Электронные тахеометры

На замыкающей стадии развития оптико-электронных геодезических приборов стоит универсальный инструмент - электронный тахеометр, неслучайно занимающий прочное место в ряду приборов геодезического оборудования. Тахеометр производит любые угломерные измерения одновременно с измерением расстояний и по полученным данным проводит инженерные вычисления, сохраняя всю полученную информацию. С помощью электронного тахеометра в полевых условиях можно получить информацию об измеряемых горизонтальных и вертикальных углах и расстояниях, автоматически выполнить необходимые вычисления по плановому и высотному положению ситуации. При наличии компьютера процесс может быть автоматизирован, включая получение готовой карты местности за считанные минуты. Возможность занесения в запоминающее устройство допустимых погрешностей измерений (например, циклической погрешности дальномера, коллимационной погрешности, отклонения места нуля, отклонение оси вращения от отвесной линии за счет введения двухкоординатных электронных уровней и др.) позволяет повысить точность и производительность измерений.

Электронным тахеометром называется устройство, объединяющее в себе теодолит и светодальномер. Одним из основных узлов современных электронных тахеометров является микроЭВМ, с помощью которой можно автоматизировать процесс измерений и решать различные геодезические задачи по заложенным в них программам. Увеличение числа программ расширяет диапазон работы тахеометра и область его применения, а так же повышает точность работ. Наличие регистрирующих устройств в тахеометрах позволяет создать автоматизированный геодезический комплекс: тахеометр – регистратор информации – преобразователь – ЭВМ – графопостроитель, обеспечивающий получение на выходе конечной продукции – топографического плана в автоматическом режиме. При этом сводятся к минимуму ошибки наблюдателя, оператора, вычислителя и картографа, возникающие на каждом этапе работ при составлении плана традиционным способом. Это наиболее распространенная группа геодезических приборов, так как они имеют самый широкий круг областей применения: от развития ГГС и топографической съемки до инженерной геодезии и землеустройства.

На рынке тахеометры представляют сегодня такие известные фирмы, как Leica - Geosystems (Швейцария), Sokkia, Topcon, Nikon и Pentax (Япония), Trimble Navigation (США), Opton (Германия), АГА (Швеция).

Приборный ряд тахеометров можно разделить на две основные части:

1) Инженерные тахеометры – это высокоинтеллектуальные приборы. Их работа основывается на полноценных процессорах. Дисковые операционные системы осуществляют управление процессами вычисления и обмена данными. Для тахеометров первой группы является характерным большое количество встроенных прикладных программ, предназначенных для решения самого широкого круга задач (от съемки до уравнивания результатов измерений). Инженерные тахеометры имеют расширенные клавиатуры, повышающие удобство управления приборами. В качестве примеров инженерных тахеометров можно привести приборы серии PowerSet фирмы Sokkia и приборы 336-й и 56-й серии фирмы Trimble.

2) Тахеометры второй группы имеют более скромное программное обеспечение, предназначенное для решения только наиболее часто встречаемых задач (съемка, обратная засечка, недоступная высота и т. п.). Как правило, эти приборы имеют небольшую клавиатуру (6-15 клавиш). К тахеометрам второй группы можно отнести приборы серии SetX10 фирмы Sokkia и приборы 33-й серии фирмы Trimble.

В последнее время наметилась тенденция сближения отдельных возможностей приборов двух групп путем совершенствования тахеометров второй группы.

Жесткая конкуренция на международном рынке электронных тахеометров обусловливает их непрерывное совершенствование, заставляя производителей находить все более эффективные решения, а, следовательно, упрощать процессы измерений и использовать максимально удобные пользовательские интерфейсы, создавать интегрированные системы, комбинирующие функции тахеометров, спутниковых приемников, инерциальных систем.

Электронные тахеометры подразделяются на "отражательные" и "безотражательные". Подавляющее большинство современных тахеометров работает в безотражательном режиме, эта функция, значительно облегчающая жизнь геодезистам и является одним из необходимых условий, которого придерживаются все производители геодезических приборов. Основные технические характеристики данных тахеометров лежат, как правило, в следующих пределах: угловая точность – от 2" до 7", дальность измерения расстояния без отражателя – около 100 метров, точность измерения расстояния – 3–10 мм.К недостаткам следует отнести зависимость точности измерений от свойств отражающей поверхности и отсутствие надежной фиксации точки измерения.

На производственной практике в Проектном институте "Брестгипрозем", при проведении тахеометрической съемки использовался электронный тахеометр Trimble M3 DR5 (рисунок 2). Инструмент прост в обращении, что делает его очень практичным и удобным, а так же легким в изучении.

В тахеометре Trimble M3 со встроенной программой Trimble Digital Fieldbook опыт создания качественных механических систем был объединен с проверенным на практике программным обеспечением Trimble. Программа имеет мощные возможности сбора данных и вычислений, позволяющие быстро получать результаты сразу в поле.

Данные оптических измерений тахеометра Trimble M3 могут быть легко интегрированы с GPS данными в программном обеспечении Trimble Business Center, обеспечивая более высокий уровень универсальности.

Рисунок 2. Электронный тахеометр Trimble M3

Технология безотражательных измерений повышенной дальности Trimble DR позволяет экономить время за счет сокращения числа установок инструмента, необходимых для съемки всех точек на объекте. Высокоточный дальномер измеряет расстояния быстро и надежно, позволяя оперативно выполнить работу.

Благодаря наличию двух аккумуляторных батарей высокой емкости, замену которых можно производить в «горячем» режиме, время непрерывной работы тахеометра Trimble M3 составляет до 26 часов. При разрядке одной из батарей ее можно легко заменить, не прерывая работу.

Внутренняя память емкостью 128 Мб может хранить сотни тысяч измерений, что достаточно для сезона автономной работы. Встроенное программное обеспечение позволяет работать с несколькими проектами одновременно. Можно записывать результаты измерений в разные проекты без необходимости промежуточной передачи данных.

Безотражательная технология DR позволяет измерять расстояния до труднодоступных объектов без использования призмы (таблица 3). Благодаря этой функции съемка может вестись одним человеком.

Таблица 3

Технические характеристики электронного тахеометра Trimble M3

Применение тахеометра Trimble M3 DR:

1. для выполнения межевания. Межевание - это комплекс работ, которые

выполняют с целью восстановить и закрепить границы участка на местности, а также определить его площадь. Межевание необходимо выполнять при покупке новых земельных участков, для выявления и установки четких границ, т. к. в процессе застройки какие-либо строения могут частично или полностью оказаться за пределами участка. В последнее время частым предметом проведения восстановления границ земельного участка являются споры между соседями, если нет межевых знаков, четко определяющих границы.

2. для выполнения фасадной съемки, которая необходима при реконструкции различных зданий и сооружений. Тахеометром выполняют геодезическую съемку вертикальных поверхностей здания, это дает возможность получить объемную картину внешнего архитектурно-планировочного оформления объекта.

3. для проведения земельных работ. Для того, чтобы грамотно оценить затраты, необходимо рассчитать предполагаемый объем перемещаемого грунта, т. к. от этого зависит количество единиц техники и персонала, который нужно задействовать, а так же продолжительность их работы. Наиболее целесообразным решением для этой задачи будет использование Тrimble m3, встроенное программное обеспечение которого поможет геодезисту быстро и точно произвести необходимые измерения и расчеты.

4. для отслеживания деформаций масштабные и сложные сооружения. Решить данную проблему можно, воспользовавшись тахеометром, этот прибор снабжен всеми необходимыми функциями и программами, которые позволяют вести профессиональный мониторинг. Геодезический мониторинг - это комплекс работ, которые проводятся с целью выявить любые отклонения положения строящихся или готовых зданий и сооружений.