометры Trimble 3603 и Trimble 3605, тахеометры Trimble 3603 Arctic и Trimble 3605 Arctic имеют точность угловых измерений 3" и 5" соответственно.
Они также оснащены съемной алфавитно-цифровой панелью Geodimeter CU 600, включающую в себя цифровую клавиатуру, алфавитно-цифровую или алфавитно-цифровую клавиатуру Arctic, которая специально предназначена для работы при низких температурах. При желании данную панель управления спокойно можно заменить панелью управления Trimble CU (TSC1, TSCe ,ACU).
Съемная алфавитно-цифровой панель Geodimeter CU 600 имеет ЖК экран, вмещающий 4 строки по 20 символов каждая и может поставляться с набором разнообразных программ и с объемом памяти до 8000 точек, в зависимости от поставленной перед пользователем задачи. Расширенная библиотека мощных встроенных программ для сбора данных и полевых вычислений охватывает весь спектр геодезических задач, кроме того, операционная система панели позволяет создавать собственные алгоритмы проведения измерений.
Панель снабжена собственным последовательным портом. Можно заказать несколько панелей управления, в этом случае каждый исполнитель со своим собственным программным обеспечением, данными и настройками может подключать свою панель управления к любому прибору серии 3600. Возможность неумышленного разрушения данных коллеги полностью исключается. Важным является то, что гибкая настройка и совместимость панели управления позволяет всем пользователем приборов Geodimeter перейти на использование новой платформы не меняя привычные операции.
Электронные тахеометры Trimble 3603 Arctic и Trimble 3605 Arctic имеют влагозащиту, соответствующую стандарту IPX4. Как и все тахеометры серии Trimble 3600 эти тахеометры оснащены соосными винтами с фрикционным сцеплением и с бесконечным точным наведением.
Отличительной особенностью всех тахеометров серии Trimble 3600 является расширенный набор программ, разнообразный пользовательский интерфейс, кроме того, реализована новая система быстрого наведения без закрепительных винтов для обоих кругов - система QuickDrive.
Данная система наведения обеспечивает бесконечную плавную и точную наводку без зажимов, что очень удобно при работе с прибором, когда необходимо высокая скорость проведения работ. Эргономично размещенная клавиша "Пуск" рядом с винтами QuickDrive позволяет удобнее и быстрее выполнять измерения.
Передача данных
Для передачи данных в серии Trimble 3600 кроме стандартного RS232 порта предусмотрен инфракрасным порт, который позволяет оперативно передавать данные в офис прямо с места проведения работ, используя, например, сотовый телефон. Данные, полученные в поле, могут быть обработаны в специальном программном обеспечении: CREDO, Trimble Geomatics Office и другие. Дополнительно, в комплект поставки прибора может быть включено программное обеспечение Terramodel Field Data, предназначенное для импорта данных с инструмента, вычислений и создания цифровых моделей местности. “Скачивание” информации, собранной в поле, не требует доставки в камеральный офис самого тахеометра — достаточно одной клавиатуры.
Режим измерений
Режим измерений DR тахеометров Trimble серии 3600 без отражателя удобен, когда при проведении работ невозможно или опасно установить отражатель, например при измерениях фасадов зданий и инженерных сооружений, при съемке поверхности автомобильных дорог при сильном потоке транспорта, профилей тоннелей. Этот режим просто незаменим, если необходимые объекты съемки находятся в частных владениях. Соосный с трубой видимый лазерный пучок облегчает наведение на цель при внутренних работах или в темноте.
В безотражательном режиме дальность измерения расстояний до любого объекта в пределах 80 м, по стандарту Kodak Grey Card с отражением 18%, и до 120 м, Kodak Grey Card с отражением 90%.
Дальность измерения расстояний с использованием отражателей: по 1 призме - 3000 м, по 1 призме в режиме "Сверхдальность" 1000-5000 м, по 3 призмам - 5000 м, по 3 призмам в режиме "Сверхдальность" 1000-7000 м.
Какие бы инженерно-геодезические задачи ни стояли бы перед Вами, Вы должны помнить, что тахеометры серии Trimble 3600 будут Вашими надежными помощниками. [16]