Из чего состоит тахеометр

echome.ru

Сайт посвященный измерительным приборам…

Что такое тахеометр?

Современный рынок измерительных инструментов чрезвычайно богат разнообразием всевозможного инструментария. Одним из широко используемых геодезических измерительных приборов нового поколения можно назвать тахеометр, служащий для измерения дальних расстояний, высот и углов в линейных плоскостях с помощью зрительного контакта.

Первые модели тахеометров появились не так давно, в семидесятых годах XX века. Это был некоторый симбиоз оптического теодолита и светодальномера, объединённых чуть позднее в общую корпусную коробку, и оснащением управляющей настройками и замерами панелью, позволяющую вводить значения углов. Настоящим прорывом в эволюции тахеометров стало использование электронной оптической системы отсчёта углов вместо оптической.

Выяснив, что такое тахеометр, следует определить сферы его применения. Использование этого инструмент пpaктикуется для определения координат и превышений точек географической местности в следующих случаях:

• наземная топографическая съёмка местности для разработки топологических карт;
• геодезические и строительные разбивочные работы: вынос на местность взаимного расположения (координат) и превышений проектных решений;
• определение прямоугольных и полярных позиционных величин;
• измерение параметров объектов, к которым нет физического доступа;
• если предусмотрено конструкцией, тахеометр может выполнять сопутствующие вычисления;
• прочие топологические работы, задействованные при строительстве, археологических раскопках, обустройстве дорожного полотна.

Точность и дальность производимых замеров зависит от конкретной модели тахеометра, его конструкции и внешних климатических хаpaктеристик: температуры воздушной среды, атмосферного давления, показателей относительной и абсолютной влажности.

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 обpaбатываемой 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.

Все чаще и чаще производители анонсируют модели тахеометров, оснащённых системой GPS. Наличие обычного GPS-навигатора с функцией Bluetooth или приемника геодезического класса GNSS GPS-поиск позволит легко и быстро обнаружить цель по заданным координатам.

Общее устройство

Тахеометр состоит из двух ключевых частей:

• неподвижная часть – платформа прибора, представляющее собой трёхопopное устройство (треггер), оснащённый пузырьковыми двухплоскостными уровнями, круглым или электронным уровнем;

• подвижная часть является совокупностью следующих компонентов:

• алидада в форме колонки;
• панель управления с монитором;
• зрительная труба;
• визир оптического отвеса;
• аккумуляторная батарея;
• зажимные микрометренные винты.

Любой тахеометр оборудован системой компенсаторов, автоматически выравнивающих инструмент при отклонении его положения относительно уровня горизонтали.

Принцип работы

Работа большинства тахеометров основана на двух методах и обусловлена конструктивным исполнением самого геодезического агрегата:

1. Фазовый метод: расстояния определяются путем измерения разности фаз излучаемого и отраженного светового луча.
2. Импульсная технология применяется в некоторых новейших моделях, оснащённых высокоточной электроникой: расстояние измеряется по времени прохождения лазерного луча до отражателя в прямом и обратном направлении.

В зависимости от модели пользовательским интерфейсом можно пользоваться как с клавиатуры, так и используя сенсорный дисплей со стилусом – принципы работы одни и те же, за исключением моментов выбора и ввода информации.

Основные выполняемые функции базируются на принципе работы тахеометра: замеры координат; замеры высот труднодоступного или недоступного объекта; вычисление необходимых величин; вынос на местность проектных точек высот, дуг и линий и т.д. Базовым функциональным назначением устройства является значительное упрощение проведения геодезических работ по сравнению с другими инструментами.

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.

В процессе работы необходимо понимать, то при измерениях расстояний с использованием лазерного луча в отражательном режиме на надежность данных может повлиять попадание на пути следа лазера различных объектов: проезжающих машин, кабелей линии электропередач, плотного тумана или сильного снегопада, пролетающих птиц или листвы деревьев и кустарников.

Современные тахеометры с присущей им комплексно разработанной системой обpaбатывающих 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.

В среднем цена устройства может составлять от 160000 рублей до 800000 рублей и выше для сверхточных профессиональных инструментов, предназначенных для выполнения особо точных и сложных работ.

Видео: знакомство с прибором

Тахеометр: это что такое, принцип работы

Тахеометр — это прибор, используемый в геодезии для быстрой и точной съемки рельефа какого-либо участка. Как же он работает? Дело в том, что конструкция прибора включает в себя теодолит, светодальномер и электронный регистратор данных, так что, несмотря на компактные размеры, тахеометр — это сразу несколько геодезических приборов в одном. Он способен измерять вертикальные, горизонтальные дистанции и площади на удалении до пяти тысяч километров, при этом погрешность будет составлять всего один сантиметр. Тахеометром можно измерять и углы, но погрешность, в зависимости от класса по ГОСТу и типа, будет от 2 до 20 градусов. Электронный тахеометр способен принимать и передавать данные на удаленный компьютер.

Принцип работы

Прообраз современного тахеометра — это полумеханический, полуэлектронный прибор, созданный около пятидесяти лет назад. В таких аппаратах были отдельно установлены теодолит и светодальномер, а спустя какое-то время инженерам пришло в голову объединить их в одном корпусе и оснастить прибор специальной панелью, которая позволяла вводить значения углов.

Первый полноценный тахеометр был создан в Швеции. Отсчет углов сменился с оптического на электронный, вследствие чего появилась возможность автоматизации геодезических работ. На рынке электронные тахеометры появились около двадцати пяти лет назад. Сейчас их производством занимаются швейцарские, японские и американские компании.

Принцип действия тахеометра основан на одном из двух методов: фазовом и импульсном. В основе первого лежит разность фаз между возвращенным и проецируемым лучами, а второй, более современный, рассчитывает время, за которое луч лазера проходит до отражателя и обратно. Дистанция, на которой в безотражательном режиме может работать тахеометр, зависит от цвета поверхности, отражающей луч лазера. Светлая и гладкая поверхность способна увеличить дистанцию работы прибора в несколько раз (по сравнению с матовыми и темными поверхностями), однако она все равно не будет более 1200 метров. В отражательном же режиме линейная дальность измерений должна быть не менее пяти километров.

Типы тахеометров

Все модели, присутствующие на современном рынке, по своему применению разделены на несколько типов.

Технические тахеометры — это бюджетные приборы, они оборудованы только отражательным дальномером. Геодезические измерения с помощью такого аппарата требуют комaнды из двух человек: реечника и оператора тахеометра.

Строительные тахеометры способны вести как безотражательную, так и отражательную съемку, то есть в них имеется безотражательный дальномер. В конструкции устройств этого типа отсутствует алидада.

Цели и задачи

Инженерные тахеометры выполняют наибольший спектр задач. В них имеется фотокамера, применяемая для проекции трехмерных моделей местности, цветной сенсорный дисплей, современное удобное ПО и мощные процессоры, слоты для карт памяти и порты USB. Современные инженерные тахеометры могут подключаться к сети Wi-Fi и Bluetooth.

Помимо этого, тахеометры разделяются на модульные и интегрированные. Модульные состоят из независимых элементов (модулей), а в интегрированных все устройства находятся под одним корпусом и объединены в цельный механизм. Существует и еще одно подразделение: автоматизированные и моторизированные. Модели первого типа оснащаются сервоприводом и системами, которые могут распознавать, захватывать и отслеживать цели, что, по факту, делает их роботизированными геодезическими комплексами. Устройства второго типа оснащены сервоприводом, который может вести съемку по нескольким точкам одновременно.

Классификация

Существует классификация по хаpaктеристикам съемки.

Круговые тахеометры отличает от других цилиндрический уровень на вертикальном круге алидады и нитяной дальномер. Номограммные вычисляют превышения и горизонтальные проложения дистанций по номограмме, которая различается в трубе прибора во время наблюдений, и по вертикальной рейке. Авторедукционные отличаются тем, что в них горизонтальные проложения и превышения рассчитываются дальномером двойного изображения по горизонтальной рейке.

Внутрибазные тахеометры имеют при себе базу, которая предназначена для вычисления горизонтального проложения, а превышения вычисляются путем измерения вертикальных углов. Электрооптические тахеометры имеют дополнительный электронный прибор, который допускает автоматизацию съемки.

Удобство в работе

Если сравнивать процесс работы с теодолитом и с тахеометром, то налицо явная экономия времени. При использовании теодолита специалисту необходимо вести записи в журнале, а для тахеометра достаточно вести абрис, так как всю информацию о дистанциях, углах и номерах пикетов аппарат записывает и сохраняет в памяти, поэтому при смене местоположения тахеометра нужно будет только ввести новую станцию и первый пикет. После наводки на отражатель потребуется одно нажатие, и новые расчёты будут получены.

Читать еще:  Виды точечных светильников для натяжных потолков фото

Электронный тахеометр может самостоятельно рассчитать горизонтальную дистанцию. На монитор устройства выводится либо наклонное расстояние, превышения и положение по горизонтали, либо вертикальный и горизонтальный углы и наклонное расстояние. Вывод того или иного варианта выбирается оператором вручную.

Как применить

Тахеометр — это незаменимое устройство для проведения выноса в натуру. Его необходимо установить в точке, координаты которой известны, затем задать координаты точки ориентирования или ввести дирекционный угол для ориентирования. После этого можно выставить точку для выноса, для чего тоже требуется ввести известные координаты. После этих операций на мониторе устройства высветится угол поворота и дистанция, которую нужно отмерить в заданном направлении.

Тахеометр поможет оператору в измерении высоты объекта и дистанции между точками, а также производить замеры со смещением. Таким образом, устройство выполняет все задачи теодолита.

В карьерах

Если геодезические работы выполняются в карьере, можно воспользоваться удобной функцией получения собственных координат (производится путем обратной засечки). Когда тахеометр устанавливается впервые, используется отражательная пленка для вычисления координат нескольких объектов, располагающихся по краям карьера. После окончания работ устройство устанавливается во второй раз, и, пользуясь обратной засечкой, производят расчет координат точки установки и съемку карьера. Программное обеспечение, получая эти данные, помогает быстро получить картину всех работ, выполненных в карьере, выдавая оператору схемы по квадратам с их общим описанием.

Электронный тахеометр используется для полевых работ. Никакие погодные условия, в том числе пыль, дождь, снег и перепады температур, не вредят прибору. У всех производителей есть и отдельная линейка устройств, предназначенных для эксплуатации в особо жестких условиях при низких температурах, однако выбирать их стоит, только если такая работа действительно предполагается.

Производители

Есть несколько известных своим качеством мировых производителей электронных тахеометров. Sokkia Topcon — японская компания, представляет одноименные бренды. Аппараты этого производителя пользуются популярностью уже более ста лет, устройства известны своим неизменным качеством и высокой точностью. Впрочем, это для японских производителей уже вошло в традицию.

Тахеометры Leica Geosystems от одноименной швейцарской компании, ранее известной в фототехнике с брендом Leica, присутствуют на рынке с 1990 года. Она была образована путем слияния нескольких компаний, после чего производиться стало только геодезическое оборудование. Тахеометры этой марки широко используются в наземной и спутниковой геодезии.

Еще одна швейцарская компания — GeoMax, составляет конкуренцию коллегам из Leica, особенно если дело касается европейского рынка. Она существует с тех же годов, и так же отличается высокой точностью измерений и исключительным качеством.

Тахеометры Trimble Navigation производятся в США. Компания существует с 1978 года, в то время фирма занималась производством навигационных устройств для нужд морского судоходства. Около двадцати пяти лет назад компания начала разработки и производство GPS-навигаторов, ведь как раз в то время началось бурное развитие космического позиционирования. В 2003 году, после покупки бренда Nikon, компания занялась производством целого ряда геодезического оборудования. Тахеометры Nikon широко представлены на российском рынке.

Оправдана ли цена?

Верхний и нижний ценовые сегменты тахеометров разделены огромными суммами в несколько сотен тысяч рублей. Автоматизированные геодезические приборы могут напугать своей сложностью, к тому же они требуют наличия у специалиста соответствующих знаний и навыков — одного прочтения инструкции к тахеометру может быть недостаточно. Их цена тоже может напугать. Многие, особенно это касается небольших фирм, не смогут себе позволить роботизированный тахеометр. Однако если рассматривать вопрос с точки зрения полевого геодезиста, то разница между прибором, оснащенным сервомотором, и автоматическим тахеомером очевидна.

Основную часть времени в полевой геодезической работе занимает многократное наведение и фокусировка тахеометра (если он не оснащен сервомотором и автоматический системой слежения). Через несколько часов наряженной работы даже в неплохих погодных условиях оператор чувствует усталость, вследствие чего снижается его сосредоточнность, что может привести к понижению точности измерений. Полуавтоматический тахеометр существенно облегчает физические нагрузки специалиста, ведь он самостоятельно отслеживает изменение расположения отражателя и легко выполняет наводку, независимо от погодных условий. Ко всему прочему получаемые с тахеометра данные уже не так сильно зависят от человеческого фактора и становятся более точными: автоматические тахеометры не ошибаются и не устают. На каждый пикет им требуется не более четырех секунд. Например, высокоточный инженерный тахеометр Leica TS30 выполняет до пяти тысяч измерений за одну секунду. Средняя стоимость этого устройства составляет около двух с половиной миллионов рублей.

Ценовые категории

Бюджетные электронные тахеометры снабжены набором функций, необходимых для проведения расчётов на строительных площадках, однако для сложных инженерных расчётов их недостаточно. В этой ценовой категории присутствуют некоторые модели Nikon, например DTM-322 со средним ценником в 160 тысяч рублей.

Следующая ценовая категория уже включает в себя инженерные тахеометры. Измерения имеют гораздо более высокую точность, больше время автономной работы, связь по Bluetooth, слоты под карты памяти, порт USB. Дальность измерений в отражательном режиме — 5000 метров, а средняя цена на модели этой категории составляет 700 тысяч рублей.

Заключение

Геодезическое оборудование — это сфера, где нет места некачественным и неточным приборам. На самом деле в одной ценовой категории среди производителей разница в устройствах несущественна, поэтому если задача заключается в экономии, выбирать нужно исходя из собственных нужд. Опытный поставщик поможет подобрать модель, идеально подходящую для выполнения тех или иных задач, особенно если это касается наличия в тахеометре необходимого программного обеспечения.

Электронный тахеометр

Универсальный оптико-электронный геодезический прибор, позволяющий специалистам выполнять пpaктически все виды работ в современной геодезии с достаточно высокой точностью измерений. Одновременно его можно использовать и как теодолит, и как нивелир, и как светодальномер. Универсальность этого прибора состоит в его многофункциональности. С его помощью можно выполнять прямые и косвенные измерения, которые сразу выводятся на дисплей. К ним относятся:

• измерения расстояний (длин и горизонтальных проложений);
• определение углов (горизонтальных и вертикальных);
• нахождения плановых и высотных координат.

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:

• координат точки стояния тахеометра, при решении обратной геодезической засечки на местности;
• наклонной длины, горизонтального проложения, превышения между точками, при выполнении функции по определению недоступного расстояния и высоты;
• площади ограниченной линиями, проходящими через точки с полученными координатами после полевых измерений в этой опции;
• координат теодолитного хода с линейной, угловой, относительной, координатными невязками, при уравнивании этого хода и получения истинных координат точек.

Полный перечень тахеометров применяемых в геодезии представлен в «Каталог электронных тахеометров»

Помимо всего этого электронные тахеометры позволяют использовать свои функциональные способности при разбивочных и съемочных работах, в конструктивно предусмотренных режимах:

• выноса точек в натуру;
• выноса линии на местности;
• выноса круговой линии;
• проецирования точек;
• измерений со смещением;
• топографической съемки;
• съемки трассы;
• съемки поперечников трассы.

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:

• светодальномера с инфpaкрасным светодиодом фазового и импульсного способа измерения расстояний и передачей их на жидкокристаллический дисплей;
• электронно-цифрового вычислительного устройства с программным обеспечением, всевозможными режимами работы и панелью с дисплеем, позволяющем отображать все результаты на своем экране.

В составе таких электронных приборов следует отметить четыре системы, взаимодействующие между собой:

• ориентирования;
• наведения;
• измерений;
• управления и организации всех геодезических процессов измерения, вычисления и даже простого уравнивания;

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:

• закрепительный винт горизонтального круга (1);
• микрометренный винт горизонтального наведения (2);
• закрепительный винт вертикального круга (3);
• микрометренный винт вертикального наведения (4);
• панель клавиатуры для набора данных в цифровом и буквенном виде (5);
• экран дисплея, для визуального вывода всех данных (6);
• ампула цилиндрического уровня для горизонтирования прибора (7);
• исправительные винты для юстировки цилиндрического уровня (8);
• окуляр (9);
• фокусировка окуляра (10);
• фокусировка зрительной трубы (11);
• визирное устройство (12);
• светодиодный индикатор импульса (13);
• винты для крепления верхней рукоятки (14);
• рукоятка, служащая для переноски инструмента (15);
• место закрепления буссоли (16);
• защелка аккумуляторного отделения (17);
• аккумуляторное отделение (18);
• подставка тахеометра (19);
• подъемные винты для приведения прибора в рабочее положение (20);
• разъем для присоединения внешних устройств питания (21);
• разъем подсоединения кабеля для передачи файлов (22);
• круглый уровень для приведения оси инструмента в отвесное состояние (23);
• исправительные винты для юстировки круглого уровня и приведение его в работоспособное состояние (24);
• пластина основания подставки инструмента (25);
• закрепительная защелка подставки (26);
• фокусировка нитяного центрира оптического отвеса (27);
• окуляр оптического отвеса (28);
• точка, соответствующая высоте инструмента (29);
• место инфpaкрасного излучения (31);
• объектив (30);
• точка центрира (32).

Устройство панели управления

Через рабочую панель с экраном, функциональной и цифровой клавиатурой выполняется пpaктически 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:

• конфигураций, для выставления всех необходимых параметров, констант приборов и условий наблюдения;
• меню, в котором можно производить выбор задач, предусмотренных программным обеспечением;
• быстрых настроек;
• измерений;
• памяти.

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:

• включения (1) и выключения при одновременно нажатии кнопок «ON» и «OFF» (1,23);
• буквенно-цифровая клавиатура (2);
• переходные клавиши «вверх», «вниз», «влево», «вправо» (3);
• изображение уровня зарядки аккумулятора (4);
• отображение индикации компенсатора (5);
• нумерация окон изображения (6);
• ENTER — вход в выбранный режим и подтверждение выбранного действия (7);
• окно датчик работы с дистанционным пультом управления (8);
• FUNC – для последовательного перехода в три окна измерений (9);
• SFT – переключение между режимами измерений (призма, пленка, без отражателя) и буквенными с цифровыми обозначениями на рабочей клавиатуре (10);
• BS – удаление не верно набранного символа (11);
• ESC –выход обратно на предыдущую страницу на экране (12);
• (F1,F2,F3,F4) — функциональные клавиши выбора режимов работы (13);
• обозначения, соответствующие функциональным клавишам и режимам работы на изображенной странице (14);
• Вне диапазона – надпись на экране, соответствующая не рабочему состоянию прибора (15);
• ГУ – строка горизонтальных углов (16);
• Z – строка вертикальных углов (17);
• D – A – строка горизонтальных проложений (18);
• 2787м – значение горизонтального проложения(19);
• ppm – поправка в измерения из-за атмосферных условий работы (20);
• ПП – постоянный коэффициент призмы (21);
• заданный режим измерений соответствует выбранному режиму «на призму» (22);
• подсветка экрана изображения и сетки нитей (23).

Читать еще:  Какую трещетку выбрать для авто

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 хаpaктеристики тахеометров

Независимо от производителя все электронные тахеометры имеют один спектр технических хаpaктеристик, имеющих определенные качественные отличия. Основными из них, которые необходимы для выбора соответствующего инструмента, считаются:

• размеры и увеличение зрительных труб, могут быть 26, 30, 36, 40 крат;
• тип изображения, конструктивно обычно заложено прямое изображение;
• диапазоны измерений расстояния: на призму до 6000м, на пленку до 800 м, в безотражательном режиме до 350м
• угловые среднеквадратические погрешности, имеющие значения 2, 3, 5, 6 секунд;
• автоматический компенсатор углов наклона с диапазоном компенсации от трех до шести минут, представляющий жидкостный двухосевой датчик;
• линейные среднеквадратические ошибки, зависящие от режимов измерений:
• точные (однократные, многократные, усредненные);
• быстрые (однократные или многократные);
• при измерениях на призму, линейные погрешности (СКП) составляют в пределах ± 2мм при точном и ± 6мм при быстром измерениях;
• при измерениях на пленку линейные СКП имеют значения при точном ± 3мм, при быстром ± 6мм;
• в безотражательном режиме значения СКП колeблются в зависимости от дальности приборов, способных работать в таком режиме. Они могут находиться в пределах от ± 3мм до ± 15мм;
• источниками питания выступают обычно литиево-ионные батареи;
• источниками импульса являются светодиоды красного спектра второго, третьего класса;
• центрирование инструмента достигается с точностью до 1 мм, с применением электронного уровня в диапазоне не более трех минут на высоте 1,3 м;
• другие хаpaктеристики, обязательно представлены в инструкциях к эксплуатации приборов.

Вспомогательные принадлежности

Для достижения всех технических хаpaктеристик 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:

• переносной персональный компьютер (ноутбук) для автоматизации всего процесса геодезических полевых и камеральных работ;
• треноги, штативы с широкими головками для удобства установки и крепления тахеометра, тяжелые по весу и изготовленные из дерева или полимеров (фиберглассовые);
• шнуровой отвес, предназначенные для выставления штатива над точкой и точного центрирования прибора;
• буссоль, для ориентирования инструмента на местности в сторону северного направления;
• диагональные насадки (крепятся на окуляр), используемые для удобства наблюдений, наведения на значительные углы наклона (до 90º) зрительной трубы;
• разные солнцезащитные фильтры;
• кабель и запоминающие устройства (флеш-память) для передачи данных;
• призмы (минипризмы), для приема и отражения сигналов;
• держатели призм;
• отражатели и отражательные пленки;
• адаптеры регулирования высоты отражателя;
• адаптеры-переходники для внешнего и внутреннего крепления отражателей;
• вехи для видимости отражателей;
• триподы, биподы для установки вехи с отражателем;
• аккумуляторные батареи и зарядные устройства с ним.

Поверки электронных тахеометров

Кроме стандартных поверок геодезических угломерных инструментов необходимо выделить в первых двух пунктах списка и хаpaктерные поверки тахеометров:

• лазерного отвеса;
• по определению постоянной поправки светодальномера;
• отвесности оси оптического отвеса;
• перпендикулярности горизонтальной оси и сетки нитей;
• горизонтального положения линии сетки нитей;
• по определению коллимационной погрешности;
• по определению места нуля компенсатора;
• отвесности оси круглого уровня;
• рабочего состояния цилиндрического уровня/

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 обpaбатывались 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:

1. Фазовый. Расстояние вычисляется посредством определения разности между фазами излучаемого и отражаемого светового луча.
2. Импульсный. Используется в самых современных инструментах, предназначенных для проведения измерений крайне высокой точности. Определяется расстояние по времени, через которое лазерный луч достигает отражателя и возвращается.

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:

1. Оптические (монограмные) – по своей сути являются сложными теодолитами со специальным номограммным кипрегелем.
2. Электронные – цифровые приборы с установленным ПО. Может хранить данные замеров и вычислений во внутренней памяти. Сочетает в себе теодолит и светодальномер.
3. Автоматизированные – используются для выполнения сложных инженерных работ, поскольку позволяют произвести максимально точные измерения за короткий период времени. На сегодняшний день наиболее востребованные и дорогие.

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:

1. Поставить штатив на точке и закрепить, задав нужную высоту.
2. Установить инструмент на штатив и при помощи оптического отвеса отцентрировать его положение над точкой.
3. Включить прибор и отцентрировать его.
4. Дальнейшая работа с устройством зависит от его модели и хаpaктера съемки.

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 пpaктика, скорость работы, функциональность и удобство в эксплуатации с лихвой окупят затраченные на приобретение этого инструмента средства.

Тахеометр — что это такое? Принцип работы электронного тахеометра

Любые строительные, геодезические или изыскательные работы требуют точных вычислений перепадов высот и иной раз приходится обследовать тысячи квадратных метров. Измерения выполняются с помощью теодолитов, нивелиров или обычной рулетки, но такая работа порой занимает несколько недель.

Современные технологии позволяют ускорить результат с помощью программного обеспечения и устройства под названием тахеометр. Съёмки производятся в кратчайшие сроки, а итоговый план сам выстраивается на компьютере, снижая погрешности, которые допускает специалист.

Общие сведения о тахеометре

Тахеометр относится к универсальным и наиболее точным вычислительным приборам. Он помогает отстроить план рельефа местности, при этом ускоряет работу специалиста и минимизирует риски ошибки. Внешне тахеометр напоминает обычный теодолит, но он совмещает в себе функции сразу нескольких вычислительных приборов, среди которых выделяют такие, как:

• электронный регистратор данных;
• светодальномер;
• теодолит;
• вычислитель.

Такая конструкция позволяет измерять горизонтальные и вертикальные дистанции на расстоянии до 5 тысяч метров с погрешностью всего в 1 см. Кроме того, выделяют точность углов от 2 до 20 градусов, в зависимости от модели техники.

Читать еще:  Как проверить кондер мультиметром

Данные в нескольких тысяч точек автоматически сохраняются на носитель, причём все они синхронизируются с системой GPRS. С помощью, программного обеспечения полученную информацию переносят и обpaбатывают на компьютере, выводя план съёмки. Благодаря сохранению нескольких тысяч точек на одном носителе, удаётся сделать план территории до нескольких сотен километров.

Принцип работы и история создания тахеометра

Первые приборы вычисления перепадов высот на местности были созданы 50 лет назад и уже тогда они приобрели первые признаки схожести с современными тахеометрами. Они

представляли собой машины с полумеханической и полуэлектронной системой.

Светодальномер и теодолит устанавливались независимо друг от друга, и только через 15 лет появились первые приборы, которые совместили эти две функции в одно целое. Новый измерительный прибор благодаря изменениям получил возможность ввода значений углов, что значительно упростило работу и сделало съёмку точнее.

Первый полноценный тахеометр был создан 25 лет назад. Основное отличие от старых моделей, это переход с оптической системы на электронную.

Была создана система, позволяющая автоматизировать полученные данные и обpaбатывать их с помощью ПО. Основными производителями тахеометров являются швейцарские, американские и японские компании. Их техника отличается большой надёжностью, функциональностью и точностью выполнения работ.

Принцип работы электронного тахеометра основывается на фазовом или импульсном методе. В первом случае результат получают за счёт разности проецирования луча на отражатель и его возращения, в то время как импульсный метод работает на времени, за которое луч проходит от тахеометра к отражателю и обратно. Оба метода имеют свои плюсы и минусы, поэтому каждый специалист выбирает прибор в зависимости от личных предпочтений и целей работы.

Прибор способен работать в безотражательном режиме, но это зависит от окраса местности и времени суток. Чем светлее окрас, тем дальше луч способен стрельнуть и вернуться обратно. Пределы обычно достегают до 1200 метров. В тёмное время суток этот передал, падает в несколько раз. При работе с отражателем дальность измерений увеличивается до 5 тысяч метров.

Типы электронных тахеометров

Все измерительные приборы разделяют в зависимости от определённого критерия. Опираясь на способ применения электронные тахеометры, делят на такие типы, как:

• самые простые и дешёвые приборы — это технические тахеометры, которые оснащаются только отражателем. Для работы требуется технический оператор тахеометра и реечник, который держит отражатель;
• строительные тахеометры имеют несколько функций, в том числе и безотражательную съёмку, что значительно упрощает работы на местности с малой дистанцией и не требует дополнительных людей. Алидада в конструкции тахеометра отсутствует;
• инженерные тахеометры относятся к высшему классу, так как снабжены большим количеством дополнительных функций. Фотокамера, построение трёхмерных моделей поверхности местности, сенсорный дисплей, мощный процессор, новое программное обеспечение, порты для USB, а также работа в режиме Wi-Fi и Bluetooth это лишь малая часть встроенных систем;

Стоит упомянуть, что тахеометры разделяют на модульные приборы, которые состоят из одной части и интегрированные, когда устройство совмещает в себе несколько механизмов под одним корпусом. Последние типы тахеометров моторизированные и автоматизированные. Это означает, что они оснащаются сервоприводами, которые позволяют вести съёмку, учитывая сразу несколько десятков точек.

Есть приборы, которые совмещают в себе не только сервопривод, но и специальные системы способные отследить цель, распознать её и захватить. Это уже вычислительный прибор с роботизированным видом системы, который подразумевает выполнение работы одним человеком. Роботизированные тахеометры производят удалённую съёмку при этом точность выполненных работ высокая.

В промышленности электронные тахеометры разделяют по хаpaктеру съёмки. Выделяют такие типы, как:

• круговые тахеометры имеют вертикальный круг алидады, цилиндрический уровень и нитяной дальномер;
• номограммные устройства вычисляют горизонтальные положения дистанций и превышения по номограмме, которые различаются при наблюдении в трубе и в вертикальной рейке;
• авторедукционные вычислители работают с горизонтальной рейкой двойного изображения и тем самым, получается, вывести превышения и горизонтальные положения;
• внутрибазовые приборы, отличаются наличием встроенной базы, которая вычисляет горизонтальные положения, а с помощью вертикального угла удаётся вычислить превышения на местности;
• дополнительные электронные приборы имеют только электрооптические тахеометры, которые способны производить автоматизированную съёмку.

Основные преимущества тахеометра

Теодолит и тахеометр, очень похожи, вычисляют одинаковые параметры, но в плане работы они разные. Теодолит требует ручного заполнения журнала, а при работе с тахеометром записывается лишь абрис.

Все остальные данные сохраняются на специальном носителе, причём записывается дистанция, угол и номер пикета. В продолжение работы с тахеометром, достаточно только ввести станцию, первый пикет, навести прибор на отражатель, и ввести кнопку. Все полученные измерения лазерное устройство рассчитает и запишет автоматически.

Тахеометр рассчитывает горизонтальные дистанции в автоматическом режиме, а на панель выводит горизонтальное положение и превышения, либо наклонные расстояния углов в горизонтальном и вертикальном виде. Какой вид данных отображать выбирает специалист в начале геодезических работ.

Как пользоваться тахеометром?

Лазерное устройство незаменимо при проведении вычислений и выносе показаний в натуру. Его устанавливают на точке с известными координатами, задаются точки для ориентации, либо угол ориентирования. Следующий шаг — это создание точки для выноса результатов.

Особенно удобна функция обратной зачески при геодезических работах в карьере. Суть состоит в том, что устройство устанавливается на первом объекте для вычисления координат, причём лучше всего устанавливать его на краях карьера.

По окончании съёмки тахеометр устанавливается повторно для повторной обратной зачески. Координаты рассчитываются в обратную сторону, а программное обеспечение анализирует и получает картинку о выполненных работах, схемах и разделяет всё это на квадраты с общим описанием.

Ещё одна особенности современных измерительных устройств это их защищённость. Работы производятся в открытых условиях, поэтому дождь, снег, ветер, пыль и грязь не приносят никакого вреда. Существуют модели, которые рассчитаны на использование в особенно жёстких условиях. Например, устройство способно работать при — 30 градусов. Подобные модели используют при работе в северных районах.

Стоимость современных тахеометров

Измерительные устройства типа «тахеометр» имеют большие различия в ценовом сегменте. Например, стоимость роботизированных приборов со сложным ПО и системой способно достигать 1,3 миллиона рублей. Для многих организаций это большие деньги не говоря уже о частной покупке.

Намного проще и дешевле купить аппарат марки Topcon GTS-105N, который стоит около 170 тысяч рублей. Да, он хуже в плане построения планов с помощью компьютерных технологий, работы производятся дольше, а точность иной раз подводит, но при этом присутствует значительная экономия денежных средств.

Если разделять все существующие модели по стоимости, то самые дешёвые имеют сервомоторы и полуавтоматические системы слежения, в то время как дорогие тахеометры — это автоматические роботы, которые управляются дистанционно.

Если рассматривать модели с точки зрения качества и скорости выполнения работ, то преимущество именно роботизированной техники очевидно, но иной раз для простого планирования местности подойдёт модель без лишних в этом деле функций.

При геодезических работах, современные и дорогие устройства тахеометры просто необходимы. Техника, не оснащённая автоматическим слежением и сервомоторами, заставляет долгое время снимать местность и многократно наводить прибор на нужные точки. В итоге это приводит к усталости оператора, снижается его концентрация, и появляются бaнaльные человеческие ошибки при съёмочных работах.

Кроме того, нельзя забывать, что простые модели требуют наличия ещё одного помощника, который будет перетаскивать рейку в нужную точку, а на большой местности это создаёт немало проблем.

Заключение

Геодезические, строительные и изыскательные работы это важная часть в любой сфере. Только при точном измерении местности и составлении плана, строятся здания, производятся разделения на площади и регулируются особенности, связанные с геологией.

Для всего этого необходим тахеометр лазерный. Он позволяет произвести точное вычисление с минимальной потерей времени, при этом современные технические возможности позволяют составлять планы автоматически с помощью ПО и компьютера.

Что такое тахеометр?

Активное развитее техники затронуло и геодезическое оборудование. Современные приборы позволяют выполнять те или иные виды работ быстро и с высокой точностью. Одним из незаменимых устройств в геодезии является тахеометр.

Что такое тахеометр

Тахеометр — это прибор, используемый для измерения вертикальных и горизонтальных углов, превышений и длин линий. Несмотря на компактный размер, он является инструментом, объединяющим в себе функции теодолита и светодальномера. Наличие микропроцессора с мощным программным обеспечением позволяет производить необходимые измерения и расчеты быстро и с минимальной погрешностью, а также запоминать и обpaбатывать большой объем информации.

Одним из главных плюсов работы тахеометра является то, что измерения возможно провести, при наличии таких препятствий, как: ветки или листва, а также в условиях плохой видимости или, наоборот, яркой солнечной освещенности.

Тахеометр применяется для вычисления превышений, определения координат точек на местности, получения плана с изображением рельефа при топографической съемке, для выполнения обратной засечки и тригонометрического нивелирования и т.д.

Первые тахеометры

Первые приборы появились в 70-х гг. XX в. и напоминали современные тахеометры лишь отдаленно. Для измерений использовались полуэлектронные приборы, представляющие теодолит со светодальномером. После того как светодальномеры стали компактных размеров появилась возможность устанавливать их на теодолит, а позже начали выпускаться приборы в общем корпусе с возможностью введения значений углов.

Первый электронный тахеометр AGA-136 был выпущен в Швеции в 80-х гг. XX в. Это стало прорывом в геодезическом приборостроении. Электронная система отсчета углов заменила оптическую. Это позволило автоматизировать работу геодезистов. Полученные данные о значении углов и информация о длине линии поступали в цифровом виде в процессор и там же проводились все вычисления, а на индикатор выводились готовые величины. После Шведских тахеометров фирмы Geodimetr на рынке стали появляться приборы марок Sokkia, Topcon, Nikon, производимых в Японии, Leica в Швейцарии, и т.д.

Принцип работы

Принцип работы дальномера тахеометра зависит от конструктивных особенностей прибора, но его можно разделить на 2 основных метода измерений:

• Фазовый метод: расстояния определяются за счет измерения разности фаз излученных и отраженных световых лучей.
• Импульсный метод: расстояние измеряется по времени прохождения лазерного луча до отражателя и обратно. В новейших электронных тахеометрах расстояния измеряются как импульсным, так и фазовым методом.

На дальность измерений тахеометра влияют технические возможности дальномера прибора, погодные условия и режим работы устройства.

Режимы работы:

• Отражательный — используется отражатель (призма), дальность измерений может достигать до 5 и более км.
• Безотражательный — могут измеряться расстояния до любой поверхности в пределах 2,2 км

У современных тахеометров точность угловых измерений достигает 0,5 угловой секунды, расстояний — 0,8 мм.

Современные модели

На современном рынке геодезического оборудования представлены модели тахеометров различного ценового сегмента. Чем выше хаpaктеристики тахеометров по точности, мощности процессора и ПО, скорости обработки данных, тем выше их стоимость. Но, необходимо учитывать, что новейшее оборудование ускоряет работу геодезистов, благодаря высокой точности производимых измерений и возможности проводить автоматизированную работу одним оператором. Покупая оборудование проверенных производителей, можно быть уверенным, что оно прослужит долгие годы и окупит себя многократно.

Как выбрать тахеометр?

При любых работах где необходимо точное измерение на местности или идет строительство невозможно обойтись без тахеометра. Современное оборудование позволят решить большинство задач, поставленных перед геодезистами быстро и с высокой точностью. Выбирая тахеометр для стройки или топографических работ обращайтесь в проверенные компании. Инженеры компании «Геодезия и Строительство» ответят на интересующие Вас вопросы, помогут подобрать оборудование, а также, при необходимости, проведут обучение персонала по его использованию.