Системы электронных тахеометров Вводная лекция Рассматриваемые вопросы

Системы электронных тахеометров

Вводная лекция Рассматриваемые вопросы: • • • Предмет дисциплины. Основные определения и термины. Назначение электронных тахеометров. Области применения тахеометров. Фасадная съемка. Приборы предшественники (электронных тахеометров). Принцип действия радио и светодальномеров.

Предмет дисциплины. Основные определения и термины Системы электронных тахеометров - техническая дисциплина направленная на изучение технологии работ с современными электронными тахеометрами и обработки полученных данных. Электронный тахеометр - это геодезический прибор, предназначенный для измерения горизонтальных и вертикальных углов на местности, а также расстояний при помощи встроенного дальномера. Прибор в комплекте состоит из: тахеометра, штатива, отражателя и вешки. Многие модели электронных тахеометров оснащены лазерным безотражательным дальномером, позволяющим измерять расстояния на местности без отражателя (призмы). Тахеометры снабжены памятью для хранения данных измерений и вычислений. Фасадная съемка выполняется при строительстве зданий, и заключается в проведении съемочных работ в отношении вертикальной поверхности фасада сооружения. Результатом съемки получают в цифровом или графическом виде. Исполнительные съемки осуществляются на завершающем этапе строительства или монтажа другого инженерного объекта на основании проектной документации. Целью исполнительных съемок является контроль выполнения работ, сравнение фактического положения дел с проектом, предоставленным заказчиком. Исполнительные съемки могут также выполняться на каждом этапе строительства.

Назначение электронных тахеометров • Основное предназначение тахеометра не слишком отличается от его традиционных предшественников, и заключается в измерении расстояний, горизонтальных и вертикальных углов. На основе полученных данных прибор автоматически определяет превышения, горизонтальные проложения и может вычислять координаты измеряемых точек. • Мозгом тахеометра является микропроцессорный чип, позволяющий тахеометру самостоятельно решать различные задачи, например, вычислять определять площади объектов, осуществлять вынос в натуру и разбивку, определять недоступные расстояния и высоты, и многие другие. В зависимости от того, насколько более функционален тахеометр цена его будет пропорционально увеличиваться. • Все полученные во время съемки данные могут записываться в память прибора, и впоследствии передаваться на компьютер и другие устройства. Современные тахеометры оснащаются большим объемом внутренней памяти, которой более чем достаточно для записи огромного количества сырых данных. Однако, производители все чаще оснащают тахеометры дополнительными слотами для карт памяти CF, SD и USB-накопителей.

Комплект прибора • Электронный тахеометр имеет, как правило, две панели управления, расположенные с обеих сторон прибора. На панели управления расположены дисплей и клавиатура для управления процессом измерений и ввода информации вручную. Ввод информации и управление возможны и с дистанционного пульта управления (контроллера). Тахеометр может иметь световой указатель створа, облегчающий установку вехи с отражателем на линию, по которой направлена труба прибора. Лазерный указатель для безотражательного способа измерений. Электронный тахеометр: а) – основной прибор; б) - однопризменный отражатель: 1 – уровень; 2 – визирная марка; 3 – призма; 4, 5 – закрепительные винты; 6 - штанга.

Области применения тахеометров В землеустройстве для: • определения границ объектов землеустройства; • межотраслевого и внутриотраслевого распределения земельных ресурсов; • планированию и организации рационального использования земель; • для учета и мониторинга земельных ресурсов. При лесоустройстве осуществляются следующие виды работ: • определение в установленном порядке границ участков лесного фонда; • выполнение топографо-геодезических работ и специальное картографирование лесного фонда; • инвентаризация лесного фонда с определением количественных характеристик лесных ресурсов.

Области применения тахеометров В строительстве для: • выноса проекта в натуру; • выполнения детальной разбивки; • геометрического контроля параметров конструкций; • исполнительной съемки завершенных строительством объектов. При геодезическом мониторинге • зданий и сооружений в процессе строительства; • зданий и сооружений в процессе эксплуатаций; • инженерно-технических сооружений в процессе работы; • геодинамических процессов.

Фасадные съемки В настоящее время широко востребованы работы по съемке фасадов зданий. Фасадные чертежи, а лучше 3 D модели зданий целиком, необходимы для реконструкции и реставрации зданий, выявления дефектов строительства, определения возникающих деформаций, сохранения исторического облика сооружения, подсчета объема облицовочных материалов и т. д. Наиболее быстрый и эффективный способ выполнения данного вида работ - это наземное лазерное сканирование. Особенно, если речь идет о сооружениях со сложной архитектурой, различной лепниной и барельефами. Для зданий, фасады которых состоят в основном из плоских элементов с дверными и оконными проемами, фасадную съемку целесообразнее выполнять с использованием безотражательного тахеометра. Результатом выполнения фасадных съемок являются следующие материалы: • Планы фасадов зданий с отображением фактического положения контуров конструкций фасадов здания, их размеров, взаимного расположения и высотных отметок. • Развертки элементов неправильной геометрической формы. • Поэтажные разрезы здания. • Трехмерная модель здания с отображением фактического пространственного положения контуров конструкций, фасадов, элементов отделки и пр.

с использованием электронного тахеометра

с использованием наземного лазерного сканера

Приборы предшественники (электронных тахеометров) • • • С развитием радиотехники были разработаны новые методы свето- и радиодальномерных измерений, на основе которых в 20 -м столетии созданы светодальномеры и радиодальномеры. Практическое широкое использование светодальномеров связано с созданием в 1952 г. Э. Бергстрандтом (Швеция) первого фазового дальномера, названного геодиметром. В России создателями первого светодальномера являются В. А. Величко и В. П. Васильев, которые в 1953 г. разработали светодальномер на основе авторского свидетельства на изобретение Г. И. Трофимука, выданного в СССР в 1933 г. Первый радиодальномер, названный теллурометром, был создан Уодли в ЮАР в 1956 г. Этим радиодальномером можно было измерять расстояния до 60 км с ошибкой в несколько см. Несколько позднее (в 1960 г. ) В СССР под руководством А. А. Генике в 1960 г. был разработан первый отечественный геодезический радиодальномер — ВРД. Использование светодальномеров и радиодальномеров позволило резко повысить производительность линейных измерений, которые были весьма трудоемкими и малопроизводительными, так как выполнялись до этого механическими мерными приборами.

Приборы предшественники (электронных тахеометров) Один из ранних радиодальномеров Светодальномеры СМ-5, СТ-5 и ТАЗМэлектронный тахеометр

Принцип действия радио и светодальномеров В основу принципа действия положено определение времени прохождения радиоволны от радиодальномера до объекта и обратно, расстояние до которого будет прямо пропорционально этому времени. Отражающий объект может быть пассивным или активным, с переизлучением принятого сигнала. Пассивное отражение используют только те дальномеры, которые предназначены для измерения расстояний до произвольно выбранных целей, например, в военном деле, большинство дальномеров используют специальные переизлучающие устройства, заранее расположенные в какой-либо точке, или дальномерные радиомаяки (в радионавигационных системах). По способу измерения радиодальномеры бывают двух видов — импульсные и фазовые. В импульсных дальномерах производится непосредственное измерение времени задержки принятого отражённого сигнала. Принцип действия фазового дальномера основан на определении количества длин волн, укладывающихся на пути прохождения сигнала.

Технологическая схема дальномерного метода Приемопередатчик 1 устанавливают на штативе на одном конце измеряемой линии, а отражатель 2 на специальной вешке или тоже на штативе – на другом. Приёмопередатчик излучает световой сигнал, принимает его после возвращения от отражателя, измеряет время t, прошедшее от излучения до приёма, и вычисляет расстояние D = vt/2. Здесь v – скорость света (при средних условиях v » 299710 км/с). Время t необходимо измерять с высокой точностью. Так, для точности в расстоянии 1 см время надо знать с ошибкой не более 10 -10 с. Измерение времени выполняется фазовым или импульсным методом.