Тахеометры автоматы и полуавтоматы

Министерство  образования и науки, молодёжи и  спорта

Донбасский  Государственный Технический Университет

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

НИРС

На тему: «Тахеометры  автоматы и полуавтоматы»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                                  

Выполнил: ст. гр. МС – 10

                  Лицоев С.И.

Проверила: Коваленко Е.В.

 

 

 

 

 

Алчевск 2012

Содержание

Введение

1. Виды и  принцип действия тахеометров………………………………1-9
2. Поверки электронного тахеометра………………………………….10-14
3. Классификация тахеометров……………………………………………14
4. Электронный тахеометр………………...……………………………15-18

Заключение

Список литературы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Тахеометр — геодезический инструмент для измерения расстояний, горизонтальных и вертикальных углов. Относится к классу не повторительных теодолитов, используется для определения координат и высот точек местности при топографической съёмке местности, при разбивочных работах, выносе на местность высот и координат проектных точек в основном косвенными методами измерений прямые и обратные засечки, тригонометрическим нивелированием и т. д.).

 

Виды и  принцип  действия тахеометров.

 

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.

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.

Большинство современных тахеометров  оборудованы вычислительным и запоминающим устройствами, позволяющими сохранять  измеренные или проектные данные, вычислять координаты точек, недоступных для прямых измерений, по косвенным наблюдениям, и т. д. Некоторые современные модели дополнительно оснащены системой GPS (например, Leica Smart Station).

Leica Smart Station

Leica Geosystems предлагает  новую уникальную технологию Smart Station, которая позволяет объединить  преимущества электронных тахеометров  и спутниковых GPS приемников в одном инструменте.

Leica Smart Station состоит из тахеометра Leica TPS1200 + и спутникового GNSS приемника  Leica, который крепится вместо съемной  ручки через специальный адаптер.  Суть технологии заключается не в тривиальном расположении фазового центра антенны на оси вращения тахеометра, а в том, что GPS приемник полностью интегрируется с ним. В результате вы целостный прибор - управление и настройку приемника осуществляются с помощью клавиатуры тахеометра, данные сохраняются в едином проекте на одной карте памяти. 
Используя Leica Smart Station, вам не придется тратить время на поиск опорных пунктов, прокладывать теодолитный ход к месту проведения съемки и выравнивать его.

Тахеометры, собираемые из отдельных модулей, позволяют  выбрать компоненты именно под конкретные прикладные задачи, полностью исключив лишнюю функциональность.

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

Первые модели прототипов тахеометра появились в 70-е годы 20 века. Тогда  были созданы первые полуэлектронные  приборы, где оптический теодолит был оснащен светодальномером (SM-41, Zeiss West Germany; EOТ-2000, Karl Zeiss Iena). Затем УOМЗ создал Та-5 который имел общий для теодолита и дальномера корпус, а также был оснащен панелью управления для ввода значений углов. Это устройство позволяло прямо в поле определять превышения, проложения, приращения. Но все равно это требовало дополнительных усилий и не особенно ускоряло процесс полевых работ. Мощным толчком в геодезическом приборостроении был выпуск электронного тахеометра AGA-136 (Швеция), в котором оптическая система отсчета углов была заменена на электронную. Открылись широкие возможности автоматизации работы геодезистов. Ведь при электронном угловом отсчете информация о значении углов поступает в процессор в виде sin и cos угла. Туда же поступает информация о длине измеренной линии. Все вычисления производятся в процессоре и на индикатор S (наклонная дальность), D (горизонтальное проложение), h (превышение), DX,DY (приращения координат) поступают в виде измеренных величин. В 80-х годах шведская фирма Geodimetr стала лидером по выпуску электронных тахеометров. После, уже в 90-е на рынок пришли японские Sokkia, Topcon, Nikon, швейцарская Leica, американский Trimble.

Ранее тахеометры различались по принципу: были круговые (повторительные теодолиты с цилиндрическим уровнем при алидаде вертикального круга и нитяным дальномером), номограммные и авторедукционные (позволяющие определять h и горизонтальные проложения s соответственно по вертикальной рейке и номограмме, видимой в поле зрения трубы, и по горизонтальной рейке при помощи дальномера двойного изображения) и внутрибазные с базой при приборе (для определения горизонтального проложения s непосредственно и h по измеренному углу v). Все названные тахеометры можно отнести к оптическим. В настоящее время выпускаются только электронные тахеометры, различающиеся по точности, встроенному дальномеру и своей функциональности, но принцип действия в них один и тот же.

С 90-х годов 20 века электронный тахеометр  – самый распространенный геодезический  прибор. Это связано впервую очередь  с его универсальностью. Тахеометр  используется для вычисления координат  и высот точек местности при топографической съемке местности, при разбивочных работах, выносе в натуру проектных решений и т. п.

В электронных тахеометрах  расстояния измеряются по времени прохождения  луча лазера до отражателя и обратно, а так же, в некоторых моделях, уточняется по сдвигу фаз. Дальность измерения зависит от технических возможностей модели тахеометра, а также от многих внешних параметров: температура, давление, влажность и т.п. Диапазон измерения расстояний зависит так же от режима работы тахеометра: отражательный или безотражательный. Для режима с отражателем (призмой) – до 5 километров (при нескольких призмах еще дальше); для безотражательного режима – до 1,5 километров. Модели тахеометров, которые имеют безотражательный режим могут измерять расстояния практически до любой поверхности. Однако, следует с осторожностью относиться к результатам измерений, проводимым сквозь ветки, листья, потому как неизвестно, от чего отразится луч, и, соответственно, расстояние до чего он промеряет. Точность угловых измерений современным тахеометром достигает одной угловой секунды (0°00'01), расстояний – до 1 миллиметра.

Дальномеры дают ошибку в безотражательном режиме 8 мм. На "марку" 6мм. На призму 2мм. Точность измерений  можно достичь только в безветренную погоду при отсутствии солнца, а также при отсутствии вибраций от работающих механизмов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Поверки электронного тахеометра

Электронный тахеометр, как любой геодезический прибор, должен быть поверен и отъюстирован перед производством работ. Учитывая совмещенность дальномерных и угловых измерений, в тахеометре должны выполняться геометрические условия взаимного положения оптико-механических и оптико-электронных осей. Поэтому полный набор поверок и юстировок проводится на специальных стендах, описанных, например, в работе, или в сервисных центрах.

Однако ряд  основных поверок можно выполнить  в полевых условиях. Более того, регулярное проведение некоторых поверок является обязательным, так как измерения электронным тахеометром проводятся при одном положении ВК прибора, а поправки за коллимацию, место нуля ВК и место нуля компенсатора наклона вертикальной оси автоматически вводятся в результаты измерений. Неучтенные изменения этих поправок приводят к снижению точности результатов измерений. Перед поверками необходимо внимательно изучить методику их проведения и юстировки по руководству к эксплуатации конкретной модели тахеометра.

В данном пособии приведены лишь основные поверки с их пояснением для модели SET30R, некоторые особенности будут указаны для тахеометров типа ЗТа5Р и TS3300.

1. Поверка уровней (круглого и цилиндрического) проводится аналогично теодолитам. Подъемными винтами пузырек уровня выводится в нуль-пункт, и верхняя часть прибора поворачивается на 180°. При отклонении пузырька проводится юстировка положения уровня соответствующими котировочными винтами на половину смещения пузырька. Поверки сетки нитей зрительной трубы и равенства подставок выполняются аналогично теодолиту.

2. Поверка оптического центрира также проводится аналогично

традиционным  проборам, имеющим встроенный центрир. Тахеометр тщательно центрируют и горизонтируют над точкой, поворачивают алидаду на 180°. Точка должна остаться в центре сетки нитей центрира. При смещении сетки нитей с точки проводят юстировку котировочными винтами центрира на половину смещения. После юстировки точка должна оставаться в центре сетки нитей оптического отвеса при любом повороте алидады.

3. Поверка компенсатора наклона вертикальной оси прибора. Тщательно горизонтируют прибор с помощью подъемных винтов по цилиндрическому уровню. По горизонтальному кругу устанавливают нулевой отсчет нажатием клавиши Уст 0. В режиме конфигурации входят в строку КОНСТАНТЫ ПРИБОРА, на появившемся экране входят в строку КОМПЕНСАТОР X Y и нажимают ENTER. На экране выдаются скомпенсированные автоматически угловые отсчеты по оси X (направление визирования) и по оси У¹ (ось вращения зрительной трубы). Верхнюю часть прибора поворачивают на 180°, снова выводятся на экран скомпенсированные угловые отсчеты X², Y². Берут их среднее значение, которое принимают за место нуля компенсатора:

Эти значения не должны превышать по модулю 20". Юстировка их проводится при КЛ нажатием соответствующей экранной клавиши, после чего поверку повторяют.

4. Определение коллимационной ошибки и места нуля вертикального круга. Перед поверкой необходимо тщательно отгоризонтировать тахеометр по цилиндрическому уровню. Для визирования выбирают устойчивую четкую точку, удаленную примерно на 100 м, угол наклона на нее не должен превышать ± 9°. В приборе устанавливают режим котировок (поправок).

Поправки за коллимацию (с) и место нуля (МО) ВК следует вводить при КЛ, поэтому их определение лучше начинать с наблюдений при КП. Точно визируют на выбранную точку, нажимают клавишу измерений. Операции повторяют при другом положении зрительной трубы (КЛ) прибора. Значения с и МО ВК выдаются на экран. С помощью экранных клавиш их можно ввести в память прибора.

Следует отметить, что текущие значения поправок с; МО ВК; МОХ; MOY можно определять одновременно, используя виды экрана для их вывода на дисплей, а при юстировке — свои экранные клавиши для их ввода в прибор.

5. Определение постоянной поправки (К) дальномера электронного тахеометра. У современных тахеометров установлено значение К = 0. Однако ее изменение приводит к систематическим погрешностям в расстояниях. Поэтому постоянную поправку прибора рекомендуется регулярно контролировать. Постоянную поправку дальномера не следует путать с постоянной поправкой отражателя, которая вычисляется по геометрическим размерам призмы, типу стекла и положению вертикальной оси отражателя. Так, постоянная призмы тахеометра Trimble составляет 35 мм, тахеометров SET — 30 мм (призмы APOlS+APOl), тахеометров типа ЗТа5 — 0 мм. Все дальномеры одной серии согласованы с отражателями, входящими в их комплект, так, что постоянная прибора К = 0. Использование отражателя другой серии или модели меняет эту постоянную за счет отражателя. Однако она может изменяться с течением времени и не зависимо от отражателя.

Чаще всего  постоянную поправку дальномера определяют на базисах, длина которых известна. При этом

К = В - D ,

где В — эталонное значение длины линии; D — измеренное тахеометром значение длины линии. Такие измерения выполняют с перестановкой прибора в пределах фазового цикла.

При отсутствии базисных линий К определяют из измерений трех отрезков на прямой АВ, такой способ называется безбазисным

На ровной местности  выбирают две точки А и В на расстоянии примерно 100 м, их закрепляют устойчивыми точками. Тщательно центрируют над ними прибор и отражатель, измеряют расстояние D_AB. В створе линии АВ выставляют по зрительной трубе точку С, центрируют над ней штатив. На него переносят тахеометр, а над точками А и В устанавливают отражатель. Измеряют отрезки D_CA и D_CB . Для исключения погрешности центрирование рекомендуется использовать трехштативную систему наблюдений. Из соотношения

 

D_AB + K = D,C + K + D_CB + K

следует:

K = D_AB - (D_CA + D_CB)

 

Измерения проводят несколько раз и берут среднее  значение К. Можно использовать несколько точек С. Если точка С не выставлена в створ, то на нее следует измерить горизонтальные углы β_А и β_в.