Elektronická totálna stanica – v otázkach geodézie sa bez nej nedarí

Obsah článku

• Čo je to totálna stanica?
• História a princíp činnosti totálnej stanice
• Druhy elektronických totálnych staníc
• Výhody totálnej stanice
• Výrobcovia tachometrov
• Čo sa skrýva za cenu totálnej stanice?
• Nakoniec

V tomto článku: Definovanie totálnej stanice história a pracovný princíp; typy elektronických totálnych staníc; výhody oproti iným geodetickým nástrojom; najväčší výrobcovia totálnych staníc.

Pri vykonávaní akýchkoľvek stavebných alebo prieskumných prác je potrebný presný výpočet rozdielov krajiny v danej oblasti a niekedy je jej plocha tisíce metrov štvorcových. Tradičné geodetické nástroje – teodolit, diaľkomer, vodováha a miera pásky tu nebudú fungovať, inak bude meranie trvať týždne, nie menej. A načasovanie sa stalo dôležitým bodom dnes – zákazníci uprednostnia tých výkonných umelcov, ktorí dokončia prácu čo najrýchlejšie a dodávatelia majú stále viac dôvodov vybaviť svojich špecialistov moderným stavebným zariadením … V našej dobe pokročilej počítačovej technológie potreba fyzických výpočtov a výkresov zmizla – všetko je počítač s vhodným softvérom. Ak chcete vykonať prieskum lokality v čo najkratšom čase as čo najpresnejšími výsledkami, pomôže univerzálne geodetické zariadenie – elektronický tachometer..

Čo je to totálna stanica?

Tacheometer je geodetické zariadenie, ktoré vám umožní rýchlo as vysokou presnosťou získať prehľad o danej oblasti „v pláne“ s úplným reliéfnym obrazom. Konštrukcia tohto zariadenia obsahuje hľadáčik svetiel, teodolit, počítač a elektronický záznamník dát – s jeho zvonka kompaktnými rozmermi kombinuje totálna stanica funkcie niekoľkých geodetických nástrojov naraz. Merania vertikálnych a horizontálnych vzdialeností, plochy vo vzdialenosti 5 000 ms chybou iba 1 cm, uhly s presnosťou 2? do 20? (v závislosti od typu a triedy v súlade s GOST R 51774-2001), automatické ukladanie prijatých údajov o niekoľko tisíc bodov na meranej oblasti, príjem a prenos údajov cez GPRS do vzdialeného počítača – nevyčerpáva sa tým kapacita elektronickej totálnej stanice.

História a princíp činnosti totálnej stanice

Prvé geodetické prístroje, vzdialene podobné moderným tachometrom, boli vytvorené pred 50 rokmi – v týchto polomechanických a poloelektronických zariadeniach bol nezávisle nainštalovaný optický zameriavač a teodolit. Po určitom čase boli teodolit a zameriavač kombinované do jedného krytu, výsledné zariadenie bolo vybavené špeciálnym panelom, ktorý umožňuje zadávať hodnoty uhlov. Prvá plnohodnotná totálna stanica bola vytvorená vo Švédsku – v tom sa zmenil údaj o uhle z optického na elektronický, čo umožnilo automatizáciu geodetických prác. Elektronické totálne stanice sa teda objavili na trhu asi pred 25 rokmi, vyrábajú ich americké, japonské a švajčiarske spoločnosti..

Princíp činnosti elektronickej totálnej stanice je založený buď na fázovej metóde, alebo v modernejších modeloch na pulznej metóde. Prvým spôsobom je fázový rozdiel medzi projektovanými a vrátenými lúčmi, druhým je čas, ktorý laserový lúč potrebuje na to, aby prešiel z totálnej stanice k reflektoru a späť. Vzdialenosť, pri ktorej je zariadenie schopné pracovať v režime bez reflektora, závisí od farby povrchu, na ktorý je lúč premietaný – svetlé a hladké povrchy zväčšujú niekoľkokrát pracovnú vzdialenosť totálnej stanice v porovnaní s tmavými, ale nepresiahnu 1 000 – 1 200 m. Lineárny rozsah merania v reflexnom režime – najmenej 5000 m.

Druhy elektronických totálnych staníc

Všetky vyrobené modely sú rozdelené do niekoľkých typov podľa ich použitia:

• technické totálne stanice. Elektronické zariadenia tohto typu sú najlacnejšie, pretože sú vybavené iba reflexným diaľkomerom a vyžadujú geodetické merania tímom dvoch zamestnancov – prevádzkovateľa technickej totálnej stanice a prevádzkovateľa železnice;
• konštrukčné tachometre. Vybavené diaľkomerom bez reflektora, t. schopné odrážať aj odrážať. Pri stavbe tacheometrov neexistuje žiadny alidad;
• technické tachometre. Tieto zariadenia, navrhnuté na vykonávanie širokej škály úloh, sú vybavené kamerou používanou na vytváranie trojrozmerných modelov terénu, farebným dotykovým displejom, moderným procesorom a praktickým softvérom, sloty a porty pre USB a flash karty. Moderné modely inžinierskych totálnych staníc podporujú množstvo komunikačných kanálov – Wi-Fi, Bluetooth atď..

Okrem toho sú totálne stanice rozdelené na modulové, pozostávajúce zo samostatných (nezávislých) prvkov a integrované, v ktorých sú zariadenia kombinované pod jedným krytom do jedného mechanizmu. Poslednými typmi sú motorizované a automatizované totálne stanice. Prvý z nich je vybavený servopohonom, ktorý umožňuje sledovanie viacerých bodov súčasne, druhý – so servopohonom a systémami schopnými rozpoznať, zachytiť a sledovať ciele, v skutočnosti už ide o robotické geodetické systémy. Zariadenia tohto dizajnu sú určené na meranie jednej osoby a robotické totálne stanice umožňujú diaľkové snímanie, pričom presnosť výsledkov bude zaručená vysoká.

Podľa charakteristík prieskumu sa celkové elektronické stanice delia na:

• kruhový, s diaľkomerom s vláknom a valcovou úrovňou na vertikálnom kruhu alidády;
• nomogram, výpočet prekročení a horizontálnych vzdialeností podľa nomogramu, rozlíšených v potrubí zariadenia počas pozorovania, ako aj pozdĺž vertikálnej koľajnice;
• automatická redukcia, prekročenie vzdialenosti a horizontálne rozstupy vzdialeností, ktoré sú určené vodorovnou koľajnicou s dvojitým diaľkomerom;
• v základni, ktorej základňa je na tachometri a je určená na priamy výpočet horizontálnej vzdialenosti, a merania vertikálnych uhlov umožňujú vypočítať prebytok;
• elektrooptický, vybavený prídavným elektronickým zariadením, ktoré umožňuje automatizáciu streľby.

Výhody totálnej stanice

Ak porovnáme prácu s teodolitom a tacheometrom, potom v prvom prípade je potrebné viesť záznamy v denníku, v druhom – iba viesť obrys a prístroj bude zaznamenávať a ukladať údaje o vzdialenostiach, uhloch a číslach pikiet do pamäte. Pri zmene umiestnenia tohto geodetického zariadenia stačí nastaviť novú stanicu a prvú stanicu, nasmerovať na reflektor a namerať celkovú stanicu stlačením jediného tlačidla..

Elektronický tachometer počíta horizontálne vzdialenosti nezávisle v automatickom režime. Monitor zariadenia zobrazuje buď sklon, vodorovnú polohu a nadmorskú výšku, alebo sklon a uhly (vodorovnú a zvislú) – zobrazenie jednej z dvoch možností údajov obsluha ručne riadi..

Tacheometer je pri vykonávaní výplaty nenahraditeľný – nastavíte ho v bode, ktorého súradnice sú známe, nastavíte súradnice orientačného bodu alebo zadáte smerový uhol orientácie. Potom nastavíte bod, ktorý sa má určiť, zadaním jeho súradníc – na monitore zariadenia sa zobrazí uhol natočenia a vzdialenosť, ktorú chcete v tomto smere zmerať. Samozrejme, pomocou tacheometra môžete zmerať vzdialenosť medzi bodmi a výškou objektu, merania s ofsetom – toto zariadenie vykonáva všetky funkcie teodolitov.

Pri vykonávaní geodetických prác v lome bude takáto funkcia vhodná – získanie vlastných súradníc resekciou. Pri prvej inštalácii elektronickej totálnej stanice pomocou reflexnej pásky sa vypočítajú súradnice niekoľkých objektov umiestnených na okrajoch lomu. Na konci práce v lome sa zariadenie preinštaluje a pomocou resekcie sa vypočítajú súradnice bodu inštalácie a lom sa preskúma. Vhodný softvér založený na výpočtoch totálnych staníc vám pomôže rýchlo získať predstavu o práci vykonanej v lome – diagramy v štvorcoch s ich všeobecným popisom..

Vďaka svojej konštrukcii je elektronická totálna stanica určená na prácu v teréne. Prach alebo nečistoty, dážď alebo sneh, zmeny teploty – to všetko nepoškodí zariadenie. Spomedzi modelov totálnych staníc má každý výrobca zariadenia navrhnuté tak, aby pracovali v obzvlášť drsných podmienkach – ich režim nízkej teploty je až mínus 30 ° С. Je však vhodné si ich zvoliť iba v prípadoch, keď sa predpokladá, že budú pracovať v severných regiónoch alebo za určitých špecifických podmienok..

Výrobcovia tachometrov

Najznámejšími svetovými výrobcami elektronických totálnych staníc na našom trhu sú japonská spoločnosť Sokkia Topcon so značkami Sokkia a Topcon, švajčiarska spoločnosť Leica Geosystems AG so značkou Leica, švédska GeoMax (značka rovnakého názvu), americká Trimble Navigation so značkami Nikon a Trimble a Spectra Precision (titulná značka).

spoločnosť Sokkia Topconje známy svojimi výrobkami v oblasti stavebníctva a geodézie už 100 rokov, nástroje vyrábané v jeho podnikoch majú tradične vysokú presnosť a japonskú kvalitu.

Leica Geosystems, predtým známa pre svoju značku Leica vo fotografii (fotoaparáty pod touto značkou sa stále vyrábajú), vznikla v roku 1990 zlúčením viacerých spoločností a zameriava sa na výrobu iba geodetického zariadenia. Vybavenie tejto značky je široko využívané v geodézii – tak v terestriálnom, ako aj v satelitnom meradle.

Švajčiarsky výrobca zariadení v oblasti geodézie a stavebníctva, spoločnosť Geomax, Od svojho založenia v 90. rokoch úspešne konkuruje značke Leica na európskom trhu. Produktová rada tejto spoločnosti, ktorá je geodetickým zariadením a jeho softvérom, sa vyznačuje mimoriadnou kvalitou a presnosťou merania..

spoločnosť Trimble Navigation, so sídlom v USA, začala svoju existenciu v roku 1978 výrobou navigačných technológií pre námornú plavbu. S vývojom vesmírneho určovania polohy, pred 25 rokmi, začala spoločnosť vytvárať GPS navigátory a od roku 2003 a po získaní značky Nikon širokú škálu geodetických zariadení.

Americký výrobca geodetických zariadení Presnosť spektrasa objavil v roku 1997 a vznikol zlúčením niekoľkých výrobcov meracích prístrojov a technológií. Dnes je to najväčšia značka meracích prístrojov, známa svojimi inovatívnymi technológiami..

Medzi značkami elektronických totálnych staníc uvedených výrobcov je veľa potrebných zariadení, či už ide o technické alebo robotické totálne stanice. Všetko záleží na potrebách zákazníka, pracovných podmienkach, v ktorých sa má celková stanica používať.

Čo sa skrýva za cenu totálnej stanice?

Medzi dolnými a hornými cenovými segmentmi tacheometrov, stovkami tisíc rubľov, je obrovská vzdialenosť. Robotické geodetické zariadenia sa desia svojou zložitosťou a cenou, som si istý, že každý hlavný účtovník alebo výkonný pracovník s veľmi malými znalosťami geodézie bude nepriateľský k žiadosti o kúpu, napríklad celková stanica Sokkia NET1200 (priemerná cena – 1 300 000 rubľov). Ak všetko preložíte iba na peniaze, potom bude pre účtovné oddelenie oveľa lacnejšie zariadenie Topcon GTS-105N (priemerná cena je 170 000 rubľov)! Má zmysel míňať milióny za robotickú totálnu stanicu?

Ak podmienečne rozdelíme všetky existujúce modely totálnych staníc v hornom cenovom segmente na zariadenia vybavené servomotormi, poloautomatické (vybavené sledovacím systémom) a automatické (roboty ovládané diaľkovo) a z hľadiska terénneho prieskumu zvážime efektívnosť práce, potom sú zrejmé ich výhody oproti lacnejším modelom..

Pri geodetických prácach v teréne sa značná časť času venuje viacnásobnému smerovaniu a zaostrovaniu totálnej stanice, ktorá nie je vybavená servomotormi a automatickým sledovacím systémom. Po niekoľkých hodinách, a nie za najlepších poveternostných podmienok, sa koncentrácia operátora znižuje, jeho oči sú vodnaté, jeho telo bolí z únavy – v dôsledku toho klesá presnosť merania. Poloautomatický tachometer, ktorý nezávisle sleduje zmeny v polohe reflektora a môže naň ľahko zamerať, pomôže výrazne uľahčiť fyzickú aktivitu operátora bez ohľadu na poveternostné podmienky na zemi..

Tacheometer Sokkia NET1200

Nie je potrebné, aby spoločník pohyboval reflektorom – spravidla počas práce inžinier – obsluha jednoduchého (nastaviteľného a ručne ovládaného) celkového počtu staníc ukazuje na demonštrátorov k asistentovi so zamestnancom. Presnosť meraní počas geodetickej práce s železničným partnerom nie je zďaleka ideálna, pretože skúsený inšpektor nemôže posúdiť situáciu v mieste demonštrácie a asistent nemá dostatočné znalosti. Poloautomatické zariadenia vám umožňujú zmeniť povahu geodetických prác – zariadenie má menej skúseného operátora, ktorý nevykonáva nastavenia a iba tlačí tlačidlá na totálnej stanici na príkaz inžiniera s reflektorom, ktorý presne určuje polohu demonštrátora. Keď pracujete s robotickou totálnou stanicou, všetky merania vykonáva iba inžinier so zamestnancom, ktorý geodetické zariadenie ovláda na diaľku – z demonštrácie.

Robotické totálne stanice sa neunavujú a nerobia chyby, pretože nie sú schopní to – strávia najviac 4 sekundy za každý demonštrátor bez ohľadu na počet pracovných hodín. Najdrahšie modely totálnych staníc sú navrhnuté na presné technické merania s minimálnymi chybami a vykonávajú nezávislé výpočty v čo najkratšom čase. Príkladom takejto robotickej totálnej stanice je Leica TS30 s uhlovou presnosťou 0,5 ?, Schopnosť vykonať 5 000 meraní a urobiť 180 ° otočenie ďalekohľadu a alidade za jednu sekundu, pričom priemerná cena je 2 600 000 rubľov..

Vysoko presná elektronická totálna stanica Leica TS30

Relatívne lacné elektronické totálne stanice majú množinu funkcií postačujúcich na použitie na staveniskách, nebudú stačiť na technické účely. Charakteristiky jednoduchej totálnej elektronickej budovy budovy, napríklad Nikon DTM-322 (uhlová presnosť 5?): Vysoko kvalitná optika, nízka hmotnosť, jednosmerný kompenzátor, namiesto batérií môžete použiť bežné 1,5 V batérie, najväčší merací rozsah v hranolovom režime je 2 300 m, priemerná cena – 160 000 rubľov. Presnejší stavebný tachometer Trimble M3 DR s uhlovou presnosťou 5 °, dvojosovým kompenzátorom, dosahom na odrazovú koľajnicu 3 000 m, batériou na nepretržitú prevádzku počas 8 hodín, prítomnosťou bluetooth a priemernou cenou 340 000 rubľov.

Trimble M3 DR TA Total Station

Inžinierske totálne stanice, napríklad Sokkia SET1X: 1? uhlová presnosť, vysoko-bitová farebná dotyková obrazovka, merací dosah k reflektoru 5 000 m, dvojosový kompenzátor, dve lítiové batérie na 14 hodín nepretržitej prevádzky, Bluetooth, port USB, čítačka kariet, Windows CE OS – priemerná cena 690 000 rubľov.

Motorizované inžinierske totálne stanice v hodnote asi 850 000 rubľov. majú nižšiu uhlovú presnosť (približne 5?), ale významne uľahčujú úlohy geodeta. Leica TS15 M R400 ako príklad – merací dosah k reflektoru do 10 000 m, štvorosový kompenzátor, rýchle nabíjanie batérie po dobu 7 pracovných hodín, OS Windows CE 5.0 Core, rýchlosť otáčania 45 ° za sekundu, Bluetooth, port USB, čítačka kariet, farebný dotykový displej.

Čím vyššie sú charakteristiky modelov strojných totálnych staníc z hľadiska presnosti, rýchlosti meraní a spracovania údajov, tým vyššie sú ich náklady. Je potrebné poznamenať, že moderné nástroje elektronického inžinierstva pre geodetické merania nie sú ohrozené rýchlou zastaranosťou – modely, ktoré vstúpia na trh budúcnosti, budú založené na nich a budú mať podobnú sadu funkcií..

Nakoniec

Pri výbere jedného alebo druhého modelu elektronickej totálnej stanice alebo presnejšie pri výbere jedného alebo iného výrobcu, keďže charakteristiky totálnych staníc v ich cenovom segmente sú vo všeobecnosti podobné, bude potrebné rokovať so skúseným a profesionálnym dodávateľom. Jeho špecialisti vyberú model, ktorý najlepšie vyhovuje potrebám zákazníka, vrátane moderného softvéru, ktorého práca musí byť vyškolená zamestnancom zákazníka..

Moderné totálne stanice sú svojim dizajnom zložité a v žiadnom prípade nie lacné – opatrný výber zariadenia s optimálnym súborom funkcií je nesmierne dôležitý.