Методы построения геодезической разбивочной основы

Министерство образования и  науки Российской Федерации

ФГБОУ Южно-Уральский государственный  университет (НИУ)

Архитектурно-строительный факультет

Кафедра Градостроительства

 

 

 

 

 

 

Современные геодезические приборы  и инструменты для разбивочных  работ

РЕФЕРАТ

по дисциплине «Инженерные изыскания, инвентаризация и реконструкция городской застройки»

 

 

 

 

Проверил, доцент  Кондратенко Т.А.

Автор работы

 студент группы АС-423

Романов  И.А.

Реферат  защищен с оценкой __________________________«___»  «___________» 2012г.

 

 

 

 

 

Челябинск 2012 

Аннотация

 

 

Романов  И.А., студент группы АС-423.

Реферат на тему: «Современные геодезические приборы и инструменты для разбивочных работ» по дисциплине «Инженерные изыскания, инвентаризация и реконструкция городской застройки». -  Челябинск: ЮУрГУ, АС-423, 31 с.,  8  ил., библиогр. список - 6 наимен.

 

 

Цель реферата – изучить современные  геодезические приборы и инструменты  для разбивочных работ.

Задачи реферата – рассмотреть  различные виды современных геодезических  приборов, принципы их устройства и области их использования.  

В данном реферате рассмотрены следующие виды современных геодезических приборов и инструментов: геодезическое GPS оборудование, электронные тахеометры, электронные (цифровые) теодолиты, электронные (цифровые) нивелиры, электронные тахеометры, а также лазерные сканеры. Сделано заключение по предпочтительному варианту прибора с точки зрения результативности и эффективности.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Оглавление:

 

Введение…………………………………………………………………………...4

 

 

 

Введение

Геодезия - наука которая нашла  широкое применение в строительстве  и решает следующие основные задачи: получение геодезических данных на стадии проектирования сооружения (инженерно-геодезические изыскания); вынос в соответствии с проектом и закрепление на местности основных осей и границ сооружений (разбивочные работы); обеспечение правильных геометрических форм и размеров элементов сооружения на стадии строительства, определение отклонений построенных элементов сооружения от проектных (исполнительные съемки), наблюдение за деформациями земной поверхности или самого сооружения. Буквально за последнее десятилетие темпы модернизации геодезического оборудования, расширения их функциональных особенностей и улучшения технических характеристик, многократно выросли. Однако, выделяя основные группы современных геодезических приборов, часто не уделяется должного внимания областям их применения, что вводит будущего пользователя в заблуждение.

Современные геодезические приборы  можно разделить на  несколько особо значимых групп: 

1. геодезическое GPS-оборудование;
2. электронные тахеометры;
3. электронные  (цифровые) теодолиты;
4. электронные (цифровые) нивелиры;
5. лазерные сканеры и пр.

Для того, чтобы было проще сориентироваться, необходимо знать, что каждая из вышеперечисленных групп имеет свое назначение и оптимальную область применения, хотя, конечно, области применения современных геодезических приборов могут частично пересекаться. Например, в частном случае, GPS-приемники могут заменить электронные тахеометры (например, при съемке местности), и наоборот.

Таким образом, то же геодезическое gps оборудование наиболее эффективно используется при геодезических съемках, создании и развитии геодезических сетей, создании государственного земельного кадастра, мониторинга земель и выполнения других работ, зачастую, в тех местах, где имеется редкая сеть исходных пунктов.

И тем не менее, едва ли не самые  популярные современные геодезические  приборы - электронные тахеометры. Это  обусловлено тем, что они имеют  самый широкий круг применения: от развития ГГС и топографической съемки до инженерной геодезии и землеустройства. Предлагаемая линейка приборов различных производителей довольно велика, но, в основном, держится на "четырех китах". Широко представлены на рынке как электронные тахеометры, как и GPS-приемники таких флагманов в мире производителей геодезического оборудования и приборов, как TOPCON, SOKKIA, LEICA, TRIMBLE.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Геодезическое GPS оборудование и GPS ГЛОНАСС системы

Современные строительные, изыскательские и геодезические работы выполняются с применением самых современных и передовых технологий сбора и обработки информации, для чего и служит GPS оборудование.

Геодезическое GPS оборудование и GPS ГЛОНАСС  системы в геодезии активно применяются  на начальных этапах строительства, межевания, привязки контрольных точек разбивки теодолитных и тахеометрических ходов, с помощью GPS оборудования полевые геодезические работы выполняются в рекордно сжатые сроки позволяя не только собирать координатные данные, но и одновременно со сбором производить их обработку в реальном времени. GPS системы и геодезическое GPS оборудование применимы в достаточно широком спектре различных областей. Традиционно, GPS оборудование Leica, Trimble, Epoch применяется в строительстве и геодезии. Также, GPS оборудование служит для транспорта – в качестве основы навигационной системы и расчета местоположения. В самых современных системах мониторинга зданий и сооружений,  важнейших инженерных объектов, все больше GPS оборудование интегрируется с разнообразным диагностическим оборудованием, таким как трассоискатели, эхолоты, беспилотные диагностические, наблюдательные и тепловизионные летательные аппараты. Геодезическое GPS оборудование и GPS системы позволяют привязывать данные диагностики объекта к точному времени и географическим координатам. Геодезические GPS приемники служат для определения координат различных объектов находящихся в определенных точках на местности. Геодезический GPS приемник принимает и обрабатывает спутниковый сигнал, преобразовывая данные в координаты на местности.

Геодезические GPS/ГЛОНАСС приемники  позволяют определять координаты с  точностью от нескольких метров до нескольких миллиметров. ГЛОНАСС приемник является российской альтернативой  американским приёмникам системы спутникового позиционирования GPS. ГЛОНАСС приемники служат  для определения координат, скорости и других параметров кроме того  ГЛОНАСС приемник может быть использован в системах с высокой динамикой объектов.

1.1 Геодезические приемники:

-GNNS приемники, обеспечивающие сантиметровую точность определения координат пунктов. К этой категории относятся приемники, измеряющие псевдодальность до спутника и фазу несущей волны. Геодезические приемники бывают: одночастотными (L1) и двухчастотными (L1/L2); односистемными (GPS) и двухсистемными (GPS-ГЛОНАСС). Практически все современные геодезические приемники имеют возможность принимать дифференциальные поправки SBAS, используемые для задач навигации. Программное обеспечение, входящее в комплект геодезических GNSS приемников, позволяет предварительно планировать съемку, экспортировать данные с приемника на компьютер для последующей обработки (вычисления векторов и уравнивания сети), создавать цифровые карты с атрибутивной информацией, экспортировать данные в различные ГИС пакеты для дальнейшей обработки.

1.2 Приемники для задач ГИС:

-Это GNNS оборудование предназначено  для сбора пространственной и  атрибутивной информации для  создания цифровых карт и наполнения  геоинформационных систем. Оно может  обеспечить точность позиционирования от нескольких дециметров до нескольких метров. Для задач ГИС используются, как правило, кодовые или фазовые одночастотные приемники, которые могут работать как в автономном режиме, так и в режиме DGPS, принимая дифференциальные поправки от спутниковых систем EGNOS и OmniStar или от длинноволновых морских радиомаяков (MSK).

Программное обеспечение, входящее в  комплект ГИС приемников, выполняет  следующие функции: вводит дифференциальные поправки в координаты пунктов; создает  цифровые карты с атрибутивной информацией; обеспечивает экспорт данных в различные ГИС пакеты для дальнейшей обработки.

1.3 Навигационные приемники:

-К этому классу GNNS оборудования  относятся кодовые приемники  (как правило GPS приемники), обеспечивающие  точность определения местоположения до 15 метров. Большинство приемников этого класса имеют встроенные цифровые карты местности, базы данных населенных пунктов, автозаправок, ресторанов и т.д. В навигационных приемниках используется навигационное программное обеспечение, позволяющее находить искомые пункты, прокладывать маршруты, записывать траектории во время движения. Программное обеспечение, входящее в комплект навигационных приемников, позволяет экспортировать данные с приемника на внешние устройства, и импортировать в него информацию о путевых точках, маршрутах и траекториях.

Внутреннее программное обеспечение  различных приемников отличается по сложности и числу выполняемых  функций. Большинство современных  навигационных приемников позволяют  осуществить пересчет координат из системы WGS-84 в локальные системы координат и картографические проекции.

Некоторые из навигационных приемников могут иметь встроенные барометр, компас и точечные базы данных (ТБД) с координатами городов и населенных пунктов мира. Более сложные приемники имеют встроенные электронные базовые карты, включающие в себя линейные и площадные объекты, такие как дороги, реки, моря, государственные границы и т.д.

1.4 GNSS датчики:

Рисунок 1 - GNSS-датчик серии N71

-Датчики являются элементом  технических систем, предназначенных для измерения, сигнализации, регулирования, управления устройствами или процессами. Исторически и логически датчики связаны с техникой измерений и измерительными приборами. Обобщающий термин датчик укрепился в связи с развитием автоматических систем управления, как элемент обобщенной логической концепции: датчик — устройство управления — исполнительное устройство — объект управления. Как правило, датчик - это законченный по своей функциональности прибор, подключаемый по одному из известных интерфейсов к системе автоматического управления или регистрации. GNSS датчик включает в себя навигационные приемники для первичной и вторичной обработки навигационных спутниковых сигналов, объединенные в один блок.

 

2. Электронные тахеометры

Электронный тахеометр - это высокоточный и высококачественный современный геодезический прибор который значительно упростил проведение геодезических измерений. По сути, электронный тахеометр состоит из угломерной части, светодальномера, и встроенного компьютера. Таким образом с помощью угломерной части определяются горизонтальные и вертикальные углы, светодальномера - расстояния, а встроенный компьютер решает различные геодезические задачи, обеспечивает управление прибором, контроль и хранение результатов измерений. Результаты измерений можно перекачать на ПК и обработать в специальных программах. Электронные тахеометры могут работать как в отражательном режиме (наблюдатель ведет измерения на специальные устройства - отражатели, призмы, отражающие марки) так и в безотражательном режиме (наблюдения ведутся непосредственно на наблюдаемый объект).

Рисунок 2 - Электронный тахеометр Sokkia SET RX

Существуют также роботизированные тахеометры, с помощью которых  наблюдения может вести один человек, эти приборы по заданной программе сами находят положение отражателей и производят измерения. Область применения электронного тахеометра достаточно широка: - строительство, землеустройство, топография, инженерный изыскания и т.д. Основные функции тахеометра - определение координат; вынос в натуру координат, линий и дуг; обратная засечка; определение высоты недоступного объекта; вычисление площади и т.д. Электронным тахеометром можно производить измерения полярных и прямоугольных координат, высотных отметок, площадей земельных участков, а также горизонтальных проложений. Тахеометры могут применяться для геодезических работ в строительстве; выносе в натуру проектных точек; развития геодезического обоснования. Современные электронные тахеометры имеют конструкцию, позволяющую работать в условиях низких температур, повышенной влажности и запыленности.  Лазерный дальномер (лазерная рулетка) современных электронных  тахеометров может измерять расстояния без отражателя. Для установки прибора  на нужной точке применяется оптический или лазерный центрир.

Тахеометр электронный - это по своей сути электронный  теодолит с установленным внутри оптической трубы лазерным дальномером. Теодолитом можно измерять горизонтальные и вертикальные углы, тахеометр электронный  позволяет измерять углы и расстояния, а затем результаты измерений записывать в память. Лазерный дальномер тахеометра способен измерять расстояния с большой точностью. Таким образом тахеометр электронный можно применять там, где раньше пользовались теодолитом и стальной рулеткой. Конечно, цена электронного тахеометра значительно больше чем у теодолита, однако вы получаете выигрыш в точности и производительности труда. Производительность труда геодезиста при переходе с теодолита на тахеометр электронный значительно увеличивается. Основными характеристиками электронного тахеометра являются: точность измерения углов, дальность измерения расстояний в безотражательном режиме, точность измерения расстояний, коммуникационные возможности. 

Самыми востребованными  на рынке геодезических приборов являются тахеометры с точностью измерения углов 5 секунд и дальномером, позволяющим измерять расстояния 200-300м без отражателя. Перед началом полевых работ следует установить геодезический прибор на нужной точке и ориентировать.

Тахеометр электронный  состоит из следующих функциональных  блоков: зрительная труба, блок измерения расстояний, блок измерения углов, вычислительное устройство для решения в поле типовых геодезических задач. Вычислительное устройство (процессор) позволяет прямо во время проведения полевых работ отображать необходимую геодезисту информацию на дисплее, также записывает результаты измерений в память тахеометра. Для передачи информации об отснятых точках все тахеометры снабжаются портом для подключения к компьютеру или слотом для карты памяти, на которую записывается информация во время проведения геодезических работ. Предусматривается также и закачка координат точек из проекта в память тахеометра. Тахеометр электронный снабжен компенсатором, который представляет собой двухосевой датчик наклона. Датчик автоматически отслеживает наклон оси геодезического инструмента и вносит поправки в отсчеты. При необходимости компенсатор тахеометра можно отключить.

2.1 Виды и принцип действия:

В электронно-оптических расстояния измеряются по разности фаз  испускаемого и отраженного луча (фазовый метод), а иногда (в некоторых современных моделях) — по времени прохождения луча лазера до отражателя и обратно (импульсный метод). Точность измерения зависит от технических возможностей модели тахеометра, а также от многих внешних параметров: температуры, давления, влажности и т. п.