Автор работы: Пользователь скрыл имя, 22 Апреля 2015 в 08:41, реферат
При производстве любых строительных или изыскательных работ требуется точное вычисление перепадов ландшафта на данном участке, причем иной раз его площадь составляет тысячи квадратных метров. Традиционные геодезические приборы — теодолит, дальномер, нивелир и рулетка тут не подойдут, иначе измерения займут недели, никак не меньше. А сроки сегодня стали важным моментом — заказчики отдадут предпочтение тем исполнителям, кто выполнит работы как можно быстрее и у подрядчиков все больше и больше поводов оснастить своих специалистов современным строительным оборудованием
При производстве любых строительных или изыскательных работ требуется точное вычисление перепадов ландшафта на данном участке, причем иной раз его площадь составляет тысячи квадратных метров. Традиционные геодезические приборы — теодолит, дальномер, нивелир и рулетка тут не подойдут, иначе измерения займут недели, никак не меньше. А сроки сегодня стали важным моментом — заказчики отдадут предпочтение тем исполнителям, кто выполнит работы как можно быстрее и у подрядчиков все больше и больше поводов оснастить своих специалистов современным строительным оборудованием… В наш век развитой компьютерной технологии исчезла потребность в физических вычислениях и чертежах — все делает компьютер с соответствующим ПО. Произвести же съемку участка в кратчайшие сроки и с максимально точными результатами поможет универсальный геодезический прибор — электронный тахеометр.
Тахеометр — геодезический прибор, позволяющий быстро и с высокой точностью получить съемку заданного участка «в плане» с полной картиной рельефа. В конструкцию этого прибора входят светодальномер, теодолит, вычислитель и электронный регистратор данных — при своих внешне компактных размерах тахеометр совмещает в себе функции нескольких геодезических приборов сразу. Измерения вертикальных и горизонтальных дистанций, площадей на удалении 5 000 м с погрешностью всего в 1 см, углов с точностью от 2˝ до 20˝ (в зависимости от типа и класса по ГОСТ Р 51774-2001), автоматическое сохранение полученных данных по нескольким тысячам точек на измеряемой площади, прием и передача данных по GPRS на удаленный компьютер — этим возможности электронного тахеометра не исчерпываются.
Первые геодезические приборы, отдаленно схожие с современными тахеометрами, были созданы 50 лет назад — в этих полумеханических и полуэлектронных приборах независимо устанавливались светодальномер и теодолит. Спустя некоторое время теодолит и светодальномер были объединены в одном корпусе, полученный в результате прибор оснастили особой панелью, позволяющей вводить значения углов. Первый полноценный тахеометр был создан в Швеции — в нем отсчет углов был заменен с оптического на электронный, благодаря чему была создана возможность автоматизировать геодезические работы. Таким образом, электронные тахеометры появились на рынке около 25 лет назад, их производят американские, японские и швейцарские компании.
Принцип работы электронного тахеометра основывается либо на фазовом методе, либо, в более современных моделях, на импульсном методе. Первый метод заключается в разности фаз между проецируемым и возвращенным лучами, второй — на времени, за которое лазерный луч проходит от тахеометра к отражателю и возвращается назад. Дистанция, на которой прибор способен работать в безотражательном режиме, зависит от окраса поверхности, на которую проецируется луч — светлые и гладкие поверхности увеличивают дистанцию работы тахеометра по сравнению с темными в несколько раз, однако она не превысит 1 000 — 1 200 м. Линейная дальность измерений в отражательном режиме — не менее 5 000 м.
Все производимые модели подразделяются на несколько типов по применению:
Кроме того, тахеометры подразделяются на модульные, состоящие из отдельных (независимых) элементов, и на интегрированные, в которых устройства объединены под одним корпусом в единый механизм. Последние типы — моторизованные и автоматизированные тахеометры. Первые из них оснащаются сервоприводом, позволяющим ведение съемки по множеству точек одновременно, вторые — сервоприводом и системами, способными распознать, захватить и отследить цели, по сути, это уже роботизированные геодезические комплексы. Приборы этой конструкции рассчитаны на выполнение измерений одним человеком, причем роботизированные тахеометры допускают произведение удаленной съемки, при этом точность результатов будет гарантировано высока.
По характеристикам съемки электронные тахеометры подразделяются на:
Если сравнить работу с теодолитом и тахеометром, то в первом случае требуется вести записи в журнал, во втором же — лишь вести абрис, а данные по дистанциям, углам и номерам пикетов прибор запишет и сохранит в памяти. При изменении местоположения этого геодезического прибора необходимо лишь задать новую станцию и первый пикет, после чего навести на отражатель и получить рассчитанные тахеометром измерения, нажав только одну кнопку.
Электронный тахеометр рассчитывает горизонтальные дистанции самостоятельно, в автоматическом режиме. На мониторе прибора демонстрируются либо наклонное расстояние, положении по горизонтали и превышения, либо наклонное расстояние и углы (горизонтальный и вертикальный) — отображение одного из двух вариантов данных управляется вручную оператором.
Тахеометр незаменим при проведении выноса в натуру — устанавливаете его в точке, чьи координаты известны, задаете координаты точки ориентирования либо вводите дирекционный угол для ориентирования. Затем выставляете точку для выноса, введя ее координаты — на мониторе прибора высвечивается угол поворота и дистанция, которую требуется отмерить в данном направлении. Разумеется, с помощью тахеометра можно производить измерения дистанции между точками и высоты объекта, замеры со смещением — этот прибор осуществляет все функции теодолита.
При выполнении геодезических работ в карьере будет удобна такая функция — получение собственных координат путем обратной засечки. При первой установке электронного тахеометра, используя отражательную пленку, вычисляются координаты нескольких объектов, расположенных на краях карьера. По окончании карьерных работ прибор устанавливается повторно и, воспользовавшись обратной засечкой, рассчитываются координаты точки установки, а также проводится съемка карьера. Соответствующее программное обеспечение на основании вычислений тахеометра поможет быстро получить картину выполненных работ в карьере — схемами по квадратам, с их общим описанием.
По своей конструкции электронный тахеометр предназначен для полевых работ. Пыль или грязь, дождь или снег, перепады температур — все это не повредит прибору. Среди моделей тахеометров у каждого производителя есть приборы, рассчитанные на работу в особенно жестких условиях — их низкотемпературный режим до минус 30°С. Впрочем, выбирать их стоит лишь в тех случаях, если действительно предполагается работа в северных районах или в неких специфических условиях.
Наиболее известными мировыми производителями электронных тахеометров, представленных на нашем рынке, являются японская копания Sokkia Topcon с брэндами Sokkia и Topcon, швейцарская компания Leica Geosystems AG с брэндом Leica, шведская GeoMax (одноименный брэнд), американские Trimble Navigation с брэндами Nikon и Trimble, а также Spectra Precision (одноименный брэнд).
Компания Sokkia Topcon известна своей продукцией в области строительства и геодезии на протяжении 100 лет, произведенные на ее предприятиях приборы имеют традиционно высокую точность и японское качество.
Leica Geosystems, ранее известная своим брэндом Leica в фототехнике (фотоаппараты под этим брэндом по прежнему выпускаются), образована в 1990 году слиянием нескольких компаний и сориентирована на производство только геодезического оборудования. Оборудование этой марки широко применяется в геодезии — как в наземной, так и в спутниковой.
Швейцарский производитель оборудования в области геодезии и строительства, компания GeoMax, с момента своего образования в 90-х составляет успешную конкуренцию брэнду Leica на европейском рынке. Линейка продукции этой компании, а это геодезическое оборудование и его ПО, отличается исключительным качеством и точностью измерений.
Компания Trimble Navigation, расположенная в США, начала свое существование в 1978 году с производства навигационных технологий для морского судоходства. С развитием космического позиционирования, 25 лет назад, компания приступила к созданию GPS-навигаторов, а с 2003 года и после приобретения брэнда Nikon — широкого перечня геодезического оборудования.
Американский производитель геодезического оборудования Spectra Precision появился в 1997 году и был образован в результате слияния нескольких производителей геодезических приборов и технологий. Сегодня это крупнейшая марка геодезического оборудования, известная своими инновационными технологиями.
Среди марок электронных тахеометров перечисленных производителей есть из чего выбрать необходимое оборудование, будь это технический или роботизированный тахеометр. Все зависит от потребностей заказчика, условий работы, в которых предполагается задействовать тахеометр.
Между нижним и верхним ценовыми сегментами тахеометров огромная дистанция, сотни тысяч рублей. Роботизированные геодезические приборы пугают своей сложностью и стоимостью, уверен, что каждый главный бухгалтер или хозяйственник, имеющие весьма слабые познания в геодезии, в штыки воспримет запрос на приобретение, скажем, тахеометра Sokkia NET1200 (средняя цена — 1 300 000 руб.). Если перевести все только в деньги, то для бухгалтерии будет милее в разы более дешевый Topcon GTS-105N (цена в среднем 170 000 руб.)! Есть ли смысл тратить миллионы на тахеометр-робот?
Если условно разделить все существующие модели тахеометров верхнего ценового сегмента на приборы, оснащенные сервомоторами, полуавтоматические (оснащены системой слежения) и автоматические (роботы, управляемые дистанционно) и рассматривать эффективность работы с точки зрения полевого геодезиста, то их преимущества перед менее дорогими моделями очевидны.
Во время полевых геодезических работ значительная часть времени уходит на многократные наведения и фокусировку тахеометра, не оснащенного сервомоторами и автоматической следящей системой. По прошествии нескольких часов, причем не в самых лучших погодных условиях, снижается сосредоточенность оператора, слезятся глаза, ломит тело от усталости — как следствие, понижается точность измерений. Существенно облегчить физические нагрузки оператора поможет полуавтоматический тахеометр, самостоятельно отслеживающий изменения местоположения отражателя и с легкостью выполняющий наводку на него, вне зависимости от погодных условий на местности.
Тахеометр Sokkia NET1200
Отсутствие потребности в напарнике, перемещающем отражатель — как правило, во время работ инженер-оператор простого (настраиваемого и управляемого вручную) тахеометра указывает на пикеты помощнику с рейкой. Точность измерений во время геодезических работ с напарником-реечником далека от идеала, т.к. опытный геодезист не может оценить ситуацию в точке пикета, а помощник не обладает для этого достаточными знаниями. Полуавтоматы позволяют изменить характер геодезических работ — у прибора находится менее опытный оператор, не выполняющий настройки и лишь нажимающий кнопки на тахеометре по команде инженера с отражателем, который точно определяет позицию пикета. Имея дело с тахеометром-роботом все измерения производит только инженер с рейкой, управляющий геодезическим прибором дистанционно — с пикета.
Роботизированные тахеометры не устают и не ошибаются, т.к. не способны на это — на каждый пикет ими будет затрачено не более 4-х секунд, вне зависимости от количества рабочих часов. Наиболее дорогие модели тахеометров предназначены для точных инженерных измерений с минимальными погрешностями, выполнении самостоятельных расчетов в кратчайший срок. Пример такого тахеометра-робота — Leica TS30 с угловой точностью 0,5″, способностью выполнять 5 000 измерений и совершить 180°-й оборот зрительной трубы и алидады всего за одну секунду, средняя стоимость которого составляет 2 600 000 руб.
Высокоточный электронный тахеометр Leica TS30
Относительно недорогие электронные тахеометры обладают набором функций, достаточных для использования на стройплощадках, для инженерных целей их будет недостаточно. Характеристики простого электронного строительного тахеометра, к примеру, Nikon DTM-322 (угловая точность 5″): качественная оптика, малый вес, одноосевой компенсатор, вместо аккумуляторов можно использовать обычные 1,5 V батарейки, наибольшая дальность измерений в режиме призмы 2 300 м, средняя цена — 160 000 руб. Более точен строительный тахеометр Trimble M3 DR, с угловой точностью в 5″, двухосевым компенсатором, дальностью на рейку-отражатель 3 000 м, аккумулятором на непрерывную работу в течение 8 часов, наличие bluetooth и средней ценой 340 000 руб.