Електронні теодоліти та тахеометри

Електронні теодоліти та тахеометри

Електронні теодоліти і тахеометри активно використовуються для вимірювальних і вишукувальних робіт у геодезії та проектуванні.

Трохи історії

До початку XVI століття вимірювання вертикальних і горизонтальних кутів проводилося кількома різними інструментами. Для більш ефективних маркшейдерських і вишукувальних робіт був потрібен універсальний прилад, який міг би поєднувати в собі одночасно кілька функцій.


Прообразом сучасного теодоліту зразка середини минулого століття служив інструмент під назвою поліметр. Вишукувачі того часу прийняли його з великим ентузіазмом і повсюдно використовували у своїй роботі. Пізніші версії середини XIX століття заклали концепцію його конструкції.

Опис електронного теодоліту

Сучасний теодоліт має безліч функцій для вимірювання в своєму арсеналі. Горизонтальні кути обчислюються за допомогою спеціальних пристосувань - алідади і лімба. Лімб - це скляне коло зі шкалою на 360 поділів, яке закріплене стаціонарно і захищене від пошкоджень. Навколо лімба обертається алідада разом з корпусом пристрою.

Принцип вимірювання і передачі даних електронним теодолітом істотно відрізняється від оптики. Всі значення зашифровані в двійковому коді, тому замість градусів, хвилин і секунд є нолі або одиниці. Зчитування показань передається за допомогою фотоелектронних пристроїв.

Для збільшення достовірності показань приладу в конструкцію входять бульбашкові рівні і вертикальна відвіса. Для більш точного зняття показань прилад передбачає спеціальний мікроскоп. Характерною відмінністю електронного теодоліту від оптичної його версії - є наявність пристрою для зняття і реєстрації показань в автоматичному режимі, з подальшим їх записом на чіп пам 'яті приладу.

Будь-які теодоліти, які використовуються для вишукувальних або інших робіт, повинні проходити повірку. При похибці показань понад встановлені норми, необхідно проводити юстування для корекції. Існує державний стандарт на типи теодолітів. Залежно від точності вимірювання поділяються на три класи: особливо точні, точні і технічні. Останні з них, в основному, застосовуються в навчальних цілях.

Принцип роботи електронного теодоліту

За характером конструкції бувають: електронні, з прямим зображенням, маркшейдерські, автоколімаційні, фототеодоліти, гіротеодоліти з гірокомпасом, повторювальні. Наприклад, фототеодоліт має в своєму корпусі фотокамеру для точної зйомки і прив 'язки геологічних об' єктів.

Електронні теодоліти - це прилади, які дозволяють значно спростити процедуру зняття кутових величин, порівняно з повністю оптичними пристроями. Такий інструмент дозволяє працювати навіть в умовах темряви. А наявність дисплея виключить помилку зняття показань. З іншого боку, електронні побратими не позбавлені недоліків, таких як, наявність акумулятора, який необхідно періодично підзаряджати від мережі, невеликий діапазон допустимих робочих температур.

Вибираючи конкретну модель електронного теодоліту, слід визначитися в першу чергу з родом виконуваних завдань. Якщо висока точність вимірювань не є пріоритетною, то, цілком можна обійтися приладом класу від Т15 до Т30. Для більш високоточних вимірювань підійде пристрій класу від Т2 до Т5. Якщо ж потрібна безпрецедентна точність, то свій вибір слід зупинити на моделі класу Т1.


Не зайвим буде знати про вплив умов проведення зйомки на її кінцеву якість. Так, наприклад, наявність дерев на ділянці може вплинути на достовірність показань лазерної рулетки. Промінь здатний замість потрібного об 'єкта відбитися від гілок і істотно спотворити дані. Присутність на ділянці високих споруд, таких як вишки або труби - також впливають на підсумковий результат.

Корпус якісного вимірювального приладу повинен бути виготовлений з металу, а всі можливі стики - прогумовані для запобігання потраплянню пилу і вологи. Більш дешеві варіанти з пластикових деталей недовговічні і часто виходять з ладу. Фото електронного цифрового теодоліту представлено нижче.

Тахеометри

Більш досконалим різновидом пристрою - є тахеометр. Це якийсь симбіоз комп 'ютера і теодоліту. Вартість його дорожче звичайного, але технологічність на порядок вища. Обладнується дисплеєм і клавіатурою для введення даних, має вбудований мікропроцесор для проведення обчислень. Автоматика дозволяє виконувати всі завдання на льоту, значно підвищуючи при цьому продуктивність робіт.

Основне призначення тахеометра - створення планів місцевості в заданому масштабі з нанесенням особливостей рельєфу. Серцем будь-якого механізму є інтегрований або зовнішній контролер, який відповідає за обробку отриманих у процесі зйомки даних.

Відмінною особливістю конструкції тахеометра від інших геодезичних приладів є модульність, що дозволяє створити модифікацію пристрою під конкретні потреби.

Різновиди тахеометрів

Оскільки більшість тахеометрів оснащується вимірювачем відстані на основі лазерного променя, то за способом реєстрації сигналу розрізняють два типи:

  • для визначення відстаней використовується різниця у фазах променя;
  • для вимірювання відстаней до об 'єкта обчислюється час проходження променя лазера.

Для вимірювання відстаней до п 'яти кілометрів доцільно використовувати відбиваючі призми для лазерного далекоміру. При дистанції до одного кілометра можна обійтися без відбивачів, але слід врахувати, що все буде залежати від якості відбиваючої поверхні предмета. Похибка вимірювань кутових величин сучасним тахеометром може досягати межі однієї мільйонної частки відсотка або одного міліметра на кілометр.

Невеликі особливості використання

Важливо знати, що на практиці таку похибку майже неможливо досягти через вплив погодних умов і помилок позиціонування та деяких людських факторів.


Як правило, більшість вишукувальних робіт проводиться на дистанції до 300 метрів. Набагато рідше виникає необхідність зробити зйомку на відстані декількох кілометрів. Сучасна оптика дозволяє вимірювати дальність до 7500 метрів.

Деякі сучасні моделі можуть бути оснащені системою глобального позиціонування, для прив 'язки результатів вимірювань до координат карти місцевості, а також повністю автоматизованою системою, в якій не потрібна участь оператора.

Критерії вибору

Вибираючи тахеометр, потрібно визначити поставлені перед ним завдання. Для більшості підійде прилад з похибкою 1-2 мм на кілометр. Оперативна робота вимагає негайної передачі даних в обробний комп 'ютер. Для цих цілей можна вибрати модель, оснащену пультом дистанційного управління і модулем бездротового зв 'язку, таким як Wi-Fi або Bluetooth. Ці модифікації вимірювальних приладів, як правило, мають функцію стеження за об 'єктом зйомки.

Якщо виникає необхідність передачі точок зйомки на реальний майданчик, то, в такому випадку, потрібен прилад з дуплексною системою введення і передачі даних.

Бувають випадки, коли необхідно зробити зйомку великого об 'єкта в трьох вимірах. Для цих цілей застосовують моделі тахеометрів, які вміють працювати в режимі тривимірного сканера. Дані такого дослідження переносяться в комп 'ютер у вигляді хмари точок і можуть бути надалі оброблені за допомогою спеціалізованих САПР програм.


Надрукувати