История развития нового геодезического прибора (Измерительном комплексе)

Дополнительная программа 3D Image Measurement обеспечивает работу с цифровыми изображениями и предназначена для трехмерного (объемного) моделирования.

Когда активна функция  фотоизображения, измеряемые точки  отображаются на экране как точки и линии. Можно провести линию, соединив измеренные точки. Измеренные точки также можно проверить посредством программы 3D Image Measurement, которая в основном используется для обработки цифровой фотосъемки, полученной с концов базиса, как это делается при фототеодолитной съемке. Фотосъемка местности выполняется с помощью широкоугольной цифровой фотокамеры с двух разнесенных точек (концов базиса), координаты которых известны. ПО 3D Image Measurement System позволяет автоматически обработать полученные снимки и получить с помощью этих стереоснимков цифровую модель местности, контурные лини и оценить объемы, ограниченные сложными поверхностями.

Таким образом, благодаря  таким уникальным особенностям GPT- 7000i при выполнении полевых работ:

• обеспечивается однозначность распознавания измеряемых точек в режимах измерений по призмам и без них;
• исключается необходимость наведения и фокусировки на каждую точку с помощью зрительной трубы;
• осуществляется простое наведение на близзенитные точки без использования дополнительных аксессуаров (ломаных окуляров);
• определяются области, где измерения, возможно, были пропущены;
• отображаются разбивочные точки, наложенные на реальное изображение объекта до начала выноса проекта в натуру;
• результаты выноса в натуру контролируются по отображению точек на экране.

При камеральных работах  упрощается обработка и повышается качество полученных результатов, так  как обзорный и детальный фотоснимки могут записаны в памяти инструмента  вместе с данными измерений.

     Эти фотоснимки  дают наглядное состояния и  особенностей снимки могут быть записаны в памяти инструмента вместе с данными измерений.

      Эти фотоснимки  дают наглядное представление  состояния и особенностей объекта  для подготовки более подробной  съемочной документации, а также помогают при камеральной обработке полевых измерений и избавляют от необходимости вести абрис во время съемки.

       Благодаря этим качествам и возможности измерения расстояний без отражателя до 250 м тахеометры серии GPT-7000 могут быть использованы для решения специальных задач, например, таких как фасадные съемки. При этом обеспечивается представление на экране изображения фасада здания и простая идентификация точек, исключается необходимость ведения абрисов и дополнительного фотографирования зданий. Фотоснимки, полученные при измерениях, могут быть также использованы для более наглядного и подробного оформления материалов работ.

         Тахеометры серии GPT-7000i выполняют измерения без отражателя до углов зданий проще и точнее. Цифровые технологии используются для автоматического определения точек углов зданий и конструкций с большей точностью, чем при обычных измерениях.

          Все приборы достаточно просты  в управлении и, как правило,  имеют двухстороннюю алфавитно-цифровую  клавиатуру. Клавиши меню обеспечивают  управление проектами съемки, функциями  координатной геометрии, настройками инструмента, просмотром и редактированием данных и т. д. Электронные тахеометры снабжены компактными визирными трубами, служащими для приема и передачи оптических сигналов при светодальномерных измерениях. Они имеют совмещенную оптику, центральная часть которой является передающей, а периферийная — приемной. При использовании такой конструкции уровень сигнала, отраженного от марки или диффузного отражателя, не меняется (если угол наклона не более 30°), что позволяет обеспечить высокую точность линейных измерений. Зондирующий пучок лазерного излучения имеет малый диаметр, и поэтому позволяет выполнять измерения сквозь листву деревьев и сетчатые ограждения, а также при отражении от измеряемой поверхности под острым углом. В некоторых электронных тахеометрах используется видимый луч (световой гид) в качестве соосного лазерного целеуказателя, позволяющего выполнять измерения внутри помещений. Он безопасен для глаз даже при визировании на него с помощью зрительной трубы. В отдельных тахеометрах также используются дополнительные лазерные указатели. Такой указатель обычно устанавливают над объективом зрительной трубы. Он излучает два пучка красного цвета, один из которых непрерывный, а другой — мерцающий, что позволяет речнику быстро встать в створ. Эту устройство особенно эффективно при плохих условиях освещенности, так как помогает легко обнаружить цель, а также увеличивает скорость работ при выносе точек в натуру.

        Для связи с компьютером можно использовать несколько форматов передачи данных, что обеспечивает работу прибора с различным программным обеспечением. С использованием простого программного обеспечения, входящего в комплект тахеометра, данные могут загружаться из компьютера в электронный тахеометр.

           Как и цифровые теодолиты, электронные  тахеометры снабжены двухосевыми датчиками угла наклона, работающими в диапазоне 3'—5'. Двухосевой датчик наклона автоматически отслеживает наклон инструмента по осям X и У, а поправки в отсчеты по вертикальному и горизонтальному кругам вводятся автоматически. В результате упрощается и ускоряется процесс приведения прибора в рабочее положение (приведение вертикальной оси вращения алидады в вертикальное положение). Функция исправления коллимационных ошибок автоматически вводит коррекцию в измеряемые направления. По этой причине угловые измерения можно выполнять при одном положении круга без снижения точности результатов измерений. Они снабжены оптическим или лазерным центриром.

   Современные электронные  тахеометры имеют водостойкую  защиту, обеспечивающую бесперебойную работу прибора при условии повышенной влажности. Стандартная рабочая температура для электронных тахеометров составляет от -20 °С до +-50 °С. Для низкотемпературных модификаций приборов рабочий диапазон температур составляет от -30 °С до +50 °С.

  Таким образом, современные  электронные тахеометры являются  всепогодными, так как работают  в условиях экстремальных температур  и повышения влажности.

6.  Поверки.

 

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 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.

2.  Поверки сетки нитей  зрительной трубы и равенства  подставок выполняются аналогично теодолиту.

     3.   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 юстировочными винтами центрира на половину смещения. После юстировки точка должна оставаться в центре сетки нитей оптического отвеса при любом повороте алидады.

      4.   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 У, (ось вращения зрительной трубы). Верхнюю часть прибора поворачивают на 180°, снова выводятся на экран скомпенсированные угловые отсчеты Х2, Yr 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.

    5. 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 юстировок (поправок).

Поправки  за коллимацию (с) и место нуля (МО) вертикального круга 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.

    6. 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 независимо от отражателя.

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

      (1)

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

 

 

 

Рис. 17. Безбазисный способ определения постоянной поправки дальномера

При отсутствии базисных линий К определяют из измерений трех отрезков на прямой АВ (рис. 17), 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_hB. В створе линии АВ выставляют по зрительной трубе точку С, центрируют над ней штатив. На него переносят тахеометр, а над точками A и B устанавливают отражатель. Измеряют отрезки D_CA и D_св. Для исключения погрешности центрирование рекомендуется использовать трехштативную систему наблюдений. Из соотношения:

(2)

Следует:

                 (3)

Измерения проводят несколько  раз и берут среднее значение K. Можно использовать несколько точек С.

Если точка С не выставлена в створ, то на нее стоит измерить горизонтальные  уголы 

 

 

     Рис. 18. Линейно угловые измерения для определения K.

Тогда для  вычисления линейно угловой невязки  предлагается формула

      (4)

 

 

Погрешность определения  поправки К по формуле (3) составляет , где mD — СКП линейных измерений тахеометром. Расчеты показывают, что при смещении от створа м и СКП угловых измерений 5" влиянием угловых измерений на точность определения К в формуле (4) можно пренебречь. Если применение формулы (3) требует построения створа и центрирования прибора и отражателя над точками А, В и С, то применение формулы (4) не требует построения створа и, следовательно, центрирования. Достаточно выставить два штатива, выбрать точку С, задавая створ приближенно. Измерений с точки С можно выполнять несколько. Но число переходов с прибором уменьшится, если между приемами переставлять точку В. Это позволит определить поправку дальномера n раз и обеспечить требуемую точность ее контроля.

У некоторых электронных  тахеометров (например, ЗТа5) используется для определения постоянной поправки дальномера специальный блок контрольного отсчета (БКО). Он надевается на объектив зрительной трубы до упора и тахеометром измеряется расстояние без выхода сигнала на дистанцию. Для этого через МЕНЮ входят в РЕЖИМ Т, на появившемся экране выбирают строку КОНТР. ОТСЧЕТ, нажимают клавишу ИЗМЕР. Полученное контрольное расстояние высвечивается на экране прибора. По нескольким измерениям выводят среднее значение и сравнивают с паспортным контрольным отсчетом.