Преимущества разбивки осей тахеометром

Виды и классификация

Классификация тахеометров достаточно развернута и определяется свойствами, функциями, принципами использования, заложенными в ее основу.

Исходя из сфер применения, можно выделить следующие категории тахеометров:

• строительные, обеспечивающие геодезическое сопровождение съемки;
• технические, содержащие базовый набор функций (установка станции, вынос точек) и решающие простейшие, рутинные задачи;
• инженерные, обладающие исключительной достоверностью полученных данных и расширенным функционалом и применяемые в исполнительных съёмках и сложных разбивочных работах.

По принципу работы принято за основу следующее деление тахеометров на:

• оптические (номограммные) – сложные оптические теодолиты, оборудованные специализированным номограммным кипрегелем;
• электронные (цифровые) – устройство с внутренней памятью под запись и хранение результатов замеров и вычислений, в котором конструктивным образом объединены электронный теодолит и световой дальномер;
• автоматизированные (роботизированные), дающие идеальное сочетание точности и эффективности замеров они применимы для мониторингов, сложных изыскательских и инженерных задач.

Конструктивное исполнение подразделяет все семейство тахеометров на:

• модульные, состоящие из отдельных оптического или электронного теодолита и светодальномера;
• интегрированные, представляющие собой единый механизм из составляющих его зрительной трубы, панели управления и процессора;
• неповторительные с плотно закреплённым на подставке лимбом.

Режим работы инструмента определяет диапазон измерения дальности расстояний и классифицирует тип тахеометра на:

• отражательный (призменный) – до 5 км и более;
• безотражательный, имеющий возможность производить замеры расстояний до произвольной плоскости в диапазоне до полутора километров. Использование этого режима обладает множеством нюансов, так как дальность измерений значительно зависит от отражающих свойств обрабатываемой поверхности. Для гладкого и светлого объекта дальность значительно превышает аналогичный показатель, выполненный для темного или рельефного.

На рынке рассчитанных на проведение геодезических исследований измерительных приборов сейчас присутствуют модели электронных тахеометров, оснащённых сочетающимся с системой фокусирования визирной трубы дальномером. Преимущество такого инструмента состоит в возможности измерения расстояний объекта, на который обращена визирная труба.

Работа с тахеометром

Прибор тахеометр используется для проведения определенных измерений на местности с целью вынесения геодезических реперов под строительство. Реперы – это определенные точки, которые закрепляются на строительной площадке. Каждый репер определяет местоположение соответствующей точки на плане строительства.

Данные, измеряемые тахеометром:

1. расстояния;
2. высоты;
3. вертикальные и горизонтальные углы;
4. координаты.

Для подготовки площадки под строительство проводится тахеометрическая съемка с нанесением точек и плоскостей на план будущего строения. Целью этих работ является обеспечение будущей постройке ровного положения и точного соответствия готового здания рабочим чертежам. Для максимальной корректности данных, получаемых при разбивке осей, тахеометр должен иметь соответствующий сертификат и документы о прохождении ежегодной поверки на точность.

Производство тахеометрической съемки

Перед началом проводится уплотнение имеющейся геодезической сети съемочными точками до такой плотности, которая будет обеспечивать на всей площади съемки тахеометрические ходы, соблюдая установленные требования, их отображает инструкция.

В основном работы выполняются из точек тахеометрических ходов, точки из которых производится съемка местности называют съемочными станциями, снимаемые точки – пикетами.

Полевые работы при тахеометрической съемке начинаются после вынесения на карту исследуемой местности тахеометрических ходов, станции обозначают с помощью деревянных либо металлических кольев, в зависимости от необходимости их долговечности.

Существуют два типа тахеометрических съемок – первый это съемка земельного участка, иначе называемая площадной и съемка, применяемая при линейном строительстве – маршрутная.

Маршрутная тахеометрическая съемка производится для проектирования линейных объектов: автомобильных дорог, трубопроводов, железнодорожных линий и т.д. На начальном этапе работ необходимо проложить теодолитный ход между станциями съемки. Далее, с каждой точки полярным способом отдельно замерить ситуационные пикеты – которые отображают контур ситуации и орографические – отображающие рельеф.

Места точек определяют на характерных участках рельефа данной территории. Для орографических пикетов определяют горизонтальные углы, углы наклона и расстояния, а для ситуационных расчет углов наклона не требуется. Реечные точки располагают равномерно и в достаточном количестве, чтобы они максимально описывали рельеф исследуемой территории.

В том случае, когда расстояние между точками превышает максимально допустимое (табл. 3), то прокладывается висячий ход от станции съемки, который по размерам не должен быть больше 500 метров и иметь не более 3 точек.

Замеры горизонтальных углов необходимо брать от линии нулевого направления, за нее принимают переднюю либо заднюю сторону хода. Для этого на каждой станции до того как снять пикеты нужно навести лимб прибора на переднюю или заднюю точку хода, совместив нулевую отметку первого верньера алидады с нулем на лимбе горизонтального круга. После этого на лимбе закрепляют алидаду и, ослабив фиксирующий винт лимба, визируют на необходимую точку хода. Затем, ослабив фиксирующий винт алидады горизонтального круга, визируют на пикеты.

В результате горизонтальными углами будут отсчеты, полученные по верньеру горизонтального круга. В конце съемки пикетов на каждой съемочной точке выполняют проверку лимба, визируя на переднюю или заднюю точку хода, где отсчет по первому верньеру не должен отличаться более чем на 2*t, где t-точность верньера.

При площадной съемке выполняют замкнутый ход, его стороны замеряют с помощью дальномера, а углы при круге лево (КЛ) и круге право (КП). Данные измерения записывают в полевом журнале. Стороны хода желательно наносить вблизи водораздельных линий, если сложно наметить их направления, то необходимо сделать съемку рельефа местности и после этого по горизонталям нанести водораздельные линии.

Расстояния между точками замкнутого хода не должны превышать допустимые (табл. 1), в противном случае необходимо добавлять диагональные ходы и проводить досъемку территории.

Допустимые длины от точек тахеометрических ходов до пикетов и между ними указаны в таблице 2.

Плотность пунктов съемки также должна отвечать требованиям (табл. 3). Поэтому перед началом работ проводят рекогносцировку снимаемой территории, полученная информация сопоставляется с абрисами соседних станций.

На каждом пикете необходимо выполнять абрисы (рис. 1) – это схематичные зарисовки с нанесением съемочных точек, условных знаков и направлением лимба. Абрисы показывают основную информацию об исследуемой территории, которую в дальнейшем применяют при составлении плана.

Рисунок 1 – абрис тахеометрической съемки

Современные приборы для тахеометрической съемки

Благодаря электронным тахеометрам достигается автоматизация ведения тахеометрической съемки. Для этого рейку на пикете заменяет светоотражающая вешка, и при наведении на нее прибор можно использовать для измерения горизонтальных, вертикальных углов и расстояния. Он также интегрирован с микропроцессором и внутренней системой хранения данных.

Микропроцессор позволяет моментально получить нужные данные, а именно плановые координаты наблюдаемых точек, высоту объектов, расстояния между любыми двумя точками и другие. Данные, собранные и обработанные на тахеометре, могут быть загружены в компьютер для дальнейшей обработки.

Для примера рассмотрим компактный тахеометр Японской компании Sokkia, его вес всего 5,8 кг, схема с расположением частей представлена на рисунке 2.

Рисунок 2 – Схема электронного тахеометра Sokkia

1 – ручка для перемещения прибора; 2 – крепежный винт ручки; 3 – терминал ввода/вывода данных; 4 – отметка высоты тахеометра; 5 – аккумулятор; 6 – панель управления; 7 – зажим трегера; 8 – основание трегера; 9, 10 – регулировочные винты; 11 – круглый уровень; 12 – дисплей; 13 – линза объектива; 14 – компас; 15, 16, 17 – устройства оптического отвеса; 18 – винт закрепляющий горизонтальный круг; 19 – микрометренный винт горизонтального круга; 20 – разъем для ввода/вывода данных; 21 – разъем внешнего источника питания; 22 – уровень трегера; 23 – винт регулировки уровня трегера; 24 – микрометренный винт вертикального круга; 25 – винт закрепляющий вертикальный круг; 26 – окуляр зрительной трубы; 27 – кольцо фокусировки зрительной трубы; 28 – визир; 29 – отметка центра устройства.

Трегером называется приспособление на котором закрепляется прибор.

Дальность измерений этого прибора колеблется от 2,8 до 4,2 км, а точность от 5 до 10 мм на километр измерения. Точность измерения углов варьируется от 2 до 6 секунд.

Тахеометр оснащен мощным процессором, который с помощью измеренного вертикального, горизонтального угла и наклонного расстояния вычисляет горизонтальное расстояние и координаты X, Y, Z. Если выставлены значения атмосферного давления и температуры, то при обработке данных не нужно проводить соответствующие коррекции. На дисплее устройства можно отображать расстояния, углы, разницу высот и все три координаты наблюдаемых точек.

Данные по каждой точке могут храниться в электронном журнале, емкость которого составляет от 2000 до 4000 пунктов, информацию можно выгрузить на компьютер и использовать журнал повторно.

Точечные данные, загруженные на компьютер, могут быть обработаны в программах GEOMIX, AutoCad, которые позволяют строить контура на любом заданном интервале и поперечные сечения вдоль указанных линий.

Прибор может успешно применяться в строительстве, маркшейдерском деле, землеустройстве, топографии, проведении изысканий и во многом другом.

Ниже приведены основные преимущества электронного тахеометра по сравнению с обычными геодезическими приборами:

1. Полевые работы проводятся очень быстро.
2. Высокая точность измерений.
3. Устраняются ручные ошибки, связанные с чтением и записью данных.
4. Расчет координат происходит быстро и точно.
5. Полученные данные могут использоваться компьютером для создания карт, построения контуров и сечений.

Из недостатков стоит отметить то, что при камеральных работах отсутствует возможность своевременного обнаружения ошибок, допущенных во время съемки. Устранить их можно лишь путем сравнения плана с местностью на которой производились работы.

Комплектующие

Современный электронный тахеометр может потребовать приобретения довольно большого списка комплектующих. Лучше, чтобы у всех элементов, включая штатив или треногу и прочие приспособления, был один и тот же производитель. Могут понадобиться:

• ноутбук, который будет отвечать за всю автоматизацию процесса камеральных и геодезических действий;
• штативы или треноги с широкими головками, на которые удобно устанавливать оборудование, которые тяжелы по весу и сделаны из дерева (или, например, фиберглассовые);
• буссоль, которая ориентирует прибор на местности в северную сторону;
• разного рода фильтры солнцезащиты;
• шнуровой отвес, который нужен, чтобы выставить штатив над точкой и четко центрировать технику;
• крепящиеся на окуляр диагональные насадки, которые делают наблюдения более удобными и наводят зрительную трубу на серьезные углы наклона;
• устройства передачи данных, в числе которых и кабель;
• призмодержатели;
• адаптеры регулирования высоты отражателя;
• отражатели и пленки к ним в комплекте;
• адаптеры для регуляции высоты отражателя;
• вехи видимостей отражателя;
• аккумуляторы и переходники.

Стоит сказать, что в геодезии, конечно, используются и подержанные приборы. Они также справляются с проверкой вертикальности колонн или фасадной съемкой, активно используются в строительстве и не только. И к ним комплектация часто идет от продавца, что удобно для покупателя. На каждый такой прибор, тем более дорогой (с лазерными комплектующими, со сканирующими устройствами), должны быть документы. Сам прибор должен быть целостным, без потертостей и серьезных царапин. На винтах – неповрежденная резьба, их вращение должно быть плавным, потому что это обеспечивает точную регулировку. Должен быть точно известен срок полезного использования техники.

Для чего нужны электронные тахеометры

Для чего нужны электронные тахеометры

Любой тахеометр предназначен для измерения расстояний и углов, необходимых для постройки дома, планировки участка и других строительных операций. Точность измерения углов в зависимости от модели устройства может быть 1″, 2″, 3″, 5″. Зачастую этот инструмент применяется в геодезии.       Принципы работы тахеометров различны. Можно привести пример того, как основан тахеометр электронный. Этот прибор измеряет расстояние лазерным лучом. Сам аппарат излучает луч, который попадает в отражатель и возвращается обратно, время прохождения всего пути и фиксированная скорость позволяют легко найти расстояние до интересующего нас объекта. В таком оборудовании дальность действия работы зависит от мощности отражателя и находится в диапазоне от 100 до 5 000 метров.           Существуют и безотражательные тахеометры, такое оборудование определяет практически любое расстояние. Однако, как правило, в геодезических измерениях и строительстве используются отражательные модели тахеометров. Безотражательные тахеометры японского производства основаны на импульсном излучении лазерного луча и производят измерения на расстоянии до 1200 метров. Однако точная дальность работы подобного оборудования во многомзависит от цвета, размера объекта, его формы и так далее. Можно не обращать внимания на все эти факторы, если вы делаете замеры постройки на расстоянии до 200-300 метров. Поскольку все строительные расчеты и чертежи выполняются на компьютере, то и для электронных тахеометров главным является хорошее взаимодействие с ПК. Для этого большинство моделей подобного оборудования оснащено интерфейсом RS-232C для подключения и работы с ноутбуком и компьютером. Как правило, тахеометр имеет внутреннюю память в размере до 50 Мб и место под флешку объемом до 1 Гб. Также здесь устанавливается несколько программ для работы с графическими файлами и изображениями.           Графические редакторы и оснащение тахеометров позволяет выполнять строителям следующую работу: фасадную съемку, геодезические измерения, высоту строений над определенным уровнем, обыкновенный режим фото (камера 3,1 или 5,1 мегапикселей).         Следует отметить, что точность измерений на таких аппаратах как Sokkia, Topcon или Leica на 5000 метрах составляет 10 мм. В основном же модели рассчитаны на замеры на расстоянии до 1000 метров с приближением в 10-30-икратном режиме.             Поскольку электронные тахеометры предназначены для работы на свежем воздухе, то их корпус имеет защиту от влаги IP 55 и от температурных перепадов (работа при температурах от — 30°С  до + 50°С).

Ошибки и меры предосторожности при тахеометрической съемке

Во время выполнения описываемых работ могут допускаться следующие ошибки: инструментальные погрешности, при перестановке и наведении прибора, ошибки по естественным причинам.

Когда перед началом работ прибор находится в состоянии регулировки, заданные заводом-изготовителем константы устройства должны быть проверены в полевых условиях путем фактического наблюдения. Это обязательное требование для измерений, так как точность при работах является основным критерием. Значения на мерной рейке должны четко прослеживаться, при любом несоответствии нужно внести необходимые коррективы.

Ошибки при манипуляциях с прибором в большинстве случаев зависят от квалификации рабочего, поэтому измерения необходимо проводить под надзором более опытного геодезиста.

Ошибки по естественным причинам могут возникать в следствие погодных условий таких, как ветер, туман, осадки и так далее, а также при рефракции света. Последняя ошибка является самой распространенной, ее причиной оказывается преломление лучей света при их прохождении через слои воздуха разной плотности. Для того, чтобы избежать этого, не рекомендуется проводить работы в середине дня.

Что это такое и для чего нужны?

Это действительно сугубо геодезическое оборудование, позволяющее сверхточно измерять расстояние, а еще углы, по вертикали и горизонтали.

Сфера использования тахеометра широка, так как прибор:

• выполняет план рельефа объекта съемки;
• выносит оси здания при возведении последнего;
• мониторит деформацию либо смещение крупных недвижимых объектов, а также природных образований (ориентир на контрольные точки);
• подсчитывает площадь.

Не каждое оборудование делает все вышеперечисленное. Чем больше задач у конкретного тахеометра, тем выше он будет стоить. Чтобы удешевить инструмент, делают узкоспециализированные приборы, что, в принципе, отвечает запросам пользователя. А главное – инструмент становится доступным и полностью соответствует своему назначению.

Тахеометры – это техника исключительно профессиональная, в любительских целях такие агрегаты не используются. Запрос на разные виды тахеометров продиктован разными требованиями к ним: то, что необходимо, например, строительной компании, не соответствует интересам организаций, которые занимаются земляными работами.

Надо сказать, что история тахеометров довольно молода, насчитывает примерно полвека. Первые модели представляли собой нечто среднее между оптическим теодолитом и светодальномером, которые вошли в одну корпусную коробку и обзавелись панелью с функцией ввода значения углов. Но все это было только начало, потому что настоящей революцией в производстве тахеометров стало появление электронной оптической системы отсчета углов.

Часто возникает вопрос, чем тахеометр отличается от теодолита, в чем разница. Можно сказать, что тахеометр является одной из разновидностей теодолита. Главное же отличие в том, что у него есть дальномер, поэтому он не только измеряет углы, но и расстояния. И в этом его незаменимость и заключается. У этого устройства есть свои принципы работы.

• Может работать на фазовом методе, то есть определение расстояний обусловлено вычислением разности фаз 2 лучей: отраженного и излучаемого.
• Импульсная технология заключается в использовании возможностей высокоточной электроники. Чтобы измерить расстояние, нужно определить время прохождения луча до отражателя и обратно.

Эксплуатация тахеометра

Достаточно сложная конструкция инструмента, множество настроек и функциональных возможностей делают работу с тахеометром при определенных навыках не только удобной, но и высокоточной. У начинающего пользователя могут возникнуть вопросы по правильности ввода данных по станции.

Как пользоваться тахеометром? Ниже приведена пошаговая последовательность основных действий:

1. Следует установить штатив на определенной точке местности и отрегулировать положение ножек штатива-треножника на удобную высоту.

1. Следует центрированно и надежно установить тахеометр с треггером на местности: для установки над определенной точкой необходимо воспользоваться оптическим отвесом треггера или лазерным отвесом, для установки инструмента в произвольном месте отвеса не требуется.
2. Включить тахеометр красной кнопкой питания, при необходимости наклонить зрительную трубу и выставить уровень для достижения точного центрирования и горизонтирования инструмента.
3. Запуск и работа с пунктами главного меню приложений (прикладных программ) зависит от конкретной модели инструмента и выполняемых съемочных работ.

На данном этапе выполняется настройка станции для установки и ориентирования прибора, выбор системы координат и создание списка рабочих проектов.

Тахеометр имеет целый комплекс конфигурируемых пользователем параметров и функций, позволяющий выполнять различные настройки в соответствии с индивидуальными пожеланиями и объединять их в конфигурационные наборы.

1. Следует помнить, что не следует выполнять одновременные измерения двумя устройствами на один и тот же объект: это приведет к смешиванию отражённых сигналов и неизбежному искажению результатов замеров.
2. Выполненные вовремя поверки и юстировки инструмента призваны обеспечить необходимую точность проводимых работ и минимизировать инструментальные погрешности.
3. Результатом работы будут являться записанные и обработанные данные необходимых для выполнения конкретных работ измерений.

Современные тахеометры с присущей им комплексно разработанной системой обрабатывающих данные замеров прикладных приложений удовлетворяют постоянно растущим требованиям к автоматизированной обработке полученной информации, а так же в полной мере соответствуют новым технологическим нормативам. Работа с таким инструментом удобна и комфортна даже для начинающих специалистов геодезического профиля.

Стоимость тахеометров может существенно варьироваться в зависимости от следующих параметров:

• дальности и достоверности производимых измерений расстояний;
• дополнительного функционала, расширяющего фронт работ;
• набором эксплуатационных форматов и параметров;
• габаритных размеров и веса прибора и т.д.

Процедура юстировки тахеометров

Каждая модель имеет собственную методику проведения поверок и юстировок, определенную заводом-изготовителем и приведенную в технической документации, входящей в комплектацию инструмента. Основные положения таких методик юстировки тахеометров следующие:

1. Поверка и юстировка цилиндрического уровня с использованием метода 180-ти градусов. Поворотом алидады на 180° выявляется отклонение пузырька уровня от местоположения в нуль-пункте. Юстировочными и подъёмными винтами следует отцентрировать позицию пузырька, приведя его в требуемое расположение. Пункты поверки и юстировки тахеометра повторяются до необходимого результата.
2. Проверка и настройка круглого уровня – аналогично п.1. с использованием юстировочных винтов круглого уровня пузырёк центрируется.
3.  Проверка и юстировка оптического центрира. Условие данной поверки следующее: визирная ось центрира в обязательном порядке должна совпадать с осью вращения тахеометрического инструмента в горизонтальной плоскости.

Настройка при смещении, превышающем радиус окружности, состоит в регулировке оптического центрира юстировочными винтами. При необходимости процедуры проверки и настройки данного пункта следует повторить.

1. Поверка постоянной тахеометра – численного параметра для автоматической поправки смещения между механическим и электронным центрами при замерах высот и расстояний. Постоянная тахеометра – заводской показатель, установленный производителем перед продажей прибора и поверяемый в плановых и внеочередных поверках.

На точно определенном базисе в горизонтальной плоскости производятся поверочные замеры в трех точках. Проверяется формула: постоянная инструмента = АС + ВС – АВ.

Юстировка при выходе отклонений постоянной инструмента за допустимые и оговоренные производителем рамки выполняется исключительно квалифицированными специалистами в сервисных и дилерских пунктах.

1. Поверка и юстировка места нуля компенсатора. При поверке инструмент должен быть четко выставлен по уровню, фиксируются два угловых отсчёта и рассчитываются величины отклонений по обеим осям. При превышении любого из рассчитанных отклонений разброса ± 20» осуществляется юстировка. При нахождении отклонений в диапазоне ± 20» юстировка не требуется.
2. Определение коллимационной погрешности. Выполняются замеры «при левом круге» и «при правом круге» с выбором произвольной, отчётливо различимой цели в горизонтали. При результирующем значении большем 30’’ или меньшем 3’ выполняется юстировка перекрестия нитей сетки с учетом двойного поворота зрительной трубы при поверке.

1. Юстировка места нуля вертикального круга. Первоначально следует верно отнивелировать инструмент, используя цилиндрический уровень. Путем выполнения стандартных угловых измерений в двух положениях визирной трубы «при левом круге» и «при правом круге» фиксируется верное месторасположение нуля.
2. Юстировка перпендикуляра сетки нитей горизонтальной направляющей. Тахеометр верно приводится к горизонту, чётко определяемая визуальная цель размещается на центральной вертикали сетки нитей в пункте А. Регулировкой наводящим винтом зрительной трубы осуществляется попытка переместить цель в точку B по вертикали.

При четком перемещении цели параллельно вертикальной направляющей настройка и регулировка не требуются. При отклонении цели от вертикали юстировка тахеометра выполняется сервисными квалифицированными специалистами.

При выполнении рассмотренных выше пунктов следует учитывать допустимые систематические ошибки инструмента и инженерные поправки.

Trimble

Это очень практичные агрегаты, способные выдержать интенсивную продолжительную работу. Наиболее востребованная трехсекундная модель Trimble3303 DR. Её выпускают в исполнении X-treme для работы в условиях Крайнего Севера, когда температура понижается до – 35ОС. Они имеет встроенную лазерную указку, столь необходимую во время разбивочных работ. Буквы DR, означают безотражательный режим.

Программное обеспечение предусматривает возможность замера высоты недоступных объектов, проведение съёмки и разбивки строительной сетки. Управление функционалом и настройка ПО, обеспечивают 7 управляющих клавиш. Подсоединение к ПК, осуществляется при использовании интерфейса RS-232 . Память прибора рассчитана на регистрирование 1900 точек съёмки. Такого количества обычно бывает достаточно для интенсивной работы на протяжении 4 ÷ 5 дней.

Приборы довольно экономно расходуют энергию. Заряда аккумулятора обычно достаточно на одну смену (8 час) непрерывной работы. В сравнении с вышеописанными тахеометрами Sokkia, эти модели много легче, а значит их проще переносить и удобнее применять.

Расценки на эти тахеометры моделей с точностью 5″,находятся я в ценовом интервале  198 ÷ 275 тыс. руб.