CC BY
57
НАУЧНЫЕ ИЗВЕСТИЯ^29^2022
УДК: 528:082
АНАЛИЗ ПРИМЕНЕНИЯ ЭЛЕКТРОННОГО ТАХЕОМЕТРА
Сафронова Дарина Алексеевна
Обучающаяся 4 - го курса факультета землеустройства и геодезии института
«Агротехнологическая академия» КФУ им. В. И. Вернадского
Email: darina.safronova.9@mait.ru
Наряду со спутниковой геодезической аппаратурой, приобретающей всё большее значение при выполнении различного рода топографо-геодезических работ, не менее актуальными остаются вопросы использования технических средств и методов традиционных геодезических измерений. При этом наиболее совершенным средством измерения в настоящее время является электронный тахеометр, позволяющий выполнять угловые и линейные измерения с высокой точностью, а также осуществлять вычисление плоских прямоугольных координат, высот и их приращений в реальном масштабе времени.
Ключевые слова: тахеометр, теодолит, дальномер, топографо-геодезические работы.
ANALYSIS OF THE USE OF AN ELECTRONIC TOTAL STATION
Safronova D.A.
4th year student of the Faculty of Land Management and Geodesy of the Institute
"Agrotechnological Academy" of the V. I. Vernadsky
Email: darina.safronova. 9@mail. ru
Along with satellite geodetic equipment, which is becoming increasingly important when performing various kinds of topographic and geodetic works, the issues of using technical means and methods of traditional geodetic measurements remain no less relevant. At the same time, the most advanced measurement tool is currently an electronic total station, which allows performing angular and linear measurements with high accuracy, as well as calculating flat rectangular coordinates, heights and their increments in real time.
Keywords: total station, theodolite, rangefinder, topographic and geodetic works.
Актуальность: актуальность
исследования определяется требованиями сокращения сроков выполнения геодезических работ, повышением эффективности труда геодезистов при производстве топографо-геодезических съёмок.
Цель: провести анализ применения электронного тахеометра.
Задачи:
1. Сравнить классические геодезические приборы
2. Изучить преимущества электронного тахеометра.
Результаты исследования. На сегодняшний день при проведении топографо-геодезических работ большие требования предъявляются к срокам их выполнения при строгом соблюдении точности и качества.
Невзирая на бурное формирование новейших областей геодезии, подобных спутниковому методу измерения, а также наземному лазерному сканированию, классическое геодезическое оборудование -
электрические тахеометры продолжают занимать существенное роль в числе геодезических приборов.
Электронный тахеометр появился относительно недавно и является самым совершенным и удобным для применения в строительстве. Этот прибор позволяет производить линейные измерения без рулеток с достаточно высокой точностью, что сразу повысило производительность и удобство проведения различных геодезических работ. После записи в память тахеометра координат точек, подлежащих выносу в натуру, можно приступать к разбивочным работам. При использовании электронного тахеометра отпадает необходимость вычисления разбивочных элементов: угла в и расстояния I -они вычисляются прибором автоматически, что, во-первых, исключает ошибки в вычислениях, а во-вторых, облегчает работу геодезистам, выполняющим при современных темпах и объёмах строительства и без того высокие объемы работ.
НАУЧНЫЕ ИЗВЕСТИЯ•29^2022
Электронный тахеометр предназначен для измерения расстояний, горизонтальных и вертикальных углов. Область применения -инженерно-геодезические изыскания,
выполнение тахеометрической съемки, разбивочные работы в строительстве, создание сетей сгущения и землеустроительные работы. Сам по себе тахеометр представляет комбинированный прибор, объединяющий в своей конструкции кодовый теодолит и лазерный дальномер. Прибор состоит из водонепроницаемого корпуса, вмещающего оптические и электронные компоненты, отсоединяемого трегера, и съемной аккумуляторной батареи.
Принцип действия углового
измерительного канала основан на использовании кодового абсолютного датчика угла поворота, что не требует предварительной индексации перед измерением и после включения тахеометра на его дисплее отображается текущее угловое значение состояния датчика. Электронные считывающие устройства обеспечивают автоматическое снятие отсчетов по горизонтальному и вертикальному угломерным датчикам. Применение двухстороннего снятия отсчетов и двухосевых электронных компенсаторов повышает точность измерения углов, исключает погрешность эксцентриситета горизонтального, либо вертикального датчика и автоматически учитываются поправки в измеряемые горизонтальные и вертикальные углы за отклонение тахеометра от вертикали.
Принцип действия линейного измерительного канала основан на измерении времени распространения электромагнитных волн и реализует импульсно-фазовый метод измерения расстояния. Тахеометр имеет отражательный режим работы и безотражательный. Дальность измерений при безотражательном режиме напрямую зависит от отражающих свойств поверхности, на которую производится измерение. Дальность измерений на светлую гладкую поверхность (штукатурка, кафельная плитка и др.) в несколько раз превышает максимально возможное расстояние, измеренное на темную поверхность. Максимальная дальность линейных измерений для режима с отражателем - до 5 километров; для безотражательного режима - до 1 километра.
Модели тахеометров, которые имеют безотражательный режим, могут измерять расстояния практически до любой поверхности, однако следует с осторожностью относиться к результатам измерений, проводимых сквозь ветки, листья или другие подобные преграды, поскольку неизвестно, от чего именно отразится луч, и, соответственно, расстояние до чего он измерит. Тахеометр может иметь встроенные метеодатчики, что позволяет автоматически учитывать атмосферные поправки. Результаты измерений выводятся на графический дисплей, регистрируются во внутренней памяти и в последствии могут быть переданы на персональный компьютер для последующей обработки. Для приведения в рабочее положение тахеометр снабжен круглым и электронным уровнем.
По причине многофункциональности тахеометров и по ряду экономических причин они приобретают все большую популярность у предприятий, имеющих необходимость использовать для своих нужд геодезические средства измерений.
Для анализа применения электронного тахеометра и оценки его преимуществ было проведено исследование методики работ на данном приборе при производстве топографо-геодезических работ, а также оценка его преимуществ перед комплексом традиционных измерительных средств геодезии (теодолитом 2Т2 и светодальномером 2СТ-10).
Для проверки методики работ на электронном тахеометре проведён эксперимент, в ходе которого произведена планово-высотная съемка участка местности в Симферопольском районе, Республики Крым. Затем с тех же точек планово-высотного обоснования вновь была произведена съемка с использованием теодолита 2Т2 и светодальномера 2СТ-10. В качестве исходных пунктов принимались две точки определённые ранее при производстве работ.
Учитывая, что съемка производилась одной бригадой геодезистов-исполнителей, основным критерием эффективности являются затраты времени на выполнение работ. Характеристики временных затрат на выполнение одного объема геодезических работ по этапам технологии двумя методиками представлены в таблице 1.
Характеристики временных затрат
Таблица 1.
Этап технологии Затраты времени, мин.
Использование тахеометра Использование теодолита 2Т2 и светодальномера 2СТ-10
Подготовительные работы 10 17
Производство кадастровой съемки 40 111
Обработка и оформление результатов 37 126
Итого 87 254
Следует отметить, что при работе с тахеометром обработка результатов измерений, сохранившихся в миниЭВМ прибора, после их импорта на ноутбук, в дальнейшем обрабатывалась в полевых условиях в специальном программном комплексе AutoCAD, а обработка результатов измерений с помощью теодолита и светодальномера - в обычных журналах измерений с последующей обработкой по специальной программе при ручном вводе обработанных результатов съемки.
Как видно из приведенных данных, затраты времени при применении методики работ на электронном тахеометре снижаются почти в 3 раза по сравнению с традиционной технологией съемки с использованием теодолита и дальномера. Это доказывает существенное повышение эффективности геодезических работ при применении электронных тахеометров при топографо-геодезических работах.
На современном этапе развития научно-технического прогресса происходит фундаментальное изменение технологии и методов выполнения топографо-геодезических работ, что связано в первую очередь с качественным изменением состава парка используемого геодезического оборудования.
Интенсивное развитие электронных тахеометров, отличающихся высокой степенью автоматизации угловых и линейных измерений, привело к разработке систем и комплексов, включающих в качестве составных частей или блоков указанные приборы и повышающих уровень автоматизации не отдельных процессов, а топографической съемки в целом.
Анализ технических характеристик тахеометра и традиционных геодезических приборов: оптического теодолита и квантового дальномера показывает, что при сравнительно схожих показателях точности измерений тахеометр значительно легче, но главное преимущество тахеометра заключается в высокой производительности измерений с автоматизированной выдачей их конечных результатов. Это обстоятельство является решающим фактором, позволяющим повысить производительность выполнения
геодезических работ.
Способность измерения больших расстояний без призм дает возможность использовать тахеометр для решения широкого
спектра инженерных задач: измерение высотных зданий и конструкций, лесные съемки, съемки карьеров и подземных выработок.
Одним из главных достоинств использования электронных тахеометров является отсутствие необходимости ведения специального журнала для записи расстояний и углов, как при работе с теодолитом, поскольку тахеометрическая съемка требует только ведения абриса. Номера пикетов, расстояния и углы сохраняются автоматически в памяти инструмента, и при изменении места его расположения необходимо будет только внести сведения о новой станции и пронумеровать пикет, после чего при нажатии специальной кнопки тахеометр сам произведет все измерения.
Также тахеометр позволяет производить расчет горизонтального положения автоматически - дисплей устройства показывает горизонтальные и вертикальные углы, наклонное расстояние, превышение и горизонтальное положение, а режимы отображения информации могут быть изменены при первой же необходимости.
Электронный тахеометр обладает функцией «выноса в натуру», то есть установку устройства на место с уже определенными координатами, после чего он «ориентируется» -посредством задания дирекционного угла или координат точки ориентирования, вводятся данные о точке выноса, и прибор показывает расстояние до объекта и угол, на который его следует развернуть.
Существуют тахеометры и для особых погодных условий, например, адаптированные для проведения замеров в зонах особо пониженных температур, однако их стоимость, соответственно, выше.
К сожалению, сегодня в России значительная часть всех полевых съемочных работ выполняется традиционными средствами — оптическими теодолитами, дальномерными насадками и другими устаревшими геодезическими приборами.
Применение электронного тахеометра при производстве топографо-геодезических работ позволит при сохранении требуемого уровня точности значительно повысить эффективность выполнения работ по критерию затрат времени.
ЛИТЕРАТУРА
1. Бузук Р.В., Горбунова В.А. Геодезия. Часть 1. Топографическое обеспечение городского кадастра: Учебное пособие - Кемерово, 2002
2. Ворошилов А.П. Спутниковые системы и электронные тахеометры в обеспечении строительных работ: Учебное пособие - Челябинск, 2007
3. Хлебодаров М.Ю. Современные технологии традиционной геодезии // Геопрофи. - 2008. -
№3.
