Создание геодезических сетей специального назначения

В импульсном светодальномере  источником излучения чаще всего  является лазерное излучение формируется  в виде коротких импульсов. Для измерения  медленно меняющихся расстоянии используют одиночные импульсы, при быстро изменяющихся расстояниях применяется импульсный режим излучения. Твердотельные  лазеры допускают частоту следования импульсов излучения до 50—100 Гц, полупроводниковые — до 104—105 Гц. Формирование коротких импульсов излучения  в твердотельных лазерах осуществляется механическим, электрооптическим или  акустооптическим затворами или  их комбинациями. Инжекционные лазеры управляются током инжекции.

В фазовых светодальномерах в качестве источников света применяются  накальные или газосветные лампы, светодиоды и почти все виды лазеров. Светодальномер со светодиодами обеспечивают дальность действия до 2—5 км, с газовыми лазерами при работе с оптическими  отражателями на объекте — до 100 км, а при диффузном отражении  от объектов — до 0,8 км; аналогично, Светодальномер с полупроводниковыми лазерами обеспечивает дальность действия 15 и 0,3 км. В фазовых светодальномерах излучение модулируется интерференционными, акустооптическими и электрооптическими модуляторами..

В импульсных светодальномерах обычно в качестве фотоприёмного  устройства применяются фотодиоды, в фазовых светодальномерах  фотоприём  осуществляется на фотоэлектронные  умножители. Чувствительность фотоприёмного  тракта светодальномера  может быть увеличена на несколько порядков применением оптического гетеродинирования. Дальность действия такого светодальномера  ограничивается длиной когерентности  передающего лазера, при этом возможна регистрация перемещений и колебаний  объектов до 0,2 км.

Измерение временных интервалов чаще всего осуществляется счётно-импульсным методом.

Отечественный светодальномер «Блеск-2» (2СТ-10), имеет основные технические характеристики:

Средняя квадратическая погрешность  измерений — ±(5 + 3ppm х D) мм; Диапазон измеряемых расстояний — от 2 до 5000 м (10 ООО м при метеорологической  дальности видимости более 40 км и  отсутствии колебаний воздушной  среды); Диапазон рабочих температур — от -30°С до +40°С; Масса прибора  в футляре — 8,5 кг.

Основные технические  характеристики светодальномера:

Средняя квадратическая погрешность  измерений — ±(3 + 2 ppm х D) мм;

Диапазон измеряемых расстояний — от 1,5 до 7000 м;

Время полного измерения  — 4 с;

Диапазон рабочих температур — от - 20°С до + 50°С;

Масса прибора — 1,1 кг.

Светодальномер можно  применять как самостоятельный  прибор, и как насадку на теодолиты  серии 2Т и ЗТ для одновременного измерения углов и расстояний. Масса светодальномера с основан» составляет 4,5 кг (без основания 3,8 кг). В состав комплект, светодальномера  входят отражатели (6-призменный и 1-рриз1 ный), источник питания, разрядно-зарядное устройство и друг принадлежности. (Для измерения расстояний более 3 км число призм отражателя должно составлять 12 или 18 для максимальных расстояний соответственно 4 и 5 км).

В светодальномере использован  импульсный метод измерения расстояния с преобразованием временного интервала. Измерение осуществляется с применением  двух частот следования излучаемых импульсов: f1 = 14985,5 кГц и f2 = 149,855 кГц. Источником излучения является полупроводниковый  лазерный диод с длиной волны излучения 0,86 мкм, приемником — фотоэлектронный  умножитель (ФЭУ).

Перед началом работы необходимо провести внешний осмотр прибора  и выполнить его поверки. При  внешнем осмотре следует убедиться  в отсутствии механических повреждений, сохранности ампул уровней и  деталей, крепления органов управления, плавности их действия и четкости фиксации; четкости изображения штрихов  сетки и штрихов шкал; работоспособности  всех узлов: источников питания, стрелочных приборов, цифровых табло, зуммеров и  пр., а также термометров, барометров и других приборов. 

 

Подключение светодальномера (приемопередатчика) СТ5 к аккумулятору производят, когда переключатель 4 установлен в режиме «Выкл». О подключении  СТ5 к аккумулятору можно судить по свечению запятой в третьем  знаке на цифровом табло. 
 
                     Порядок измерения линии светодальномером :

1. В начальной точке  линии устанавливают на штативах  приемопередатчик, а на конечной  точке — отражатель, приводят  их в рабочее положение над  центрами пунктов (центрируют  и нивелируют) и взаимно ориентируют  (наводят зрительную трубу на  отражатель, а отражатель на приемопередатчик).

2. Включают и прогревают приемопередатчик.

3. Проверяют напряжение  источника питания и выполняют  другие контролирующие действия  в соответствии с техническими  требованиями инструкции по эксплуатации  прибора (см. поверки светодальномера).

4. Включают светодальномер  в режим «Наведение», для чего  переключатель 7 устанавливают в  положение «Точно», а 4 — «Навед».  Поворачивают ручку 8 «Сигнал»  по часовой стрелке до ограничения,  а при большом уровне фоновых  шумов в солнечную погоду и  при высокой окружающей температуре  воздуха -показаний стрелочного  прибора не более 20 мкА. Изменяя  ориентирование светодальномера  в вертикальной и горизонтальных  плоскостях с помощью винтов  наводящих устройств, добиваются  получения сигнала. Наличие сигнала  индифицируется звуком и отклонением  стрелки прибора 1 вправо по  шкале. 
Светодальномер наводят по максимуму сигнала, одновременно устанавливая ручкой 8 уровень сигнала в середине рабочей зоны.

5. Устанавливают переключатель  4 в положение «Счет», оценивают  свечение индикатора табло (при  необходимости ручкой о «Сигнал»  подстраивают уровень сигнала), берут три отсчета измеряемого расстояния в режиме «Точно» и записывают их в журнал. В журнал записывают также метеоданные: температуру воздуха и атмосферное давление в месте установки приемопередатчика.

При измерении больших  расстояний или значительном перепаде высот концов линии метеоданные  определяют как на точке стояния  светодальномера, и на точке стояния  отражателя.

После этих действий еще  два раза производят наведение на отражатель и каждый раз производят три отсчета в режиме «Точно». При измерении расстояний до 400 м  на объектив светодальномера надевают аттенюатор. 
По окончании измерений переключатель 7 переводят в положение «Контр.» и по табло берут отсчет для определения поправочного коэффициента.

2.6 Назначение, устройство  и характеристика электронного  тахеометра ЗТа5Р.  Методика измерения  углов, расстояний, координат и  высот точек местности

Назначение прибора

Электронным тахеометром  называется устройство, объединяющее в себе теодолит и светодальномер. Одним из основных узлов современных  электронных тахеометров является микро ЭВМ, с помощью которой можно автоматизировать процесс измерений и решать различные геодезические задачи по заложенным в них программам. Увеличение числа программ расширяет диапазон работы тахеометра и область его применения, а так же повышает точность работ. Наличие регистрирующих устройств в тахеометрах позволяет создать автоматизированный геодезический комплекс: тахеометр – регистратор информации – преобразователь – ЭВМ – графопостроитель, обеспечивающий получение на выходе конечной продукции – топографического плана в автоматическом режиме. При этом сводятся к минимуму ошибки наблюдателя, оператора, вычислителя и картографа, возникающие на каждом этапе работ при составлении плана традиционным способом.

Схема на примере  электронного тахеометра

Рис.1Вид тахеометра спереди.

 

                       Рис.2 вид тахеометра сзади.

    Рис.3 вид трегера тахеометра.

 

 

 

 

                  

Рис. 4. Обобщенная структурная  схема роботизированного электронного тахеометра

1 - антенна; 2 - вертикальный  круг; 3 - считывающая головка;                          4 - радиомодуль; 5 - центрир; 6 - аккумуляторы; 7 - горизонтальный круг;   8 - датчик наклона; 9 - вертикальная ось; 10 - мотор; И горизонтальная ось;     12 - микро-ЭВМ; 13 - устройство наведения; 14 - светодальномерный блок;      15 - указатель местоположения реечнику;

Работы на объекте начинают с получения технического задания, анализа топографо-геодезической  изученности территории, определения  системы координат, требуемой точности работ. Проводится рекогносцировка  и обследование пунктов ОГС, составляется проект работ. Определяется ПО, на основе которого будет проводиться обработка  результатов. Составляется каталог  координат существующих пунктов  ОГС.

Подготовка тахеометра к работе включает:

- поверки и юстировки  прибора, оптического центрира  для отражателя, уровня на вехе  для призмы;

- комплектование оборудования  в зависимости от длин линий,  применяемых отражателей и вида  работ;

- зарядку аккумуляторов;

- в режиме памяти выбор  файлов исходных данных и файлов  для записи результатов измерений;

- ввод каталога координат  с компьютера в файл исходных  данных памяти тахеометра;

- очистку рабочих файлов от  старой информации.

Если обработка будет  выполняться после полевых измерений, то каталог исходных пунктов можно  ввести при обработке и в тахеометр  не вводить.

Работу на станции начинают с установки и приведения прибора  в рабочее положение. Для этого  штатив над точкой ставят по отвесу, вдавливают его ножки, регулируя  их высоту, чтобы головка штатива  была горизонтальной. Тахеометр ставят на штатив, закрепляют становым винтом. Проводят окончательное центрирование  и горизонтирование прибора с  помощью встроенного оптического  центрира, подъемных винтов, уровня. Измеряют высоту тахеометра от марки  центра пункта до метки высоты прибора. Она должна измеряться до миллиметра, поэтому используют выдвижную веху с миллиметровыми делениями. Её вставляют  в отверстие в подставке (предварительно вынув тахеометр из подставки) до упора в марку, измеряют высоту верха  подставки и к ней прибавляют стандартную высоту прибора.

При прокладке ходов полигонометрии используют трехштативную систему, если это позволяют подставки (трегеры) под отражатель, входящие в комплект прибора. В этом случае штативы устанавливают  над точкой начального ориентирования (пункт ОГС) и над следующей  за станцией точкой хода. Подставки  центрируют и горизонтируют по оптическому  центриру. Отражатели направляют на тахеометр, измеряют высоту до центра отражателя.

Для съемки, прокладки теодолитного хода, построений засечками призму отражателя можно устанавливать  на веху, которая в отвесное положение  приводится по круглому уровню. Для  привязки к пунктам ОГС ось  вехи отражателя устанавливают над  центром марки пункта. Если проводится только угловая (азимутальная) привязка к пункту ОГС, то достаточно поставить  на веху визирную марку без отражателя. Её можно использовать в безотражательном режиме для измерения коротких расстояний.

Основные методы работы с  электронными тахеометрами являются общими для большинства моделей и  конкретизируются в соответствии с  их возможностями, внутренним программным  обеспечением, функциями клавиш. Поэтому  производство измерений рассмотрим на базе 5ЕТ030К.

Прибор включают, он автоматически  проводит самодиагностику и просит ввести пароль. Появляется режим статуса, из которого входят в режим конфигурации, если требуется ввести константы  прибора и условия наблюдений. Затем устанавливают экран измерений. Сначала вводят в прибор данные о  станции. Для этого активизируют клавишу ЗАП режима измерений, появится экран ЗАПИСЬ с указанием номера рабочего файла и названием данных. Выбирают курсором строку ДАННЫЕ О  СТАНЦИИ, нажимают Е1ЧТЕК, в появившемся  окне нажимают клавишу РЕДКТ. Для  ввода в обозначенные строки набирают следующие данные:

- имя точки (Т);

- высота инструмента (Выс И);

- код станции;

- оператор;

- дата;

- время;

- погода (ясно, облачно, пасмурно, дождь  и т. д.);

- ветер (нет, легкий, сильный,  умеренный и др.);

- температура;

- давление;

- атмосферная поправка.

Набранные значения проверяют, нажимают клавишу ДА, данные будут  введены. Нажимают ЕSС для возвращения в экран ЗАПИСЬ и регистрации результатов измерений. Атмосферную поправку вводят только при высокоточных измерениях, в остальных случаях она принимается по умолчанию нулевой, а температура и давление — стандартными.

Измерения начинают с визирования  на пункт начального ориентирования. Наводящими винтами трубы и алидады  совмещают изображение центра сетки  нитей с центром визирной марки  или отражателя, процентрированных  над пунктом.

Для измерения и записи результатов в указанный рабочий файл проводят следующие операции.

1. В экране ЗАПИСЬ курсором выбирают УГЛЫ, нажимают клавишу ЕSС до возвращения в экран измерений. В нем нажимают клавишу Уст 0, когда она будет мигать, нажимают повторно. Будет выставлен нулевой отсчет по ГК на начальное направление. Нажимают клавишу ЗАП.
2. В экране ЗАПИСЬ выбирают РАССТОЯНИЯ. Через ЕSС возвращаются в экран измерений, нажимают клавишу РАССТ. На экране отобразятся: наклонное расстояние S, вертикальный угол Z, отсчет по ГК. Нажимают клавишу ЗАП, затем РЕДКТ. В появившемся трафарете набирают: Т - имя (номер точки): ВЫС Ц. — высоту цели; код точки, если используется кодирование. Набранные данные проверяют. Они будут введены после нажатия ДА.
3. Визируют на переднюю точку хода. В экране ЗАПИСЬ выбирают РАССТОЯНИЯ, проводят измерения (клавиша РАССТ экрана измерений). Нажимают клавишу ЗАП, затем РЕДКТ. Набирают имя точки визирования, высоту цели, код точки.