Принцип работы тахеометра кратко

Обновлено: 02.07.2024

Электронный тахеометр - это универсальный оптико-электронный геодезический прибор, позволяющий специалистам выполнять практически все виды работ в современной геодезии с достаточно высокой точностью измерений. Одновременно его можно использовать и как теодолит, и как нивелир, и как светодальномер. Универсальность этого прибора состоит в его многофункциональности. С его помощью можно выполнять прямые и косвенные измерения, которые сразу выводятся на дисплей. К ним относятся:

измерения расстояний (длин и горизонтальных проложений);
определение углов (горизонтальных и вертикальных);
нахождения плановых и высотных координат.

Кроме этих стандартных функций электронный тахеометр способен решать определенные прикладные задачи, используя свои технические возможности и математические алгоритмы, заложенные в электронно-вычислительной части аппарата. После выбора необходимых опций, ввода исходных данных и проведенных измерений через несколько мгновений на экране тахеометров высвечиваются искомые данные:

координат точки стояния тахеометра, при решении обратной геодезической засечки на местности;
наклонной длины, горизонтального проложения, превышения между точками, при выполнении функции по определению недоступного расстояния и высоты;
площади ограниченной линиями, проходящими через точки с полученными координатами после полевых измерений в этой опции;
координат теодолитного хода с линейной, угловой, относительной, координатными невязками, при уравнивании этого хода и получения истинных координат точек.

Помимо всего этого электронные тахеометры позволяют использовать свои функциональные способности при разбивочных и съемочных работах, в конструктивно предусмотренных режимах:

выноса точек в натуру;
выноса линии на местности;
выноса круговой линии;
проецирования точек;
измерений со смещением; ;
съемки трассы;
съемки поперечников трассы.

Для успешного применения в работе электронных тахеометров лучше всего использовать весь комплекс автоматизации геодезического процесса, используя персональный компьютер и программное обеспечение для передачи данных. Этот процесс позволяет упростить аналитическую подготовку исходных данных, при этом предотвратив ошибки в результате человеческого фактора. Помогает при обработке данных полевых съемок и разбивочных работ. Возрастает скорость обработки полученных результатов и производительность труда всего геодезического производства.

Устройство электронного тахеометра

Рассматривая устройство электронного тахеометра, следует отметить в нем три составные части:

оптическую;
механическую;
электронную.

Оптическая, механическая и даже электронные части устройства известны из оптико-механических и оптико-электронных теодолитов, которые со временем только улучшаются производителями.

Отличительной особенностью электронных тахеометров считается наличие двух важных узлов:

светодальномера с инфракрасным светодиодом фазового и импульсного способа измерения расстояний и передачей их на жидкокристаллический дисплей;
электронно-цифрового вычислительного устройства с программным обеспечением, всевозможными режимами работы и панелью с дисплеем, позволяющем отображать все результаты на своем экране.

В составе таких электронных приборов следует отметить четыре системы, взаимодействующие между собой:

ориентирования;
наведения;
измерений;
управления и организации всех геодезических процессов измерения, вычисления и даже простого уравнивания;

К системе ориентирования относятся геометрия осей взаимосвязанных элементов, механических узлов, уровней (горизонтального, круглого, электронного), отвесных приспособлений, компенсаторов и механизмы крепления.

К системе наведения принадлежат зрительная труба с подвижной оптической системой внутри ее и механизмами крепления и наведения.

К измерительной системе можно причислить устройства горизонтального и вертикального кругов с системой отсчитывания по лимбам и цифрового преобразования угловых значений, светодальномерное устройство с механизмами измерения и вычисления линейных величин.

В систему управления входят рабочая панель с экранным дисплеем, электронно-вычислительное и программное обеспечение, позволяющее выбирать необходимые режимы задач и управления ими.

Рис.1. Внешний вид электронного тахеометра.

С разных сторон внешнего вида электронного тахеометра японской фирмы SOKKIA марки SET530RK3, показанного на изображении, можно рассмотреть все детали и узлы данного типа приборов. В их состав входят:

закрепительный винт горизонтального круга (1);
микрометренный винт горизонтального наведения (2);
закрепительный винт вертикального круга (3);
микрометренный винт вертикального наведения (4);
панель клавиатуры для набора данных в цифровом и буквенном виде (5);
экран дисплея, для визуального вывода всех данных (6);
ампула цилиндрического уровня для горизонтирования прибора (7);
исправительные винты для юстировки цилиндрического уровня (8);
окуляр (9);
фокусировка окуляра (10);
фокусировка зрительной трубы (11);
визирное устройство (12);
светодиодный индикатор импульса (13);
винты для крепления верхней рукоятки (14);
рукоятка, служащая для переноски инструмента (15);
место закрепления буссоли (16);
защелка аккумуляторного отделения (17);
аккумуляторное отделение (18);
подставка тахеометра (19);
подъемные винты для приведения прибора в рабочее положение (20);
разъем для присоединения внешних устройств питания (21);
разъем подсоединения кабеля для передачи файлов (22);
круглый уровень для приведения оси инструмента в отвесное состояние (23);
исправительные винты для юстировки круглого уровня и приведение его в работоспособное состояние (24);
пластина основания подставки инструмента (25);
закрепительная защелка подставки (26);
фокусировка нитяного центрира оптического отвеса (27);
окуляр оптического отвеса (28);
точка, соответствующая высоте инструмента (29);
место инфракрасного излучения (31);
объектив (30);
точка центрира (32).

Устройство панели управления

Через рабочую панель с экраном, функциональной и цифровой клавиатурой выполняется практически всё управление и организация рабочего процесса. С её помощью осуществляются ввод данных, их обработка, записи и сохранение во внутренней памяти, программирование для быстрого доступа, получение результатов различных измерений на жидкокристаллическом экране и даже дистанционное управление всеми операциями при использовании роботизированной марки прибора.

Через панели управления в каждом электронном тахеометре можно выбирать необходимые режимы работы, например, в SET530RK3, существуют такие режимы:

конфигураций, для выставления всех необходимых параметров, констант приборов и условий наблюдения;
меню, в котором можно производить выбор задач, предусмотренных программным обеспечением;
быстрых настроек;
измерений;
памяти.

Для решения, наиболее часто встречаемых в геодезическом производстве, типовых задач, на каждой из электронных страниц режима измерений, можно функциональными клавишами программировать быстрый доступ к ним и установление их в любой последовательности.

Рис.2. Рабочая панель управления с дисплеем.

На внешнем виде рабочей панели можно разобрать все элементы изображения на экране и управления на корпусе панели. Они состоят из следующих клавиш и кнопок:

В геодезии при высокоточных работах требуется использование методик с измерениями в положениях зрительной трубы при круге право (КП) и круге лево (КЛ). Для удобства в геодезическом производственном процессе необходимо наличие панелей управления с двух сторон тахеометра.

Технические характеристики тахеометров

Независимо от производителя все электронные тахеометры имеют один спектр технических характеристик, имеющих определенные качественные отличия. Основными из них, которые необходимы для выбора соответствующего инструмента, считаются:

размеры и увеличение зрительных труб, могут быть 26, 30, 36, 40 крат;
тип изображения, конструктивно обычно заложено прямое изображение;
диапазоны измерений расстояния: на призму до 6000м, на пленку до 800 м, в безотражательном режиме до 350м
угловые среднеквадратические погрешности, имеющие значения 2, 3, 5, 6 секунд;
автоматический компенсатор углов наклона с диапазоном компенсации от трех до шести минут, представляющий жидкостный двухосевой датчик;
линейные среднеквадратические ошибки, зависящие от режимов измерений:
точные (однократные, многократные, усредненные);
быстрые (однократные или многократные);
при измерениях на призму, линейные погрешности (СКП) составляют в пределах ± 2мм при точном и ± 6мм при быстром измерениях;
при измерениях на пленку линейные СКП имеют значения при точном ± 3мм, при быстром ± 6мм;
в безотражательном режиме значения СКП колеблются в зависимости от дальности приборов, способных работать в таком режиме. Они могут находиться в пределах от ± 3мм до ± 15мм;
источниками питания выступают обычно литиево-ионные батареи;
источниками импульса являются светодиоды красного спектра второго, третьего класса;
центрирование инструмента достигается с точностью до 1 мм, с применением электронного уровня в диапазоне не более трех минут на высоте 1,3 м;
другие характеристики, обязательно представлены в инструкциях к эксплуатации приборов.

Вспомогательные принадлежности

Для достижения всех технических характеристик при измерениях электронными тахеометрами вместе с ними применяется вспомогательное оборудование. Важно отметить, что все дополнительные приспособления желательно подбирать в комплекте с основным прибором одного и того же производителя, Можно привести целый список таких принадлежностей, к которым относятся:

переносной персональный компьютер (ноутбук) для автоматизации всего процесса геодезических полевых и камеральных работ;
треноги, штативы с широкими головками для удобства установки и крепления тахеометра, тяжелые по весу и изготовленные из дерева или полимеров (фиберглассовые);
шнуровой отвес, предназначенные для выставления штатива над точкой и точного центрирования прибора;
буссоль, для ориентирования инструмента на местности в сторону северного направления;
диагональные насадки (крепятся на окуляр), используемые для удобства наблюдений, наведения на значительные углы наклона (до 90º) зрительной трубы;
разные солнцезащитные фильтры;
кабель и запоминающие устройства (флеш-память) для передачи данных;
призмы (минипризмы), для приема и отражения сигналов;
держатели призм;
отражатели и отражательные пленки;
адаптеры регулирования высоты отражателя;
адаптеры-переходники для внешнего и внутреннего крепления отражателей;
вехи для видимости отражателей;
триподы, биподы для установки вехи с отражателем;
аккумуляторные батареи и зарядные устройства с ним.

Поверки электронных тахеометров

Кроме стандартных поверок геодезических угломерных инструментов необходимо выделить в первых двух пунктах списка и характерные поверки тахеометров:

Тахеометр – это специализированный геодезический прибор, применяемый для сверхточного измерения расстояния, а также углов по вертикали и горизонтали. Он используется при выполнении геодезических изысканий, при разметке площадок под строительство, вынесении на местности точек координат и для решения прочих задач.

Что делает тахеометр

В зависимости от комплектации они могут применяться для выполнения:

Плана рельефа объекта съемки.
Выноса осей здания при его возведении.
Мониторинга деформации или смещения крупных объектов недвижимости и природных образований по контрольным точкам.
Подсчета площади.

Чем шире спектр задач, которые можно выполнить определенным тахеометром, тем выше его стоимость. Поэтому с целью удешевления в основном производятся узкоспециализированные приборы под конкретные задачи. Тахеометры являются строго профессиональным оборудованием, не используемым в частных любительских целях. Поэтому узкое профильное направление определенных моделей полностью обосновано. Организациями, занятыми земляными работами на местности, применяются одни устройства, строительными компаниями используются другие.

Виды тахеометров по принципу работы

Существует 3 группы тахеометров по способу ведения измерения. Они бывают:

Оптические.
Цифровые.
Роботизированные.

Оптические – это полностью механические приборы с ручным управлением. По сути, они являются теодолитами со сложным монограммным кипрегелем.

Цифровой отличается наличием электронной составляющей. Она автоматически выполняет многие расчетные операции, сохраняет данные в собственной памяти. Это делает использование цифровой техники очень продуктивной.

Роботизированные приборы имеют электрический привод, поэтому настраиваются на цель без ручного наведения. Они очень эффективные и точные, но в связи с дороговизной применяются редко. При их использовании координаты точек получаются в разы быстрее, что важно при масштабных изысканиях.

Устройство цифрового тахеометра

Наиболее востребованными являются электронные тахеометры. В отличие от более простых устройств, они точнее и удобней. Если разбирать строение цифрового тахеометра по блокам, то можно выделить следующие его части:

Оптическая.
Механическая.
Электронная.

Основные характеристики тахеометров

В связи со сложностью устройств, для определения их функционала применяется оценка по десяткам характеристик. Самыми важными среди них выступают:

Угловая и линейная точность.
Максимальная дальность выполнения измерения.
Объем памяти (у электронных и роботизированных устройств).
Допустимый температурный режим использования.
Количество и разнообразие модулей подключения.
Наличие GPS.
Время автономной работы.
Наличие возможности дистанционного управления.

Оценка угловой и линейной точности устройства

Угловая точность – это уровень погрешности при измерении углового значения. К устройствам премиум класса относятся приборы с угловой точностью в пределах 0,5-1 сек. Зачастую это излишне высокий показатель, переплата за который является необоснованной. При выполнении строительства обычно выбирают тахеометр, дающий погрешность в пределах 2-3 сек. Самыми продаваемыми, в связи с доступностью, выступают приборы с уровнем точности 5 сек.

Погрешность до 5 сек по факту дает на местности отклонение на 1-2 мм на 1 км в обе стороны. Тахеометр с отклонением 5-9 сек имеет погрешность 2-3 мм на 1 км.

Указанный в техническом описании к прибору уровень погрешности зачастую на практике достигается крайне редко. Дело в том, что тестирование приборов проводится в идеальных условиях, которые на улице сложно воссоздать. На величину погрешности может повлиять температура, влажность, атмосферное давление. Поэтому нужно выбирать устройство с запасом точности.

Уровень дальности измерения

Определяющей характеристикой любого тахеометра выступает дальность измерения, на которую тот способен. Это значение зависит от применяемого в конструкции дальномера. Они могут быть безотражательными, что делает работу по измерению максимально простой, или требовать применение призм. Последние устанавливаются в дальней точке, относительно которой проводятся замеры, и устройство на них фокусируется. При работе в сложных условиях установка призм может быть невозможной, к примеру, на скалистой местности.

Дальность измерений исчисляется метрами. Ее уровень в технических характеристиках прибора обычно выше реального. Если тахеометр работает по безотражательному методу, то его функциональность во многом зависит от типа поверхности, на которой выполняется фокусировка. Максимальная дальность без использования призм возможна при прицеливании на гладкий светлый объект. На темной рельефной поверхности дальность замеров сокращается.

Тахеометр с дальностью измерения до 500 м может использоваться при археологических исследованиях, в строительстве, разбивки местности в городской черте и пригороде. Приборы способные делать замеры свыше 500 м самые универсальные. Помимо стандартных задач, они подходят для выполнения топографической съемки. Приборы для картографии совместно с призмой могут проводить замеры на дистанцию до 5000-7000 м. Также они применяются при строительстве трасс.

Объем памяти

Тахеометры способны сохранять результаты своих замеров в собственной памяти. Это исключает необходимость в применении внешних носителей данных, и периодически копировать замеры на компьютер. Такой уровень памяти считается оптимальным и зависит от частоты применения оборудования. В среднем приборы запоминают 10-60 тыс. строк. При этом многие из них поддерживают функцию установки карты SD. В отличие от обычного USB накопителя, такая карта не выпирает из корпуса, поэтому не может зацепиться при переноске тахеометра и выпасть, тем самым вызвав безвозвратную потерю данных.

Допустимые температурные условия работы

Тахеометр может применяться в широком температурном диапазоне. Прибор используется как в условиях мягкого климата, так и в северных широтах. Важно, чтобы устройство могло функционально переносить те температуры, в которых им пользуются. К примеру, обычные тахеометры рассчитаны на холод до -20°С. При их использовании на севере в -50°С, приборы отключаются. В первую очередь страдает источник питания. Аккумулятор неадаптированных к сильному морозу тахеометров быстро разряжается, он может испортиться. Многие производители делают приборы с подогревом экрана и клавиатуры, поэтому те перемерзают.

Виды интерфейса

Удобство работы с тахеометром во многом зависит от наличиствуемого у него интерфейса. Обычно на корпусе имеются разъемы для подключения кабеля USB и WLAN. Кроме этого нормой является поддержка беспроводной связи Bluetooth и WiFi.

Данные разъемы необходимы для передачи данных или подключения тахеометра к геодезическому приемнику. Поддержка Bluetooth исключает необходимость использования проводов, что очень удобно и ускоряет установку прибора на точках.

Тахеометр более высокого ценового сегмента имеет встроенный GPS модуль. Он позволяет передавать координаты по спутниковой связи на любое расстояние. Важно, чтобы прибор поддерживал конкретную спутниковую систему, имеющую лучшее покрытие в регионе, где обычно выполняется работа. В противном случае передача данных будет невозможна в определенное время суток, когда нужный спутник располагается к поверхности Земли под острым углом. В это время толща атмосферы препятствует движению сигнала. Он сможет проникать, когда спутник окажется сверху.

Меню панели управления

Панель управления цифровых тахеометров представлена в виде сенсорного или обычного дисплея с кнопками. Она позволяет регулировать все рабочие процессы устройства:

Ввод данных.
Обработка информации.
Запись во внутренней памяти.
Переключение между режимами.

Стандартная панель управления имеет набор кнопок:

Включения и отключения.
Буквенно-цифровая клавиатура.
Стрелки вверх, вниз, влево, вправо.
F1,F2,F3,F4 – клавиши изменения режимов.

На самом дисплее отображаются строчки горизонтальных и вертикальных углов. Также на экране имеется строка горизонтальных проложений, постоянный коэффициент призмы.

Приобретение подержанного тахеометра

Тахеометр достаточно дорогой прибор, поэтому с целью экономии его можно приобрести с рук. Подержанные устройства могут иметь ряд неисправностей, делающих невозможным их применение. При покупке б/у устройства важно наличие на него документов. На рынке можно встретить краденые приборы, находящиеся в розыске.

При осмотре тахеометра следует в первую очередь обратить внимание на его целостность. На нем не должно быть внешних повреждений в виде вмятин, потертостей, глубоких царапин. Винты должны быть с целой резьбой, вращаться плавно, что важно для точной регулировки.

При осмотре оптики важно, чтобы изображение было одинаково ярким по всему полю. Не должно быть царапин и пятен. Стоит также проверить непосредственную работу, хотя бы по тем функциям, которые обычно используются чаще всего.

Современный рынок измерительных инструментов чрезвычайно богат разнообразием всевозможного инструментария. Одним из широко используемых геодезических измерительных приборов нового поколения можно назвать тахеометр, служащий для измерения дальних расстояний, высот и углов в линейных плоскостях с помощью зрительного контакта.

Первые модели тахеометров появились не так давно, в семидесятых годах XX века. Это был некоторый симбиоз оптического теодолита и светодальномера, объединённых чуть позднее в общую корпусную коробку, и оснащением управляющей настройками и замерами панелью, позволяющую вводить значения углов. Настоящим прорывом в эволюции тахеометров стало использование электронной оптической системы отсчёта углов вместо оптической.

Выяснив, что такое тахеометр, следует определить сферы его применения. Использование этого инструмент практикуется для определения координат и превышений точек географической местности в следующих случаях:

наземная топографическая съёмка местности для разработки топологических карт;
геодезические и строительные разбивочные работы: вынос на местность взаимного расположения (координат) и превышений проектных решений;
определение прямоугольных и полярных позиционных величин;
измерение параметров объектов, к которым нет физического доступа;
если предусмотрено конструкцией, тахеометр может выполнять сопутствующие вычисления;
прочие топологические работы, задействованные при строительстве, археологических раскопках, обустройстве дорожного полотна.

Точность и дальность производимых замеров зависит от конкретной модели тахеометра, его конструкции и внешних климатических характеристик: температуры воздушной среды, атмосферного давления, показателей относительной и абсолютной влажности.

Виды и классификация

Классификация тахеометров достаточно развернута и определяется свойствами, функциями, принципами использования, заложенными в ее основу.

Исходя из сфер применения, можно выделить следующие категории тахеометров:

строительные, обеспечивающие геодезическое сопровождение съемки;
технические, содержащие базовый набор функций (установка станции, вынос точек) и решающие простейшие, рутинные задачи;
инженерные, обладающие исключительной достоверностью полученных данных и расширенным функционалом и применяемые в исполнительных съёмках и сложных разбивочных работах.

По принципу работы принято за основу следующее деление тахеометров на:

оптические (номограммные) – сложные оптические теодолиты, оборудованные специализированным номограммным кипрегелем;
электронные (цифровые) – устройство с внутренней памятью под запись и хранение результатов замеров и вычислений, в котором конструктивным образом объединены электронный теодолит и световой дальномер;
автоматизированные (роботизированные), дающие идеальное сочетание точности и эффективности замеров они применимы для мониторингов, сложных изыскательских и инженерных задач.

Конструктивное исполнение подразделяет все семейство тахеометров на:

модульные, состоящие из отдельных оптического или электронного теодолита и светодальномера;
интегрированные, представляющие собой единый механизм из составляющих его зрительной трубы, панели управления и процессора;
неповторительные с плотно закреплённым на подставке лимбом.

Режим работы инструмента определяет диапазон измерения дальности расстояний и классифицирует тип тахеометра на:

отражательный (призменный) – до 5 км и более;
безотражательный, имеющий возможность производить замеры расстояний до произвольной плоскости в диапазоне до полутора километров. Использование этого режима обладает множеством нюансов, так как дальность измерений значительно зависит от отражающих свойств обрабатываемой поверхности. Для гладкого и светлого объекта дальность значительно превышает аналогичный показатель, выполненный для темного или рельефного.

На рынке рассчитанных на проведение геодезических исследований измерительных приборов сейчас присутствуют модели электронных тахеометров, оснащённых сочетающимся с системой фокусирования визирной трубы дальномером. Преимущество такого инструмента состоит в возможности измерения расстояний объекта, на который обращена визирная труба.

Все чаще и чаще производители анонсируют модели тахеометров, оснащённых системой GPS. Наличие обычного GPS-навигатора с функцией Bluetooth или приемника геодезического класса GNSS GPS-поиск позволит легко и быстро обнаружить цель по заданным координатам.

Общее устройство

Тахеометр состоит из двух ключевых частей:

неподвижная часть – платформа прибора, представляющее собой трёхопорное устройство (треггер), оснащённый пузырьковыми двухплоскостными уровнями, круглым или электронным уровнем;

подвижная часть является совокупностью следующих компонентов:

алидада в форме колонки;
панель управления с монитором;
зрительная труба;
визир оптического отвеса;
аккумуляторная батарея;
зажимные микрометренные винты.

Любой тахеометр оборудован системой компенсаторов, автоматически выравнивающих инструмент при отклонении его положения относительно уровня горизонтали.

Принцип работы

Работа большинства тахеометров основана на двух методах и обусловлена конструктивным исполнением самого геодезического агрегата:

Фазовый метод: расстояния определяются путем измерения разности фаз излучаемого и отраженного светового луча.
Импульсная технология применяется в некоторых новейших моделях, оснащённых высокоточной электроникой: расстояние измеряется по времени прохождения лазерного луча до отражателя в прямом и обратном направлении.

В зависимости от модели пользовательским интерфейсом можно пользоваться как с клавиатуры, так и используя сенсорный дисплей со стилусом – принципы работы одни и те же, за исключением моментов выбора и ввода информации.

Основные выполняемые функции базируются на принципе работы тахеометра: замеры координат; замеры высот труднодоступного или недоступного объекта; вычисление необходимых величин; вынос на местность проектных точек высот, дуг и линий и т.д. Базовым функциональным назначением устройства является значительное упрощение проведения геодезических работ по сравнению с другими инструментами.

Эксплуатация тахеометра

Достаточно сложная конструкция инструмента, множество настроек и функциональных возможностей делают работу с тахеометром при определенных навыках не только удобной, но и высокоточной. У начинающего пользователя могут возникнуть вопросы по правильности ввода данных по станции.

Как пользоваться тахеометром? Ниже приведена пошаговая последовательность основных действий:

Следует установить штатив на определенной точке местности и отрегулировать положение ножек штатива-треножника на удобную высоту.

Следует центрированно и надежно установить тахеометр с треггером на местности: для установки над определенной точкой необходимо воспользоваться оптическим отвесом треггера или лазерным отвесом, для установки инструмента в произвольном месте отвеса не требуется.
Включить тахеометр красной кнопкой питания, при необходимости наклонить зрительную трубу и выставить уровень для достижения точного центрирования и горизонтирования инструмента.
Запуск и работа с пунктами главного меню приложений (прикладных программ) зависит от конкретной модели инструмента и выполняемых съемочных работ.

На данном этапе выполняется настройка станции для установки и ориентирования прибора, выбор системы координат и создание списка рабочих проектов.

Тахеометр имеет целый комплекс конфигурируемых пользователем параметров и функций, позволяющий выполнять различные настройки в соответствии с индивидуальными пожеланиями и объединять их в конфигурационные наборы.

Следует помнить, что не следует выполнять одновременные измерения двумя устройствами на один и тот же объект: это приведет к смешиванию отражённых сигналов и неизбежному искажению результатов замеров.
Выполненные вовремя поверки и юстировки инструмента призваны обеспечить необходимую точность проводимых работ и минимизировать инструментальные погрешности.
Результатом работы будут являться записанные и обработанные данные необходимых для выполнения конкретных работ измерений.

В процессе работы необходимо понимать, то при измерениях расстояний с использованием лазерного луча в отражательном режиме на надежность данных может повлиять попадание на пути следа лазера различных объектов: проезжающих машин, кабелей линии электропередач, плотного тумана или сильного снегопада, пролетающих птиц или листвы деревьев и кустарников.

Современные тахеометры с присущей им комплексно разработанной системой обрабатывающих данные замеров прикладных приложений удовлетворяют постоянно растущим требованиям к автоматизированной обработке полученной информации, а так же в полной мере соответствуют новым технологическим нормативам. Работа с таким инструментом удобна и комфортна даже для начинающих специалистов геодезического профиля.

Стоимость тахеометров может существенно варьироваться в зависимости от следующих параметров:

дальности и достоверности производимых измерений расстояний;
дополнительного функционала, расширяющего фронт работ;
набором эксплуатационных форматов и параметров;
габаритных размеров и веса прибора и т.д.

В среднем цена устройства может составлять от 160000 рублей до 800000 рублей и выше для сверхточных профессиональных инструментов, предназначенных для выполнения особо точных и сложных работ.

Тахеометр – геодезический инструмент, измеряющий расстояния и углы. Он определяет координаты и высоту точек на местности, когда осуществляется топографическая съемка местности. И это не единственное его предназначение. Тахеометры бывают разные, а еще к ним, вероятно, потребуются комплектующие. И, конечно, нужно еще научиться пользоваться этим прибором.

Что это такое и для чего нужны?

Это действительно сугубо геодезическое оборудование, позволяющее сверхточно измерять расстояние, а еще углы, по вертикали и горизонтали.

Для геодезический изысканий это устройство практически незаменимо. Например, без него трудно обойтись, измеряя площадки под строительство. Он необходим и для вынесения точек координат на местности, и для самых разных геодезических задач.

Сфера использования тахеометра широка, так как прибор:

выполняет план рельефа объекта съемки;
выносит оси здания при возведении последнего;
мониторит деформацию либо смещение крупных недвижимых объектов, а также природных образований (ориентир на контрольные точки);
подсчитывает площадь.

Не каждое оборудование делает все вышеперечисленное. Чем больше задач у конкретного тахеометра, тем выше он будет стоить. Чтобы удешевить инструмент, делают узкоспециализированные приборы, что, в принципе, отвечает запросам пользователя. А главное – инструмент становится доступным и полностью соответствует своему назначению.

Тахеометры – это техника исключительно профессиональная, в любительских целях такие агрегаты не используются. Запрос на разные виды тахеометров продиктован разными требованиями к ним: то, что необходимо, например, строительной компании, не соответствует интересам организаций, которые занимаются земляными работами.

Надо сказать, что история тахеометров довольно молода, насчитывает примерно полвека. Первые модели представляли собой нечто среднее между оптическим теодолитом и светодальномером, которые вошли в одну корпусную коробку и обзавелись панелью с функцией ввода значения углов. Но все это было только начало, потому что настоящей революцией в производстве тахеометров стало появление электронной оптической системы отсчета углов.

Часто возникает вопрос, чем тахеометр отличается от теодолита, в чем разница. Можно сказать, что тахеометр является одной из разновидностей теодолита. Главное же отличие в том, что у него есть дальномер, поэтому он не только измеряет углы, но и расстояния. И в этом его незаменимость и заключается. У этого устройства есть свои принципы работы.

Может работать на фазовом методе, то есть определение расстояний обусловлено вычислением разности фаз 2 лучей: отраженного и излучаемого.
Импульсная технология заключается в использовании возможностей высокоточной электроники. Чтобы измерить расстояние, нужно определить время прохождения луча до отражателя и обратно.

Импульсная технология, как несложно догадаться, более продвинутая. Но и стоит такая техника немало.

Есть несколько вариантов классификаций приборов.

По принципу работы

Инструмент может быть оптическим, цифровым и даже роботизированным.

Оптический – это устаревшая модель, которая является полностью механической. То есть работает она на ручном управлении. Можно сказать, что оптические тахеометры – это и есть теодолиты, только они имеют сложный многогранный кипрегель.
Цифровой прибор работает на электронной составляющей. Именно она автоматически производит почти все расчетные операции, сохраняя в памяти данные. Цифровая техника, безусловно, очень эффективна.
Роботизированные приборы работают на электрическом приводе, потому ручное наведение не потребуется. Они точные, эффективные, но очень дорогие. А поэтому частотой применения такая техника похвастаться не может.

Но их использование обеспечивает очень быстрое получение координат точек, а если изыскания масштабные, это действительно важно.

Тахеометры также могут быть:

круговыми – отличаются нитяным дальномером, а также цилиндрическим уровнем на алидаде;
внутрибазными – база в приборе нужна для определения горизонтального проложения, измерение же вертикальных углов дает возможность измерить превышения;
номограммными – они определяют превышения и горизонтальные проложения дистанций согласно номограмме, которая различается в трубе инструмента во время наблюдения;
электрооптическими – внутри техники есть допприбор, отвечающий за автоматизацию съемки;
авторедукционными – отмечают превышения и горизонтальные дистанционные проложения по горизонтальной рейке двойного изображения.

По сфере применения

Тахеометры применяются в разных сферах.

Инженерный тахеометр имеет фотокамеру, которая позволяет построить трехмерную модель местности. У него также есть цветной дисплей, процессор и очень комфортное программное обеспечение. А чтобы удобнее было хранить информацию, к прибору можно подключить цифровой носитель (флешку). Полученную информацию можно передавать по Wi-Fi, например.
Строительный тахеометр имеет безотражательный дальномер. Но ведет прибор и отражательную, и безотражательную съемку. Алидады в конструкции такой техники нет.
А также есть более простые приборы, они называются техническими, имеют только отражательный дальномер, и их обслуживание предполагает 2 операторов: реечника и управляющего.

Есть тахеометры модульные, составленные из независимых элементов, а есть интегрированные – единый механизм под одним корпусом. Интегрированная техника может быть моторизированной и автоматизированной. У моторизированного прибора, например, есть сервопривод, который дает возможность снимать в одно время множество точек.

Автоматизированный тахеометр имеет и сервопривод, и системы распознавания, захвата и отслеживания целей. И это уже настоящий роботизированный геодезический комплекс с огромным количеством преимуществ, потому что он делает выполнимыми множество задач.

Стоит, наверное, объяснить, чем отражательный прибор отличается от безотражательного:

отражательный также называют призменным, и он ведет съемку до 5 км+;
безотражательный проводит замеры расстояний до так называемой произвольной плоскости, диапазон которой 1,5 км, и использование этой техники имеет множество нюансов.

Если говорить о том, какую высокоточную технику с современными характеристиками именно сейчас отличает большой спрос, то это модели с системой GPS.

В них есть знакомый многим навигатор с блютуз-функцией, и быстрый поиск по заданным координатам – действительно отличная опция для тахеометра.

Комплектующие

Современный электронный тахеометр может потребовать приобретения довольно большого списка комплектующих. Лучше, чтобы у всех элементов, включая штатив или треногу и прочие приспособления, был один и тот же производитель. Могут понадобиться:

ноутбук, который будет отвечать за всю автоматизацию процесса камеральных и геодезических действий;
штативы или треноги с широкими головками, на которые удобно устанавливать оборудование, которые тяжелы по весу и сделаны из дерева (или, например, фиберглассовые);
буссоль, которая ориентирует прибор на местности в северную сторону;
разного рода фильтры солнцезащиты;
шнуровой отвес, который нужен, чтобы выставить штатив над точкой и четко центрировать технику;
крепящиеся на окуляр диагональные насадки, которые делают наблюдения более удобными и наводят зрительную трубу на серьезные углы наклона;
устройства передачи данных, в числе которых и кабель;
призмодержатели;
адаптеры регулирования высоты отражателя;
отражатели и пленки к ним в комплекте;
адаптеры для регуляции высоты отражателя;
вехи видимостей отражателя;
аккумуляторы и переходники.

Стоит сказать, что в геодезии, конечно, используются и подержанные приборы. Они также справляются с проверкой вертикальности колонн или фасадной съемкой, активно используются в строительстве и не только. И к ним комплектация часто идет от продавца, что удобно для покупателя. На каждый такой прибор, тем более дорогой (с лазерными комплектующими, со сканирующими устройствами), должны быть документы. Сам прибор должен быть целостным, без потертостей и серьезных царапин. На винтах – неповрежденная резьба, их вращение должно быть плавным, потому что это обеспечивает точную регулировку. Должен быть точно известен срок полезного использования техники.

Обзор производителей

Одна из самых востребованных марок – японская компания Sokkia и Topcon. Конечно, нельзя не включить в список швейцарскую Leica, а также американскую Trimble. Конечно, и у этих гигантов рынка уже появляются конкуренты, потому что техника, которая измеряет расстояния и углы, становится более востребованной.

Например, модель Leica TS02plus R500 активно используется в строительной сфере. Модель может измерять любой участок местности, она хорошо зарекомендовала себя в сельском хозяйстве, оптимальна и для кадастровых съемок, и для дорожных работ.

У тахеометра, к тому же, фирменное ПО. Можно использовать разбивку, вынос на натуру, точно измерять площадь и высоту.

Для сравнения – японская модель Sokkia CX-102 LNL. Это тоже профессиональная техника, максимально упрощающая работу оператора. В горной промышленности такая модель особенно востребована. У тахеометра есть несколько допприложений, чтобы точность измерений была безукоризненной. Внутренней памяти техники хватает на 5 рабочих смен. А те, кто уже воспользовался устройством, особенно отмечают его антибликовый экран.

Как правильно пользоваться?

Инструмент непростой, и инструкция к нему также довольно сложная.

Штатив устанавливается на необходимой точке местности, после чего регулируются ножки штатива-треноги на удобной для оператора высоте.
Если тахеометр имеет трегер, то для установки на нужной точке используется оптический отвес (либо лазерный отвес). Если тахеометр устанавливается в произвольном месте, отвес не нужен.
Включается прибор предсказуемо – красной кнопкой питания. Если нужно, наклоняется зрительная труба, выставляется уровень, чтобы максимально точно центрировать и горизонтировать технику.
Запускается программа главного меню. Настраивается станция, чтобы установить и ориентировать технику, выбирается система координат, создается список рабочих проектов.
Обязательно должны вовремя выполняться поверка и юстировка инструмента, что обеспечит точность работ (периодичность этих процедур обычно предусмотрена инструкцией).

В процессе работы с тахеометром важен не только класс точности техники, но и знание некоторых нюансов. Например, если используется лазерный луч в режиме отражения, надежность собранной информации будет зависеть от того, попадет ли на след лазера какой-то объект: проезжающая машина, кабели линии электропередач, снегопад, туман, птицы, листва.

После того как аппарат установлен, введена его высота, начинается набор пикетов, то есть съемка точек. Если весь участок невозможно снять с одной локации, инструмент надо перенести на какую-то пикетажную отметку и продолжить работу. Можно также использовать технологию контроля тахеометрического хода, отсчет берется от известныехкоординат. ПО определит расхождение, сравнит его с допустимыми данными, и, если все в норме, само же и введет поправки в величины высот и координат.

Читайте также: