Что измеряет электронный тахеометр
Тахеометр. Виды и устройство. Работа и характеристики. Особенности
Тахеометр – это специализированный геодезический прибор, применяемый для сверхточного измерения расстояния, а также углов по вертикали и горизонтали. Он используется при выполнении геодезических изысканий, при разметке площадок под строительство, вынесении на местности точек координат и для решения прочих задач.
Что делает тахеометр
В зависимости от комплектации они могут применяться для выполнения:
Чем шире спектр задач, которые можно выполнить определенным тахеометром, тем выше его стоимость. Поэтому с целью удешевления в основном производятся узкоспециализированные приборы под конкретные задачи. Тахеометры являются строго профессиональным оборудованием, не используемым в частных любительских целях. Поэтому узкое профильное направление определенных моделей полностью обосновано. Организациями, занятыми земляными работами на местности, применяются одни устройства, строительными компаниями используются другие.
Виды тахеометров по принципу работы
Существует 3 группы тахеометров по способу ведения измерения. Они бывают:
Оптические – это полностью механические приборы с ручным управлением. По сути, они являются теодолитами со сложным монограммным кипрегелем.
Цифровой отличается наличием электронной составляющей. Она автоматически выполняет многие расчетные операции, сохраняет данные в собственной памяти. Это делает использование цифровой техники очень продуктивной.
Роботизированные приборы имеют электрический привод, поэтому настраиваются на цель без ручного наведения. Они очень эффективные и точные, но в связи с дороговизной применяются редко. При их использовании координаты точек получаются в разы быстрее, что важно при масштабных изысканиях.
Устройство цифрового тахеометра
Наиболее востребованными являются электронные тахеометры. В отличие от более простых устройств, они точнее и удобней. Если разбирать строение цифрового тахеометра по блокам, то можно выделить следующие его части:
Оптическая часть отвечает за процесс съемки, механическая позволяет проводить наведения, а электронная собирает данные, проводит их расчет и выводит информацию на экран. Механическая часть устройства представлена трегером. Это платформа с пузырьковым уровнем, отвечающая за крепление составляющих и наведение оптики. Каждое устройство имеет систему автоматических компенсаторов. Они самостоятельно компенсируют отклонение положения устройства в пространстве. 
Основные характеристики тахеометров
В связи со сложностью устройств, для определения их функционала применяется оценка по десяткам характеристик. Самыми важными среди них выступают:
Оценка угловой и линейной точности устройства
Угловая точность – это уровень погрешности при измерении углового значения. К устройствам премиум класса относятся приборы с угловой точностью в пределах 0,5-1 сек. Зачастую это излишне высокий показатель, переплата за который является необоснованной. При выполнении строительства обычно выбирают тахеометр, дающий погрешность в пределах 2-3 сек. Самыми продаваемыми, в связи с доступностью, выступают приборы с уровнем точности 5 сек.
Погрешность до 5 сек по факту дает на местности отклонение на 1-2 мм на 1 км в обе стороны. Тахеометр с отклонением 5-9 сек имеет погрешность 2-3 мм на 1 км.
Указанный в техническом описании к прибору уровень погрешности зачастую на практике достигается крайне редко. Дело в том, что тестирование приборов проводится в идеальных условиях, которые на улице сложно воссоздать. На величину погрешности может повлиять температура, влажность, атмосферное давление. Поэтому нужно выбирать устройство с запасом точности.
Уровень дальности измерения
Определяющей характеристикой любого тахеометра выступает дальность измерения, на которую тот способен. Это значение зависит от применяемого в конструкции дальномера. Они могут быть безотражательными, что делает работу по измерению максимально простой, или требовать применение призм. Последние устанавливаются в дальней точке, относительно которой проводятся замеры, и устройство на них фокусируется. При работе в сложных условиях установка призм может быть невозможной, к примеру, на скалистой местности.
Дальность измерений исчисляется метрами. Ее уровень в технических характеристиках прибора обычно выше реального. Если тахеометр работает по безотражательному методу, то его функциональность во многом зависит от типа поверхности, на которой выполняется фокусировка. Максимальная дальность без использования призм возможна при прицеливании на гладкий светлый объект. На темной рельефной поверхности дальность замеров сокращается.
Тахеометр с дальностью измерения до 500 м может использоваться при археологических исследованиях, в строительстве, разбивки местности в городской черте и пригороде. Приборы способные делать замеры свыше 500 м самые универсальные. Помимо стандартных задач, они подходят для выполнения топографической съемки. Приборы для картографии совместно с призмой могут проводить замеры на дистанцию до 5000-7000 м. Также они применяются при строительстве трасс.
Объем памяти
Тахеометры способны сохранять результаты своих замеров в собственной памяти. Это исключает необходимость в применении внешних носителей данных, и периодически копировать замеры на компьютер. Такой уровень памяти считается оптимальным и зависит от частоты применения оборудования. В среднем приборы запоминают 10-60 тыс. строк. При этом многие из них поддерживают функцию установки карты SD. В отличие от обычного USB накопителя, такая карта не выпирает из корпуса, поэтому не может зацепиться при переноске тахеометра и выпасть, тем самым вызвав безвозвратную потерю данных.
Допустимые температурные условия работы
Виды интерфейса
Удобство работы с тахеометром во многом зависит от наличиствуемого у него интерфейса. Обычно на корпусе имеются разъемы для подключения кабеля USB и WLAN. Кроме этого нормой является поддержка беспроводной связи Bluetooth и WiFi.
Данные разъемы необходимы для передачи данных или подключения тахеометра к геодезическому приемнику. Поддержка Bluetooth исключает необходимость использования проводов, что очень удобно и ускоряет установку прибора на точках.
Тахеометр более высокого ценового сегмента имеет встроенный GPS модуль. Он позволяет передавать координаты по спутниковой связи на любое расстояние. Важно, чтобы прибор поддерживал конкретную спутниковую систему, имеющую лучшее покрытие в регионе, где обычно выполняется работа. В противном случае передача данных будет невозможна в определенное время суток, когда нужный спутник располагается к поверхности Земли под острым углом. В это время толща атмосферы препятствует движению сигнала. Он сможет проникать, когда спутник окажется сверху.
Меню панели управления
Панель управления цифровых тахеометров представлена в виде сенсорного или обычного дисплея с кнопками. Она позволяет регулировать все рабочие процессы устройства:
Стандартная панель управления имеет набор кнопок:
На самом дисплее отображаются строчки горизонтальных и вертикальных углов. Также на экране имеется строка горизонтальных проложений, постоянный коэффициент призмы.
Приобретение подержанного тахеометра
Тахеометр достаточно дорогой прибор, поэтому с целью экономии его можно приобрести с рук. Подержанные устройства могут иметь ряд неисправностей, делающих невозможным их применение. При покупке б/у устройства важно наличие на него документов. На рынке можно встретить краденые приборы, находящиеся в розыске.
При осмотре тахеометра следует в первую очередь обратить внимание на его целостность. На нем не должно быть внешних повреждений в виде вмятин, потертостей, глубоких царапин. Винты должны быть с целой резьбой, вращаться плавно, что важно для точной регулировки.
При осмотре оптики важно, чтобы изображение было одинаково ярким по всему полю. Не должно быть царапин и пятен. Стоит также проверить непосредственную работу, хотя бы по тем функциям, которые обычно используются чаще всего.
Электронный тахеометр
Кроме этих стандартных функций электронный тахеометр способен решать определенные прикладные задачи, используя свои технические возможности и математические алгоритмы, заложенные в электронно-вычислительной части аппарата. После выбора необходимых опций, ввода исходных данных и проведенных измерений через несколько мгновений на экране тахеометров высвечиваются искомые данные:
Помимо всего этого электронные тахеометры позволяют использовать свои функциональные способности при разбивочных и съемочных работах, в конструктивно предусмотренных режимах:
Для успешного применения в работе электронных тахеометров лучше всего использовать весь комплекс автоматизации геодезического процесса, используя персональный компьютер и программное обеспечение для передачи данных. Этот процесс позволяет упростить аналитическую подготовку исходных данных, при этом предотвратив ошибки в результате человеческого фактора. Помогает при обработке данных полевых съемок и разбивочных работ. Возрастает скорость обработки полученных результатов и производительность труда всего геодезического производства.
Устройство электронного тахеометра
Рассматривая устройство электронного тахеометра, следует отметить в нем три составные части:
Оптическая, механическая и даже электронные части устройства известны из оптико-механических и оптико-электронных теодолитов, которые со временем только улучшаются производителями.
Отличительной особенностью электронных тахеометров считается наличие двух важных узлов:
В составе таких электронных приборов следует отметить четыре системы, взаимодействующие между собой:
К системе ориентирования относятся геометрия осей взаимосвязанных элементов, механических узлов, уровней (горизонтального, круглого, электронного), отвесных приспособлений, компенсаторов и механизмы крепления.
К системе наведения принадлежат зрительная труба с подвижной оптической системой внутри ее и механизмами крепления и наведения.
К измерительной системе можно причислить устройства горизонтального и вертикального кругов с системой отсчитывания по лимбам и цифрового преобразования угловых значений, светодальномерное устройство с механизмами измерения и вычисления линейных величин.
В систему управления входят рабочая панель с экранным дисплеем, электронно-вычислительное и программное обеспечение, позволяющее выбирать необходимые режимы задач и управления ими.
Рис.1. Внешний вид электронного тахеометра.
С разных сторон внешнего вида электронного тахеометра японской фирмы SOKKIA марки SET530RK3, показанного на изображении, можно рассмотреть все детали и узлы данного типа приборов. В их состав входят:
Устройство панели управления
Через рабочую панель с экраном, функциональной и цифровой клавиатурой выполняется практически всё управление и организация рабочего процесса. С её помощью осуществляются ввод данных, их обработка, записи и сохранение во внутренней памяти, программирование для быстрого доступа, получение результатов различных измерений на жидкокристаллическом экране и даже дистанционное управление всеми операциями при использовании роботизированной марки прибора.
Через панели управления в каждом электронном тахеометре можно выбирать необходимые режимы работы, например, в SET530RK3, существуют такие режимы:
Для решения, наиболее часто встречаемых в геодезическом производстве, типовых задач, на каждой из электронных страниц режима измерений, можно функциональными клавишами программировать быстрый доступ к ним и установление их в любой последовательности.
Рис.2. Рабочая панель управления с дисплеем.
На внешнем виде рабочей панели можно разобрать все элементы изображения на экране и управления на корпусе панели. Они состоят из следующих клавиш и кнопок:
В геодезии при высокоточных работах требуется использование методик с измерениями в положениях зрительной трубы при круге право (КП) и круге лево (КЛ). Для удобства в геодезическом производственном процессе необходимо наличие панелей управления с двух сторон тахеометра.
Технические характеристики тахеометров
Независимо от производителя все электронные тахеометры имеют один спектр технических характеристик, имеющих определенные качественные отличия. Основными из них, которые необходимы для выбора соответствующего инструмента, считаются:
Вспомогательные принадлежности
Для достижения всех технических характеристик при измерениях электронными тахеометрами вместе с ними применяется вспомогательное оборудование. Важно отметить, что все дополнительные приспособления желательно подбирать в комплекте с основным прибором одного и того же производителя, Можно привести целый список таких принадлежностей, к которым относятся:
Поверки электронных тахеометров
Кроме стандартных поверок геодезических угломерных инструментов необходимо выделить в первых двух пунктах списка и характерные поверки тахеометров:
Что такое электронный тахеометр и для чего он используется?
Технический прогресс позволил человеку значительно ускорить выполнение многих инженерных работ и в том числе геодезических. Благодаря современному измерительному оборудованию теперь можно получить точные данные в кратчайшие сроки. Именно поэтому самым востребованным на сегодняшний день геодезическим прибором считается тахеометр, с устройством которого ознакомимся более детально.
Что такое тахеометр?
Тахеометр – это инструмент, предназначенный для измерения вертикальных и горизонтальных углов, а также превышений и расстояний.
У электронных приборов, благодаря встроенному микропроцессору и программному обеспечению, измерения и расчеты выполняются за достаточно короткий промежуток времени. При этом отклонения, в случае правильно выполненных работ, будут минимальными.
Основные конструктивные элементы тахеометра в первом положении
Конструктивные элементы тахеометра во втором положении
Конечно же, у данного инструмента есть свои недостатки, вроде высокой стоимости, но они с лихвой компенсируются его достоинствами. Именно поэтому у каждого предприятия на сегодняшний день наличие этого прибора является обязательным требованием.
Где применяется?
Удачно совместив в себе функции, как теодолита, так и светодальномера тахеометр используется для реализации следующих задач:
– определения координатных значений точек при топосъемке и составления топокарт;
– проведения строительных и геодезических разбивочных мероприятий;
– выноса на местность высот, проектных точек;
– проведения прямых и обратных засечек;
– выполнения измерений со смещением;
– тригонометрического нивелирования и т.д.
История создания
До появления этого инструмента геодезические измерения выполнялись при помощи теодолита, рулетки, нивелира и других приборов, а расчеты заносились в специальные журналы и обрабатывались вручную. По этой причине появления ошибок и их накапливания нельзя было избежать. Еще один негативный момент – время, затраченное на проведение измерительных работ.
Теперь же процесс измерений ускорился во множество раз, а большую часть работ теперь берет на себя специальное программное обеспечение(такое как ГИС ГЕОМИКС). Тем не менее, этот прибор стал неотъемлемой частью современной геодезии относительно недавно.
Инструменты, отдаленно напоминающие современные тахеометры, начали выпускать в 70-х годах. Основное препятствие состояло в невозможности совместить теодолит со светодальномером, введу чересчур больших габаритов последнего. Однако, когда его размер стал более компактным, эта проблема была благополучно решена.
Уже в 80-х в Швеции изготавливается самый первый электронный тахеометр AGA-136 от фирмы Geodimetr. Для инженерной геодезии он стал инновационным достижением. Вскоре на рынке стали появляться приборы, изготовленные в Японии (Sokkia, Topcon, Nikon), Швейцарии (Leica) и других странах.
Как работает
Работа этого инструмента строится на двух основных методах, которые обусловлены его конструктивными особенностями:
Режим, в котором будет работать прибор, также определяется диапазоном вычисления дальности расстояний. В зависимости от его интервала тахеометр можно разделить на два следующих типа:
– отражательный (5 и более километров);
– безотражательный (может выполнять измерения до произвольной плоскости в диапазоне до 1,5 километров, но дальность также зависит от отражающих свойств поверхности).
Основным преимуществом тахеометра является возможность измерений при наличии различных препятствий, вроде листвы деревьев. Кроме того, работы можно проводить при условиях не только нормальной, но и плохой или слишком яркой освещенности.
Многие производители сейчас делают акцент на приборах со встроенной системой GPS для быстрого обнаружения объекта по его координатам.
Разновидности тахеометров
Классификация этих приборов достаточно обширна и разделяется по свойствам, функционалу и эксплуатации. По принципу работы принято различать следующие инструменты:
По конструкции принято различать:
– модульные (отдельно сконструированные элементы теодолита, светодальномера и т.д.);
– интегрированные (все составляющие прибора объединены в один механизм);
– неповторительные (лимб монолитно закреплен на подставке).
В зависимости от сферы применения тахеометры разделяют на:
– строительные (геодезическое сопровождение работ);
– технические (элементарные задачи);
– инженерные (исполнительные съемки и другие сложные работы, требующие высокой точности).
Эксплуатация
Как можно подытожить из вышесказанного, тахеометр является достаточно сложным инструментом, а работа с ним требует определенных умений. Поэтому у начинающих пользователей может появиться много вопросов по поводу его правильной эксплуатации.
Однако измерения при помощи этого инструмента всегда проходит в такой последовательности:
Подробная информация об эксплуатации тахеометра описана в инструкции от производителя, с которой необходимо тщательно ознакомится перед его использованием.
Взаимодействие между пользователем и устройством осуществляется при помощи специального программного обеспечения. Устанавливая необходимые параметры на дисплее, геодезист выполняет измерительные работы, после чего все полученные данные сохраняются в памяти тахеометра. Дальнейшая их обработка и составление итогового материала будет производиться на компьютере.
Заключение
Здоровая конкуренция и технологическое развитие активно способствуют появлению точных и многофункциональных инструментов, отвечающих всем современным требованиям.
Конечно же, цена на современные приборы подобного типа достаточно высока. Тем не менее, как показывает практика, скорость работы, функциональность и удобство в эксплуатации с лихвой окупят затраченные на приобретение этого инструмента средства.
Что такое тахеометр
Тахеометры относятся к геодезическим измерительным приборам. С помощью прибора измеряют дальние расстояния, высоты и углы в линейных плоскостях. Работа основывается на зрительном контакте. Устройство применяется в исследованиях (топография, геодезия, археология). А также в таких сферах как инженерия, строительство, прокладка дорог, разработка природных ресурсов. Инструмент из-за высокой цены редко встречается у рядовых пользователей, обычно аппарат имеют на вооружении предприятия и исследовательские учреждения. Рассмотрим, что такое тахеометр, виды, устройство, возможности, правила применения, как проводить измерения и читать показатели.
Понятие тахеометров
Под тахеометрами (ТМ) подразумевают измерительные приборы для получения данных об углах (вертикальных, горизонтальных), расстояниях, превышениях определенных геометрических параметров. Данный прибор работает одновременно как теодолит и светодальномер, фактически является совокупностью этих измерителей. Тахеометр позволяет проводить измерения при наличии препятствий наподобие веток, листьев деревьев, в условиях с плохой видимостью, чрезмерной освещенностью.
Для тахеометра для постановки пикетов (установки точек) надо использовать мерную рейку, поэтому команда состоит из 2 чел. С роботизированными устройствами может управиться 1 чел.
Задачи, что измеряют
Измерителем определяют отклонения положений, оценивают размещение строения и его элементов на местности по отношению к другим объектам, наклоны, усадку и прочее.
В основном тахеометр применяют для определения координатных точек местностей, полученные данные используются для постройки планов с графикой рельефа, для топографических съемок. Цель — упростить, ускорить геодезические работы по сравнению с другими инструментами.
Одним из методов съемок с помощью тахеометра является тригонометрическое нивелирование (нивелировка тахеометром), приведем выдержку о нем:
Где применяются
Основная область использования — для определения координат, превышений отметок географических локаций, строительных объектов.
Более подробно, для чего применяется ТМ:
Как появились тахеометры
Первые ТМ собрали в 70-х годах 20 века, они напоминали современные приборы лишь отдаленно, ими было сложно пользоваться, так как все вычисления делались почти что вручную. Такие тахеометры были полуэлектронными, в большей мере аналоговыми. Электроника там была лишь в своих зачатках, с крайне ограниченными возможностями.
После создания компактных светодальномеров таковые стали устанавливаться на теодолиты, постепенно такое сотрудничество совершенствовалось, начали собирать приборы в одном корпусе с опцией введения значений углов. Первая электронная модель создана в Швеции в 80-х, она называлась AGA — 136 и стала прорывом в геодезии.
Современный тахеометр геодезический — это измеритель с электронной технологией оценки углов, длины линий, превышений, которая заменила оптическую, что автоматизировало деятельность геодезистов. Данные поступают в цифровой форме, исчисления, поправки делает процессор и выводит в удобном виде на дисплей. Такое устройство также во многом расширяет возможности прибора, можно проводить сравнивание, сопоставление различной информации комфортно и быстро. Современные изделия имеют электронные узлы для задания определенных настроек, управления замерами. Есть кнопочные органы контроля или сенсорный дисплей, позволяющие вводить значения углов и другую информацию.
Схема электронного тахеометра может быть чрезвычайно сложной с множеством линз, электронных частей:
Приступая к изучению тахеометра, специалисты рекомендуют сначала приобрести навыки работы с теодолитом, причем именно с оптической технологией (без электроники) для глубокого понимания природы измерений, физического их смысла. Научиться делать основы: центрирование, горизонтирование, наведение на точку. К тому же такое устройство дешевле. Теодолит предназначен для замеров именно углов, оно известное еще со времен развития мореплавания для ориентирования по звездам.
Производители
Признанные авторитетные бренды: Geodimetr, GeoMax (Швеция), Sokkia, Topcon (Японии), Leica (Швейцария), Trimble (США), которому принадлежит Nikon, Spectra Precision. Есть также весьма качественная продукция иных фирм, так как современный рынок развивается стремительно. Если подбор производится в этом сегменте, то особенно рекомендовано читать реальные отзывы пользователей и интересоваться гарантией, поскольку стоимость приборов чрезвычайно высокая.
Устройство тахеометров
Тахеометр устанавливается на специальной регулируемой треноге (трегере) с надежной фиксацией, минимизирующей вибрации, колебания, такая подставка требуется для ровного позиционирования, охвата исследуемой локации.
Большинство ТМ имеют компенсирующие элементы, которые взаимосвязаны и создают систему автоматического выравнивания инструмента при отклонениях его положения от базового уровня горизонтали.
Чтобы понять именно механику работы тахеометра, надо знать, что такое лимб и алидада. Рассмотрим их на примере теодолита, так как принцип аналогичный, данный прибор, по сути — большая часть ТМ:
Комплект тахеометра состоит из самого аппарата, треноги, кабеля для подсоединения к ПК, батареи и зарядного устройства к ней. Обычно также есть рейка с градуировкой и отражателем, она же дальномерная планка, веха с призмой, могут также быть различного рода измерительные планки. Указанные расходники, периферию можно докупить отдельно.
Сертификат обязательный, так как прибор относится к измерительным и если это одобренная модель, то такой документ должен быть утвержден госорганами. Измеритель должен быть внесенным в ГРСИ РФ. Только в этом случае результаты измерений будут иметь официальную силу. Наличие свидетельства — гарантия качества, подтверждение соблюдения всех стандартов и нормативов.
Рейка служит для упрощения выставления высоты, по ней устанавливаются точки, пикеты. Такой инструмент также применяют для облегчения ориентации на местности и/или когда есть какие-либо преграды для луча ТМ (направляют призму-отражатель в сторону измерителя).
Ниже приведем более подробное отображение конструкции с помощью рисунков:
Интерфейс может быть с клавиатурой или ввод данных и прочие манипуляции могут осуществляться посредством сенсорного табло (со стилусом или прочее). Дорогие особо совершенные модели оснащены сервомоторчиками, есть опция c автоматическим отслеживанием.
Достоинства и недостатки
Достоинства прибора нет смысла рассматривать, так как он для своих целей полностью подходит. Можно лишь говорить о минусах тех или иных конкретных моделей. Устаревшие устройства с оптическим принципом, без хорошей электроники мы не будем рассматривать — они применялись с самого начала изобретения и были распространенные вплоть до конца 90-х годов. Теперь подобные аппараты применяются преимущественно только в образовательных учреждениях в ходе специальных практических, лабораторных занятий.
В современных условиях используются электронные цифровые модели, которые, несомненно, намного ускорили процесс исследований. Часть исчислений и обработки данных берет на себя программная база, например, ГИС ГЕОМИК. Информацию можно сохранять в памяти устройства, передавать на ПК (есть специальные кабели, порты COM, USB).
Недостаток, пожалуй, один — чрезвычайно высокая цена (самая дешевая модель около 500 тыс. руб. за прибор с базовыми функциями) самого аппарата, запчастей, расходников к нему.
Как функционирует тахеометр
Подробно раскрыть устройство, сделать описание тахеометра поможет его принцип работы. Таковой базируется на выпускании и принятии отраженного оптического луча.
Есть два принципа работы тахеометра:
Виды, классификация
По сферам применения:
По типу функционирования:
По конструктивному аспекту:
Возможности и характерные особенности работы тахеометров
Режимы работы можно разделить на такие группы:
Есть много нюансов, поскольку дальность изысканий зависит от отражающей способности исследуемой поверхности. Гладкие и светлые объекты могут увеличивать дальность, темные и рельефные — уменьшать.
Приведем отрывок из научной работы по учебной дисциплине по тахеометрам, ярко описывающий нюансы применения:
Тахеометрия означает «измерение в ускоренном темпе» (с греческого). Быстрота достигается одним наведением трубы на мерную рейку, установленной в исследуемой точке для получения ее положения, плана и высоты.
Теодолит в составе тахеометра выполняет следующее:
То есть в тахеометре собраны все преимущества теодолитов, дальномеров.
Достоинство съемки ТМ перед другими топографическими ее видами в возможности выполняться при неблагоприятной погоде, сам процесс может быть автоматизирован с электронными ТМ, составление планов, ЦММ можно делать посредством ЭВМ, графостроителями. Основной же недостаток — составление схемы местности осуществляется в камеральных (кабинетных) условиях на основании лишь результатов полевых изысканий, зарисовок. То есть нельзя выявить недостатки такого плана непосредственно на месте путем сравнения с местностью.
Как проводить измерения тахеометром
Для начала приведем пример, как пользоваться тахеометром с уклоном на работы с его меню. Изображение дисплея прибора несколько размытое, но описание подробно разъяснит манипуляции. Сам аппарат немного устаревший — 3Та5 выпуска начала 2000-х. Данный материал выбран из-за краткого и четкого объяснения базовых основ, после которых можно перейти к более сложным устройствам.
Первый этап: установка станции и пикета. Выполняем центрирование:
Выбор высоты осуществляется произвольно, но лучше применить пикет. На корпусе ТМ есть специальная точка, выставление проводится по ней.
Мерная планка у нас показывает 159 см. Данный инструмент будет также использоваться в процессе работы. Сопоставление с определенной отметкой этой планки называется «выставлением по реечной точке».
Включаем. Высвечивается режим, который был выставлен раньше, в нашем случае — координаты углов, проекция (D0) и превышение. Нажимаем меню: появляется начальный экран выбора режимов с подпунктами (установки и прочее). Для начала отметим, чтобы не повторятся в дальнейшем: каждая манипуляция подтверждается кнопкой «ввод».
Для выбора пунктов есть кнопки со стрелочками (конфигурация, карта памяти, режим, калибровки).
Первое, что мы делаем — тест. Нажимаем меню и выбираем этот пункт, дальше — «аккумулятор». Так мы узнаем об уровне заряда. Если аккумулятор разряжен, то это 6 Ма и ниже (нужно читать инструкцию конкретной модели), нормальный заряд — 7.8 и выше.
Батарея в данной модели прикручена сбоку (ее можно снять/вставить), зарядное устройство есть в комплекте станции.
Чтобы выйти, снова нажимаем «меню», заходим в пункт «установки». Первая позиция — заголовок станции, заходим, устанавливаем номер станции, например, N1, снова ввод.
Дальше прибор ждет установки высоты инструмента, мы ее уже определили. Прописываем кнопками с числовыми значениями цифру: в нашем примере на табло выставляем 1.590, (затем и всегда в дальнейшем — «ввод»). Прибор запрашивает установки даты. Можно прописать, но не обязательно.
Выставление координат (X, Y, H). Можно прописать таковые для конкретной точки, процедура аналогично как описано — кнопками с цифровыми значениями + enter. Это нужно лишь для того, чтобы сам пользователь знал такие данные. Но можно и не выставлять их, если, например, есть уже другая станция с такой информацией. Следующий пункт — установки пикета. Тут под таковым считаются 100-метровые деления, но данный пункт важно разъяснить.
В нашем случае тахеометр применяют для дорожных работ. Подразумевается, что дорога разбивается на 100-метровые пикеты. Но чаще, например, для геодезистов пикет это то, что мы называем «реечной точкой», означает установку по ней. Последнее понимание более распространенное: выставление по такой отметке необходимо, например, когда какой-либо кустарник мешает отражению — тогда человек ходит туда-сюда с планкой, поднимает ее и таким образом преодолеваются преграды для луча. А также можно определить высоту, это и есть пикет в данном случае, которому присваивается номер. Таких точек может быть много.
Итак, enter — номер точки: 1 — enter — высота 1.590 — enter. Все — пикет установлен. Высота и этот пункт — две главные установки, мы их сделали.
Дальше выбираем режим, в меню кнопками со стрелками, есть такие их варианты:
Расстояние и H будут, когда трубу наведут на точку и нажмут на «измер.». Последний этап, если надо завершить работу, — обнуление. Операция производится выбором в меню соответствующего пункта.
Более краткое объяснение работы
Рассмотрим тахеометр, характеристики, что это такое с акцентом на работе с точками, засечками.
Регулируя винтами треногу, инструмент выводится в рабочее положение горизонтально земной поверхности. Для этого есть пузырьки уровня в двух плоскостях, некоторые модели с электронным уровнем.
В приборе есть система компенсаторов, выравнивающих устройство при неточной центрировке. Если прибор установлен неточно или в процессе возникло отклонение от горизонтальности, автоматика прекратит набирать отсчеты, выдаст предупреждающий сигнал.
Емкости аккумулятора обычно хватает на 6 ч. непрерывной работы.
Включаем аппарат, выставляем и центрируем над точкой посредством оптического окуляра отвеса. Визируем цель с помощью оптики зрительной трубки. Зажимными винтами фиксируем корпус.
Делаем отсчет. В моделях с клавиатурой к каждой отметке можно давать пояснительные комментарии.
ТМ – старший брат теодолита, поэтому почти всегда у всех моделей первый режим – угловые измерения. Чтобы замерить угол между 2 точками наводим центр сетки нитей окуляра на первую из них, обнуляем угол специальной кнопкой. Затем – наводим на вторую точку – на экран выводятся градусы и кнопкой записываем значение в память.
Выше описан принцип работы, так как бы мы работали только с теодолитом. Но ТМ съемка включает и вычисление расстояний между точками, то есть применять аппарат только в качестве указанного устройства не совсем рационально. Тут уже будет применяться геодезическая мерная веха. На ее отражатель наводят окуляр, также такая планка служит для визуализации точек, она имеет пузырьковый уровень. Обычно может выдвигаться на высоту 2.6 м.
Перед началом работы инструмент программируют — вводят высоту его самого (определяется, прислонив веху к отметке уровня на корпусе прибора) и координаты известных точек. Приблизительно мы описали выше этот процесс.
Получить координаты исследуемой точки можно, опираясь на 2 исходные. Есть 2 способа начала работы с ТМ и определения его местоположения: стояние на отметке с известными координатами или установка измерителя между точками с таковыми, это обратная засечка (ниже на рис.2 схема).
При последней угол установки инструмента должен отличаться от 180°. И если это несколько точек, они должны быть примерно на одинаковых расстояниях. Снимаем их и дальше вопрос, как пользоваться ТМ отступает на второй план — исчисления делает электроника, рассчитывающая положение инструмента. В случае недопустимых измерений, ошибок система блокирует работу, поэтому ошибиться с электронным тахиометром весьма сложно.
Принцип на примере со спутниками:
После установки аппарата и ввода его высоты начинают набор пикетов — съемку точек. Если с одной локации невозможно снять весь участок, инструмент переносят на одну из пикетажных отметок — работу продолжают. Если их больше 2, есть смысл проконтролировать тахеометрический ход, взяв отсчет на отметку с известными координатами. Программное обеспечение вычислит неувязку, сравнит ее с допустимой и, если все в порядке, самостоятельно введет допустимые поправки в полученные величины координат и высот.
Для ведения съемки обычно потребуется 2 чел.: один — за инструментом берет отсчет, второй — с вехой двигается по участку, ведя абрис (схематический план) полевых изысканий. Результаты вносятся в память измерителя и в журнал (N точки, координаты X, Y, Z, расстояние или проекция D и пояснение).
ТМ может подсоединяться к ПК через порты COM, USB полученные файлы можно сохранять там и работать любыми способами с ними (строить векторными графическими редакторами планы и так далее). При обработке значений на ПК точки соединяются условными знаками, что на выходе дает схему участка.
Как на практике производится тахеометрическая съемка
Официально организованная работа с тахеометром на предприятиях и в учебных заведениях предполагает создание рабочей группы, наличие письменного обоснования и постановки задач изысканий с исходными данными. Процедура документируется.
Вычисления превышений и горизонтальных проложений — самые времязатратные манипуляции. За один день изысканий обычно делают 400–500 пикетов, высококвалифицированные пользователи — до 1000. Обработка занимает несколько часов, разного рода погрешности неизбежны, поэтому их исключают путем выбора превышений и горизонтальных проложений из табличных форм данных во вторую руку. Пользуются также программируемым калькулятором.
Инструкция для съемок обычно гласит: «ТМ съемка делается, как правило, тахеометрами-автоматами, как исключение, теодолитом-тахеометром».
Итак, основываясь на материалах ТМ съемки, составляется план, отображающий ситуации и рельеф локаций. Быстрота полевых работ — характерная особенность, но схему делают в камеральных условиях.
Отсчеты делают в следующей очередности, по таким пунктам (в скобках точность):
Результаты заносят в журнал, номер реечных отметок и абрис должны совпадать. После окончания отсчета по вертикальной окружности дают сигнал (рукой и так далее) переместится на следующую точку. По завершению работ делают контроль: снова визирование на начальном направлении и запись отсчета по горизонтальному кругу. Отклонения от такой позиции не должно быть большим, чем учетверенная точность аппарата. При превышении изыскания повторяют.
Надо понимать, что мы рассмотрели только лишь крайне поверхностные основы тахеометрической съемки, но этих данных достаточно, чтобы сориентировать читателя по теме. Если описывать полностью процедуру, то надо посвятить ей обширную статью, так как есть много нюансов, а также формул для вычисления углов, превышений, высот.