Електронний тахеометр - в питаннях геодезії без нього ніяк не обійтися

1. Що таке тахеометр?
2. Історія і принцип роботи тахеометра
3. Типи електроннихтахеометрів
4. переваги тахеометра
5. Виробники тахеометров
6. Що ховається за ціною тахеометра?
7. На завершення

У цій статті: визначення тахеометра; історія і принцип роботи; типи електронних тахеометрів; переваги перед іншими геодезичними приладами; найбільші виробники тахеометрів.

При виробництві будь-яких будівельних або вишукувальних робіт потрібно точне обчислення перепадів ландшафту на даній ділянці, причому іноді його площа становить тисячі квадратних метрів. Традиційні геодезичні прилади - теодоліт, далекомір, нівелір і рулетка тут не підійдуть, інакше вимірювання займуть тижні, ніяк не менше. А терміни сьогодні стали важливим моментом - замовники віддадуть перевагу тим виконавцям, хто виконає роботи якомога швидше і у підрядників все більше і більше приводів оснастити своїх фахівців сучасним будівельним обладнанням ... У наше століття розвиненою комп'ютерної технології зникла потреба в фізичних обчисленнях і кресленнях - все робить комп'ютер з відповідним ПО. Провести ж зйомку ділянки в найкоротші терміни і з максимально точними результатами допоможе універсальний геодезичний прилад - електронний тахеометр.

Що таке тахеометр?

Тахеометр - геодезичний прилад, що дозволяє швидко і з високою точністю отримати зйомку заданого ділянки «в плані» з повною картиною рельєфу. У конструкцію цього приладу входять светодальномер, теодоліт, обчислювач і електронний реєстратор даних - при своїх зовні компактних розмірах тахеометр поєднує в собі функції декількох геодезичних приладів відразу. Вимірювання вертикальних і горизонтальних дистанцій, площ на видаленні 5 000 м з похибкою всього в 1 см, кутів з точністю від 2˝ до 20˝ (в залежності від типу і класу по ГОСТ Р 51774-2001), автоматичне збереження отриманих даних по кільком тисячам точок на вимірюваної площі, прийом і передача даних по GPRS на віддалений комп'ютер - цим можливості електронного тахеометра не вичерпуються.

Історія і принцип роботи тахеометра

Перші геодезичні прилади, віддалено схожі з сучасними тахеометрами, були створені 50 років тому - в цих напівмеханічний і напівелектронним приладах незалежно встановлювалися светодальномер і теодоліт. Через деякий час теодоліт і светодальномер були об'єднані в одному корпусі, отриманий в результаті прилад оснастили особливої ​​панеллю, що дозволяє вводити значення кутів. Перший повноцінний тахеометр був створений в Швеції - в ньому відлік кутів був замінений з оптичного на електронний, завдяки чому була створена можливість автоматизувати геодезичні роботи. Таким чином, електронні тахеометри з'явилися на ринку близько 25 років тому, їх виробляють американські, японські і швейцарські компанії.

Принцип роботи електронного тахеометра грунтується або на фазовому методі, або, в більш сучасних моделях, на імпульсному методі. Перший метод полягає в різниці фаз між проектуються і повернутих променями, другий - на часі, за яке лазерний промінь проходить від тахеометра до відбивача і повертається назад. Дистанція, на якій прилад здатний працювати в безвідбивному режимі, залежить від забарвлення поверхні, на яку проектується промінь - світлі і гладкі поверхні збільшують дистанцію роботи тахеометра в порівнянні з темними в кілька разів, проте вона не перевищить 1 000 - 1 200 м. Лінійна дальність вимірювань в відбивної режимі - не менше 5 000 м.

Типи електроннихтахеометрів

Всі вироблені моделі поділяються на кілька типів по застосуванню:

• технічні тахеометри. Електронні прилади цього типу найбільш дешеві, тому що обладнуються лише відбивних далекоміром і вимагають проведення геодезичних вимірювань командою з двох співробітників - оператора технічного тахеометра і реєчник;
• будівельні тахеометри. Оснащені безвідбивачевим далекоміром, тобто здатні вести як відбивну, так і безвідбивачевий зйомку. Алідада в конструкції будівельних тахеометрів відсутня;
• інженерні тахеометри. Призначені для виконання широкого спектру завдань, ці прилади обладнані фотокамерою, яка застосовується для побудови тривимірних моделей місцевості, кольоровим сенсорним дисплеєм, сучасним процесором і зручним ПО, слотами і портами для USB і flash-карт. Сучасні моделі інженерних тахеометрів підтримують ряд комунікаційних каналів - Wi-Fi, Bluetooth і т.д.

Крім того, тахеометри поділяються на модульні, що складаються з окремих (незалежних) елементів, і на інтегровані, в яких пристрої об'єднані під одним корпусом в єдиний механізм. Останні типи - моторизовані і автоматизовані тахеометри. Перші з них оснащуються сервоприводом, що дозволяє ведення зйомки по безлічі точок одночасно, другі - сервоприводом і системами, здатними розпізнати, захопити і відстежити цілі, по суті, це вже роботизовані геодезичні комплекси. Прилади цієї конструкції розраховані на виконання вимірювань однією людиною, причому роботизовані тахеометри допускають твір віддаленої зйомки, при цьому точність результатів буде гарантовано висока.

За характеристиками зйомки електроннітахеометри поділяються на:

• кругові, з нитяним далекоміром і циліндричним рівнем на вертикальному колі алідади;
• номограмні, обчислення перевищень і горизонтальних прокладання дистанцій по номограмі, розрізняють в трубі приладу при веденні спостереження, а також по вертикальній рейці;
• авторедукційними, перевищення і горизонтальні прокладання дистанцій в яких визначаються по горизонтальній рейці далекоміром подвійного зображення;
• внутрібазние, база яких знаходиться при тахеометре і призначена для безпосереднього обчислення горизонтального прокладання, а вимірювання вертикальних кутів дозволяють обчислити перевищення;
• електрооптичні, забезпечені додатковим електронним приладом, що допускають автоматизацію зйомки.

переваги тахеометра

Якщо порівняти роботу з теодолітом і тахеометром, то в першому випадку потрібно вести записи в журнал, у другому ж - лише вести абрис, а дані по дистанцій, кутах і номерами пікетів прилад запише і збереже в пам'яті. При зміні місця розташування цього геодезичного приладу необхідно лише задати нову станцію і перший пікет, після чого навести на відбивач і отримати розраховані тахеометром вимірювання, натиснувши лише одну кнопку.

Електронний тахеометр розраховує горизонтальні дистанції самостійно, в автоматичному режимі. На моніторі приладу демонструються або похиле відстань, положенні по горизонталі і перевищення, або похиле відстань і кути (горизонтальний і вертикальний) - відображення одного з двох варіантів даних управляється вручну оператором.

Тахеометр незамінний при проведенні виносу в натуру - встановлюєте його в точці, чиї координати відомі, задаєте координати точки орієнтування або вводите дирекційний кут для орієнтування. Потім виставляєте точку для виносу, ввівши її координати - на моніторі приладу висвічується кут повороту і дистанція, яку потрібно відміряти в даному напрямку. Зрозуміло, за допомогою тахеометра можна робити виміри дистанції між точками і висоти об'єкта, заміри зі зміщенням - цей прилад здійснює всі функції теодоліта.

При виконанні геодезичних робіт в кар'єрі буде зручна така функція - отримання власних координат шляхом зворотного зарубки. При першій установці електронного тахеометра, використовуючи відбивну плівку, обчислюються координати декількох об'єктів, розташованих на краях кар'єра. Після закінчення кар'єрних робіт прилад встановлюється повторно і, скориставшись зворотної засечкой, розраховуються координати точки установки, а також проводиться зйомка кар'єра. Відповідне програмне забезпечення на підставі обчислень тахеометра допоможе швидко отримати картину виконаних робіт в кар'єрі - схемами по квадратах, з їх загальним описом.

За своєю конструкцією електронний тахеометр призначений для польових робіт. Пил або бруд, дощ або сніг, перепади температур - все це не зашкодить приладу. Серед моделей тахеометрів у кожного виробника є прилади, розраховані на роботу в особливо жорстких умовах - їх низькотемпературний режим до мінус 30 ° С. Втім, вибирати їх варто лише в тих випадках, якщо дійсно передбачається робота в північних районах або в деяких специфічних умовах.

Виробники тахеометров

Найбільш відомими світовими виробниками електронних тахеометрів, представлених на нашому ринку, є японська копання Sokkia Topcon з брендами Sokkia і Topcon, швейцарська компанія Leica Geosystems AG з брендом Leica, шведська GeoMax (однойменний бренд), американські Trimble Navigation з брендами Nikon і Trimble, а також Spectra Precision (однойменний бренд).

Компанія Sokkia Topcon відома своєю продукцією в області будівництва і геодезії на протязі 100 років, вироблені на її підприємствах прилади мають традиційно високу точність і японське якість.

Leica Geosystems, раніше відома своїм брендом Leica в фототехніку (фотоапарати під цим брендом як і раніше випускаються), утворена в 1990 році злиттям декількох компаній і зорієнтована на виробництво тільки геодезичного обладнання. Устаткування цієї марки широко застосовується в геодезії - як в наземній, так і в супутниковому.

Швейцарський виробник обладнання в галузі геодезії і будівництва, компанія GeoMax, з моменту свого утворення в 90-х становить успішну конкуренцію бренду Leica на європейському ринку. Лінійка продукції цієї компанії, а це геодезичне обладнання та його програмного забезпечення, відрізняється винятковою якістю і точністю вимірювань.

Компанія Trimble Navigation, розташована в США, почала своє існування в 1978 році з виробництва навігаційних технологій для морського судноплавства. З розвитком космічного позиціонування, 25 років тому, компанія приступила до створення GPS-навігаторів, а з 2003 року і після придбання бренду Nikon - широкого переліку геодезичного обладнання.

Американський виробник геодезичного обладнання Spectra Precision з'явився в 1997 році і був утворений в результаті злиття декількох виробників геодезичних приладів і технологій. Сьогодні це найбільша марка геодезичного обладнання, відома своїми інноваційними технологіями.

Серед марок електроннихтахеометрів перерахованих виробників є з чого вибрати необхідне обладнання, будь це технічний або роботизований тахеометр. Все залежить від потреб замовника, умов роботи, в яких передбачається задіяти тахеометр.

Що ховається за ціною тахеометра?

Між нижнім і верхнім ціновими сегментами тахеометров величезна дистанція, сотні тисяч рублів. Роботизовані геодезичні прилади лякають своєю складністю і вартістю, впевнений, що кожен головний бухгалтер або господарник, що мають дуже слабкі пізнання в геодезії, в багнети сприйме запит на придбання, скажімо, тахеометра Sokkia NET1200 (середня ціна - 1 300 000 руб.). Якщо перевести все тільки в гроші, то для бухгалтерії буде миліше в рази дешевший Topcon GTS-105N (ціна в середньому 170 000 руб.)! Чи є сенс витрачати мільйони на тахеометр-робот?

Якщо умовно розділити всі існуючі моделі тахеометрів верхнього цінового сегмента на прилади, оснащені сервомоторами, напівавтоматичні (оснащені системою стеження) і автоматичні (роботи, керовані дистанційно) і розглядати ефективність роботи з точки зору польового геодезиста, то їх переваги перед менш дорогими моделями очевидні.

Під час польових геодезичних робіт значна частина часу йде на багаторазові наведення і фокусування тахеометра, що не оснащеного сервомоторами і автоматичної стежить системою. Через декілька годин, причому не в найкращих погодних умовах, знижується зосередженість оператора, сльозяться очі, ломить тіло від втоми - як наслідок, знижується точність вимірювань. Істотно полегшити фізичні навантаження оператора допоможе напівавтоматичний тахеометр, самостійно відстежує зміни місця розташування відбивача і з легкістю виконує наводку на нього, незалежно від погодних умов на місцевості.

Тахеометр Sokkia NET1200

Відсутність потреби в напарника, що переміщуються відбивач - як правило, під час робіт інженер-оператор простого (настроюється і керованого вручну) тахеометра вказує на пікети помічнику з рейкою. Точність вимірювань під час геодезичних робіт з напарником-реєчник далека від ідеалу, тому що досвідчений геодезист не може оцінити ситуацію в точці пікету, а помічник не володіє для цього достатніми знаннями. Напівавтомати дозволяють змінити характер геодезичних робіт - у приладу знаходиться менш досвідчений оператор, який не виконує налаштування і лише натискає кнопки на тахеометре по команді інженера з відбивачем, який точно визначає позицію пікету. Маючи справу з тахеометром-роботом все вимірювання виробляє тільки інженер з рейкою, керуючий геодезичним приладом дистанційно - з пікету.

Роботизовані тахеометри не втомлюються і не помиляються, тому що не здатні на це - на кожен пікет ними буде витрачено не більше 4-х секунд, незалежно від кількості робочих годин. Найбільш дорогі моделі тахеометрів призначені для точних інженерних вимірювань з мінімальними похибками, виконанні самостійних розрахунків в найкоротший термін. Приклад такого тахеометра-робота - Leica TS30 з кутовою точністю 0,5 ", здатністю виконувати 5 000 вимірювань і зробити 180 ° -й оборот зорової труби і алідади всього за одну секунду, середня вартість якого становить 2 600 000 руб.

Високоточний електронний тахеометр Leica TS30

Щодо недорогі електроннітахеометри володіють набором функцій, достатніх для використання на будмайданчиках, для інженерних цілей їх буде недостатньо. Характеристики простого електронного будівельного тахеометра, наприклад, Nikon DTM-322 (кутова точність 5 "): якісна оптика, малу вагу, одновісний компенсатор, замість акумуляторів можна використовувати звичайні 1,5 V батарейки, найбільша дальність вимірювань в режимі призми 2 300 м, середня ціна - 160 000 руб. Більш точний будівельний тахеометр Trimble M3 DR, з кутовою точністю в 5 ", двовісний компенсатором, дальністю на рейку-відбивач 3 000 м, акумулятором на безперервну роботу протягом 8 годин, наявність bluetooth і середньою ціною 340 000 руб.

Електронний тахеометр Trimble M3 DR TA

Класом вище йдуть інженерні тахеометри, наприклад, Sokkia SET1X: 1 "кутова точність, високорозрядних кольоровий сенсорний дисплей, дальність вимірювань на відбивач 5 000 м, двовісний компенсатор, два літієвих акумулятора на 14 годин безперервної роботи, bluetooth, USB-порт, картрідер, ОС Windows CE - середня ціна 690 000 руб.

Моторизовані інженерні тахеометри вартістю близько 850 000 руб. мають меншу кутову точність (близько 5 "), але суттєво полегшують завдання геодезиста. На прикладі Leica TS15 M R400 - дальність вимірювань на відбивач до 10 000 м, четирехосевой компенсатор, швидка зарядка акумуляторів на 7 робочих годин, ОС Windows CE 5,0 Core, швидкість обертання 45 ° за секунду, bluetooth, USB-порт, картрідер, кольоровий сенсорний екран.

Чим вище характеристики моделей інженерних тахеометрів по точності, швидкості виконання вимірювань та їх обробки даних, тим вище їх вартість. Слід зазначити, що сучасним електронним інженерним приладів для геодезичних вимірів не загрожує швидке старіння - моделі, які вийдуть на ринок майбутнього, будуть будуватися на їх базі і мати схожий набір функцій.

На завершення

Вибираючи ту чи іншу модель електронного тахеометра або, що більш вірно, вибираючи того або іншого виробника, оскільки характеристики тахеометрів в своєму ціновому сегменті в цілому схожі, важливим буде мати справу з досвідченим і професійним постачальником. Його фахівці підберуть ту модель, яка найбільш відповідає потребам замовника, в тому числі і по сучасному програмному забезпеченню, роботі з яким необхідно навчити співробітників замовника.

Сучасні тахеометри складні за своїм устроєм і аж ніяк недешеві - ретельність у виборі приладу з оптимальним набором функцій вкрай важлива.

Абдюжанов Рустам, рмнт.ру

01.08.12