Методы построения геодезической разбивочной основы

Диапазон измерения  расстояний зависит также от режима работы тахеометра: отражательный или  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 пр.) в несколько раз превышает максимально возможное расстояние, измеренное на темную поверхность. Максимальная дальность линейных измерений для режима с отражателем (призмой) — до пяти километров (при нескольких призмах — ещё дальше); для безотражательного режима — до одного 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 и подобные преграды, поскольку неизвестно, от чего именно отразится луч, и, соответственно, расстояние до чего он измерит.

Существуют модели тахеометров, обладающие дальномером, совмещенным с системой фокусировки зрительной трубы. Преимущества таких приборов заключается в том, что измерение расстояний производится именно на тот объект, по которому в данный момент выставлена зрительная труба прибора.

Точность угловых  измерений современным тахеометром  достигает половины угловой секунды (0°00’00,5"), расстояний — до 0.5 мм + 1 мм на км. Точность линейных измерений  в безотражательном режиме — до 1 мм + 1 мм на км.

Автоматизированные  тахеометры хорошо зарекомендовали себя при сканировании в заданном секторе большого количества точек (фасадного сканирования, а также при мониторинге деформации).

Рассмотрим и  другие виды тахеометров, которые также  востребованы, но менее современны.

2.2 Классификация тахеометров:

- По применению

Технические или  строительные тахеометры — электронные  тахеометры для строительства с  дальномером для проведения традиционной съемки, дисплеем, и отсутствием  алидады.

Отличительная особенность строительных тахеометров:

• Промеры дальномером сквозь препятствия (ветки деревьев, сетку рабицу и т.д);
• Измерение против солнца (засветка);
• Отсутствие винта лимба, что не позволяет выполнять измерения в два приема.

- По конструкции

• Модульные тахеометры — тахеометры, которые состоят из отдельно сконструированных элементов (угломерных, дальномерных, зрительной трубы, клавиатуры и процессора).
• Интегрированные тахеометры — тахеометры, в которых все устройства (оптический теодолит, светодальномер и система GPS) объединены в один механизм.
• Неповторительные тахеометры - тахеометры, в которых лимбы наглухо закреплены с подставкой и имеют лишь закрепительные винты либо приспособления для поворота и закрепления его в разных положениях.

- По принципу работы

• Электронно-оптические - электронные тахеометры для геодезических работ с без- отражательным дальномером, бесконечными наводящими винтами и изменением градации лимба в соответствии с классом проводимых работ.
• Автоматизированные тахеометры — тахеометры с сервоприводом и системами распознавания, захвата, слежения за целью, что позволяет выполнять работы одному сотруднику, гарантируя дополнительную точность измерений.

Рисунок 3 - Электронный тахеометр Trimble TS3603DR

 

3. Электронные (цифровые) теодолиты

Теодолит —  измерительный прибор для измерения горизонтальных и вертикальных углов при геодезических работах, топографических, геодезических и маркшейдерских съёмках, в строительстве и т. п. Основной рабочей мерой в теодолите являются лимбы с градусными и минутными делениями (горизонтальный и вертикальный). Теодолит может быть использован для измерения расстояний нитяным дальномером и для определения магнитных азимутов с помощью буссоли.

Рисунок 4 - Электронный теодолит GEOBOX TE-20

Теодолит является один из самых известных и распространенных геодезических приборов, сравнительно не давно он был основным рабочим инструментом геодезистов. В настоящее время на рынке геодезического оборудования имеется большой выбор теодолит различных марок (RGK, Vega, УОМЗ, Geobox, Topcon, Sokkia, Boif, Foif, ADA, Nikon, CST/Berger, Suoth, Pentax, Spectra Precision), за сравнительно не большие деньги можно купить, как оптический, так и электронный теодолит. Данный прибор предназначен для определения вертикальных и горизонтальных углов, изначально для произведения отсчета в теодолитах применяли металлические угломерные круги, в более позднее время эти круги стали изготавливать из стекла. Применение стеклянных угломерных кругов позволило устанавливать на теодолит оптические отсчетные устройства, что значительно повысило удобство и точность снятия полученных результатов. Со временем развитие науки и техники позволило создать теодолиты, в которых отсчет снимаются автоматически, они называются электронные (цифровые) теодолиты. В данных приборах угломерный круг с градуировкой заменен на кодовый диск, этот диск поделен не чередующиеся белые и черные полосы, которые соответствуют знакам двоичной системы "0" и "1". Источник - свет установленный за кодовым диском подсвечивает, в зависимости от положения, белые, либо черные  участки лимба, а фотоприемник, соответственно, принимает световой поток разной интенсивности, преобразуя его в электрический ток. Для вывода полученной информации в электронных теодолитах используется жидкокристаллический дисплей, это значительно повышает производительность и эффективность труда, т.к. такой метод намного удобней и наглядней. Запоминающих устройств, как правило, в электронных теодолитах нет.

Теодолиты электронные в  отличие от оптических - просты в  работе, не требуют визуального снятия отсчетов. Чтобы получить значения углов, достаточно просто навестись на цель и на дисплее отобразятся результаты. Таким образом, исключаются ошибки при снятии отсчетов, и, следовательно, повышается эффективность производства и качество работ. Все эти приборы имеют цилиндрический уровень, который используется для приведения прибора в рабочее положение. Кроме того, большинство приборов снабжено датчиком угла наклона, который автоматически компенсирует наклон вертикальной оси. Современные электронные теодолиты имеют прочный водонепроницаемый корпус, что позволяет работать с геодезическими приборами при неблагоприятных погодных условиях и в условиях сильной запыленности. Стандартная рабочая температура от -20˚С до +50˚С. Для работы с ними не обязательно нанимать высококвалифицированного работника. Независимо от того, взяли ли вы прибор напрокат, или решили купить теодолит, оператору достаточно знать основы геометрии из школьного курса.

Пожалуй, один недостаток, все-таки есть. Такие приборы требует  своевременной подзарядки своих  аккумуляторов. В защиту можно сказать, что практически все современные  геодезические приборы снабжены функцией энергосбережения, выключающую  прибор автоматически, в зависимости от того, на какое время установлен таймер. А благодаря внедрению современных технологий продолжительность работы одного алкалинового аккумулятора С-типа (в стандартном комплекте геодезического инструмента их, как правило, два) увеличена до 55 часов. Кроме того, некоторые модели теодолитов комплектуются сменным блоком, в которые собственно устанавливаются пальчиковые батарейки.

Стандартный ряд  теодолитов России в соответствии с  ГОСТ 10529-96, в России предусматривается  выпуск шести типов теодолитов:

- Т1 — высокоточные;

- Т2 и Т5  — точные;

- Т15 и Т30 —  технические;

- Т60 — технические  (в настоящее время не выпускается);

Литера Т  — обозначает «теодолит», а последующие  числа — величину средней квадратической погрешности в секундах, при измерении одним приёмом в лабораторных условиях. Обозначение теодолита, изготовленного в последние годы может выглядеть так: 2Т30МКП. В данном случае первая цифра показывает номер модификации («поколения»).

М — маркшейдерское исполнение (для работ в шахтах или тоннелях; может крепиться к потолку и использоваться без штатива, помимо этого, в маркшейдерском теодолите в поле зрения визирной трубы есть шкала для наблюдения за качаниями отвеса при передаче координат с поверхности в шахту).

К — наличие  компенсатора, заменяющего уровни.

П — зрительная труба прямого видения, то есть зрительная труба теодолита имеет оборачивающую  систему для получения прямого (не перевернутого) изображения.

А — с автоколлимационным окуляром (автоколлимационные);

Э — электронные

 

Далее рассмотрим другие виды теодолитов, которые являются менее современными.

3.1 Классификация теодолитов:

Теодолиты различаются  по следующим параметрам:

 — в зависимости  от конструкции выделяют механические, цифровые (электронные), оптические  и лазерные теодолиты;

 — в зависимости  от точности выполнения работ  выделяют высокоточные, точные и  технические теодолиты.

 

• Механический теодолит обладает механической системой прицеливания и наведения (не содержит электронных и оптических компонент).
• Цифровой теодолит оснащен дисплеем и микропроцессором для запоминания координат точек на местности и их вычисления. Конструкция цифрового теодолита позволяет работать с ним в темноте. Чаще всего электронные теодолиты используются при проведении монтажных работ, проверке вертикальности стен, разбивке осей и т. д.
• Оптический теодолит оснащен отсчетным оптическим устройством, позволяющим вычислять координаты точек. Главное преимущество оптического теодолита — возможность работы при низких температурах.
• Лазерный теодолит представляет собой электронный теодолит со встроенным лазерным излучателем.

Также выделяют повторительный теодолит и ее повторительные теодолиты: повторительные теодолиты имеют специальную  повторительную систему осей лимба  и алидады, позволяющую лимбу  вместе с алидадой вращаться вокруг собственной оси раздельно и/или совместно. Такой теодолит дозволяет последовательным вращением алидады несколько раз откладывать (повторять) на лимбе величину измеряемого горизонтального угла, что увеличивает точность измерений. В не повторительных теодолитах лимбы наглухо закреплены с подставкой, а поворот и закрепления его в разных положениях осуществляется при помощи закрепительных винтов либо приспособления для поворота.

3.2 Фототеодолит

Фототеодолит или кинотеодолит - разновидность теодолита, объединенного с фото- и/или кинокамерой и другими оптическими системами. Служит для точной фотосъемки с угловой привязкой геологических объектов и искусственных сооружений, а также для измерения угловых координат летательных аппаратов. Конструктивно может представлять собой кинокамеру, независимую от оптического канала теодолита и жестко скрепленную с ней или однообъективную зеркальную камеру, видоискатель которой служит оптическим каналом теодолита. Выпускавшиеся ранее кинотеодолиты осуществляли съемку на крупноформатные фотопластинки высокой разрешающей способности. В настоящее время выпускаются пленочные, пластиночные и цифровые фототеодолит. Если объект фотографируется двумя и более фототеодолитами, то возможно получить приблизительные данные относительно размера объекта, высоты и скорости полета.

3. Гиротеодолит

Рисунок 5 - Гиротеодолит ГИ-Б2

Гиротеодолит - гироскопическое визирное устройство, предназначенное для  ориентирования туннелей, шахт, топографической  привязки и др. Гиротеодолит служит для определения азимута (пеленга) ориентируемого направления и широко используется при проведении маркшейдерских, геодезических, топографических и др. работ. По принципу действия гиротеодолит является и принадлежит к типу гирокомпасов. Ряд схем гиротеодолитов выполнен на принципе гирокомпаса Фуко. Помимо гироскопического чувствительного элемента, гиротеодолит включает угломерное устройство для снятия отсчётов положения чувствительного элемента и определения азимута (пеленга) ориентируемого направления. Угломерное устройство состоит из лимба с градусными и минутными делениями жестко связанного с его алидадой. Наблюдение ведётся по штриху, проектируемому на зеркале, которое укреплено на чувствительном элементе. При этом визирная линия зрительной трубы будет располагаться параллельно оси гироскопа. Определение азимута (пеленга), ориентируемого с помощью гиротеодолита направления, производится по шкале, связанной с теодолитом. При наблюдениях гиротеодолитом все измерения относят к отвесной линии в точке наблюдений и к плоскости горизонта. Следовательно, азимут, определенный гироскопически, тождественен астрономическому азимуту. Обычно по конструктивным соображениям отсчетное устройство по горизонтальному кругу располагают под некоторым углом D по отношению к оси вращения ротора гироскопа.

 

4. Электронные (цифровые) нивелиры

Нивелир — геодезический  инструмент для нивелирования, то есть определения разности высот между  несколькими точками земной поверхности  относительно условного уровня т.е  определение превышения.

Работы, выполняемые нивелиром:

• Геометрическое (нивелиром и рейками);
• Тригонометрическое (угломерными приборами (в осн. теодолитом посредством измерения наклонения визирных линий с одной точки на другую);
• Барометрическое (при помощи барометра);
• Гидростатическое (основано на свойстве жидкости сообщающихся сосудов всегда находиться на одном уровне, независимо от высоты точек, на которых установлены эти сосуды);
• Радиолокационное (производится с помощью радиовысотомеров и эхолотов, установленных как на воздушных, так и на водных судах, автоматически вычерчивающих профиль проходимого пути);