Elektronisk totalstation – i spørgsmål om geodesi kan du ikke undvære det

Indholdet af artiklen

• Hvad er en totalstation?
• Historik og princip for driften af ​​den samlede station
• Typer af elektroniske samlede stationer
• Fordele ved den samlede station
• Producent af tachometer
• Hvad er skjult bag prisen på en totalstation?
• I slutningen

I denne artikel: Definition af en totalstation historie og arbejdsprincip; typer elektroniske totalstationer; fordele i forhold til andre geodetiske instrumenter; de største producenter af samlede stationer.

Ved produktion af ethvert bygge- eller undersøgelsesarbejde kræves en nøjagtig beregning af forskellene i landskabet på et givet sted, og nogle gange er dens areal tusinder af kvadratmeter. Traditionelle geodetiske instrumenter – teodolit, afstandsmåler, niveau og måling af bånd fungerer ikke her, ellers vil målingerne tage uger, ikke mindre. Og timingen er blevet et vigtigt punkt i dag – kunder vil foretrække de kunstnere, der afslutter arbejdet så hurtigt som muligt, og entreprenører har flere og flere grunde til at udstyre deres specialister med moderne konstruktionsudstyr … I vores tidsalder med avanceret computerteknologi er behovet for fysiske beregninger og tegninger forsvundet – alt gør computer med passende software. At gøre en undersøgelse af stedet på kortest mulig tid og med de mest nøjagtige resultater vil hjælpe en universal geodetisk enhed – et elektronisk tacheometer.

Hvad er en totalstation?

Et tacheometer er en geodetisk enhed, der giver dig mulighed for hurtigt og med høj nøjagtighed at få en oversigt over et givet område “i plan” med et komplet billede af lettelsen. Designet af denne enhed inkluderer en lysafstandsfinder, en teodolit, en computer og en elektronisk datalogger – med sin ydre kompakte dimensioner kombinerer den samlede station funktionerne af flere geodetiske instrumenter på en gang. Måling af lodrette og vandrette afstande, områder i en afstand af 5000 m med en fejl på kun 1 cm, vinkler med en nøjagtighed på 2? op til 20? (afhængigt af type og klasse ifølge GOST R 51774-2001), automatisk lagring af de modtagne data i flere tusinde punkter på det målte område, modtagelse og transmission af data via GPRS til en fjerncomputer – dette er ikke de eneste muligheder for en elektronisk totalstation.

Historik og princip for driften af ​​den samlede station

De første geodetiske instrumenter, der meget ligner moderne tacheometre, blev skabt for 50 år siden – i disse semi-mekaniske og semi-elektroniske enheder blev den optiske rækkeviddersøger og theodolit uafhængigt installeret. Efter nogen tid blev theodolit og rækkeviddesøgeren kombineret i et hus, den resulterende enhed var udstyret med et specielt panel, der giver dig mulighed for at indtaste vinkelværdierne. Den første fulde fulde totalstation blev oprettet i Sverige – i den blev vinkelmåling ændret fra optisk til elektronisk, hvilket gjorde det muligt at automatisere geodetisk arbejde. Således optrådte elektroniske totalstationer på markedet for cirka 25 år siden, de er produceret af amerikanske, japanske og schweiziske virksomheder..

Princippet for drift af en elektronisk totalstation er enten baseret på fasemetoden eller, i mere moderne modeller, på pulsmetoden. Den første metode er faseforskellen mellem de projicerede og returnerede bjælker, den anden er den tid det tager for laserstrålen at køre fra den samlede station til reflektoren og tilbage. Afstanden, hvorpå enheden er i stand til at fungere i refleksionsfri tilstand, afhænger af farven på den overflade, som bjælken projiceres på – lette og glatte overflader øger arbejdsafstanden for den samlede station flere gange sammenlignet med mørke, men den vil ikke overstige 1.000 – 1.200 m. Lineært interval målinger i reflekterende tilstand – ikke mindre end 5000 m.

Typer af elektroniske samlede stationer

Alle fremstillede modeller er opdelt i flere typer i henhold til deres anvendelse:

• tekniske totalstationer. Elektroniske enheder af denne type er de billigste, fordi er kun udstyret med en reflekterende afstandsmåler og kræver geodetiske målinger fra et team af to ansatte – operatøren af ​​den tekniske totalstation og jernbanevirksomheden;
• konstruktion tacheometre. Udstyret med en reflektorfri afstandsmåler, dvs. er i stand til både reflekterende og reflekterende optagelse. Der er ingen alidad i konstruktionen af ​​bygning af tacheometre;
• tekniske tacheometre. Disse enheder er designet til at udføre en lang række opgaver og er udstyret med et kamera, der bruges til opbygning af tredimensionelle terrænmodeller, en farve touchscreen-skærm, en moderne processor og praktisk software, slots og porte til USB og flash-kort. Moderne modeller af samlede totalstationer understøtter et antal kommunikationskanaler – Wi-Fi, Bluetooth osv..

Derudover er samlede stationer opdelt i modulopbygget, der består af separate (uafhængige) elementer og integreres, hvor enhederne kombineres under et hus til en enkelt mekanisme. De sidste typer er motoriserede og automatiserede totalstationer. Den første af dem er udstyret med et servo-drev, der tillader kortlægning af flere punkter på samme tid, det andet med et servo-drev og systemer, der er i stand til at genkende, fange og spore mål, faktisk er disse allerede robotgeodetiske komplekser. Enheder til dette design er designet til en-personmåling, og robot-totalstationer tillader fjernoptagelse, mens nøjagtigheden af ​​resultaterne garanteres at være høj.

I henhold til undersøgelsens karakteristika er elektroniske samlede stationer opdelt i:

• cirkulær, med en filamentafstandsmåler og et cylindrisk niveau på den lodrette cirkel af alidaden;
• nomogram, beregning af overskridelser og vandrette afstande af afstande i henhold til nomogram, adskilt i anordningens rør under observation samt langs den lodrette skinne;
• autoreduktion, overskud og vandret afstand mellem afstande, som bestemmes af en vandret skinne med en dobbelt billedmåler;
• in-base, hvis base er ved tachometeret og er beregnet til direkte beregning af den vandrette afstand, og målinger af lodrette vinkler giver dig mulighed for at beregne overskuddet;
• elektrooptisk udstyret med en ekstra elektronisk enhed, der tillader automatisering af optagelse.

Fordele ved den samlede station

Hvis vi sammenligner arbejdet med teodolit og tacheometer, er det i første tilfælde nødvendigt at føre poster i loggen, i det andet – kun for at holde en kontur, og enheden registrerer og gemmer data om afstande, vinkler og staknumre i hukommelsen. Når du ændrer placeringen af ​​denne geodetiske enhed, skal du blot indstille en ny station og den første station, derefter pege på reflektoren og få målingerne beregnet af den samlede station ved kun at trykke på en knap.

Det elektroniske tacheometer beregner vandrette afstande uafhængigt i automatisk tilstand. Enhedsmonitoren viser enten hældningsafstand, vandret position og højder, eller skråningens afstand og vinkler (vandret og lodret) – visningen af ​​en af ​​de to dataindstillinger styres manuelt af operatøren.

Tacheometer er uerstattelig, når der udføres stakeout – indstil det på et punkt, hvis koordinater er kendt, indstil koordinaterne for orienteringspunktet, eller indtast retningsvinklen for orientering. Derefter indstiller du det punkt, der skal angives ved at indtaste dets koordinater – rotationsvinklen og afstanden, du vil måle i denne retning, vises på enhedens monitor. Selvfølgelig kan du ved hjælp af en totalstation måle afstanden mellem punkter og højden på objektet, målinger med en forskydning – denne enhed udfører alle funktioner af teodolit.

Når du udfører geodetiske værker i et stenbrud, vil en sådan funktion være praktisk – at få dine egne koordinater ved resektion. Ved den første installation af den elektroniske totalstation, ved hjælp af reflekterende bånd, beregnes koordinaterne for flere objekter placeret ved kanterne af stenbruddet. Ved afslutningen af ​​stenbruddet geninstalleres enheden, og ved hjælp af resektionen beregnes koordinaterne for installationspunktet, og stenbruddet undersøges. Den passende software baseret på de samlede stationberegninger hjælper dig med hurtigt at få et billede af det arbejde, der udføres i stenbruddet – diagrammer i firkanter, med deres generelle beskrivelse.

Ved sin design er den elektroniske totalstation beregnet til feltarbejde. Støv eller snavs, regn eller sne, temperaturændringer – alt dette vil ikke skade enheden. Blandt modellerne af totalstationer har hver producent enheder, der er designet til at arbejde under særligt barske forhold – deres lavtemperaturregime er op til minus 30 ° С. Det er dog værd at vælge dem kun i tilfælde, hvor det virkelig skal fungere i de nordlige regioner eller under nogle specifikke forhold..

Producent af tachometer

De mest berømte globale producenter af elektroniske totalstationer på vores marked er det japanske firma Sokkia Topcon med mærkerne Sokkia og Topcon, det schweiziske firma Leica Geosystems AG med Leica-mærket, det svenske GeoMax (mærke med samme navn), den amerikanske Trimble Navigation med Nikon- og Trimble-mærkerne, og Spectra Precision (anonyme mærke).

Selskab Sokkia Topconer kendt for sine produkter inden for byggeri og geodesi i 100 år, de instrumenter, der er produceret i dets virksomheder, har traditionelt høj nøjagtighed og japansk kvalitet.

Leica Geosystems, Tidligere kendt for sit Leica-mærke inden for fotografisk udstyr (kameraer under dette mærke produceres stadig), blev det dannet i 1990 ved fusion af flere virksomheder og er koncentreret om produktion af kun geodetisk udstyr. Udstyr fra dette mærke bruges i vid udstrækning i geodesi – både i jordbaseret og i satellit.

Schweizisk producent af udstyr inden for geodesi og konstruktion, firma GeoMax, Siden starten i 90’erne har det med succes konkurreret med Leica-mærket på det europæiske marked. Dette selskabs produktlinje, som er geodetisk udstyr og dets software, er kendetegnet ved enestående kvalitet og målenøjagtighed..

Selskab Trimble-navigation, med base i USA, begyndte det sin eksistens i 1978 med produktionen af ​​navigationsteknologier til maritim navigation. Med udviklingen af ​​pladspositionering begyndte virksomheden for 25 år siden at oprette GPS-navigatører, og siden 2003 og efter at have erhvervet Nikon-mærket, en bred vifte af geodetisk udstyr.

Amerikansk producent af landmåler Spectra præcisionoptrådte i 1997 og blev dannet som et resultat af fusionen mellem flere producenter af landmåleinstrumenter og teknologier. I dag er det det største mærke af undersøgelsesudstyr, kendt for sine innovative teknologier..

Blandt mærkerne af elektroniske totalstationer hos de anførte producenter er der masser at vælge imellem det nødvendige udstyr, det være sig en teknisk eller en robot totalstation. Det hele afhænger af kundens behov, de arbejdsforhold, hvor den samlede station skal bruges.

Hvad er skjult bag prisen på en totalstation?

Der er en enorm afstand mellem de nedre og øvre prissegmenter af tacheometre, hundretusinder af rubler. Robotgeodetiske enheder er skræmmende i deres kompleksitet og omkostninger, jeg er sikker på, at enhver hovedkontor eller forretningsfører med meget lidt kendskab til geodesi vil være fjendtlig over for en anmodning om at købe, sige, en Sokkia NET1200 totalstation (gennemsnitspris – 1.300.000 rubler). Hvis du kun oversætter alt til penge, vil den meget billigere Topcon GTS-105N være meget pænere for regnskabsafdelingen (gennemsnitsprisen er 170.000 rubler)! Er det fornuftigt at bruge millioner på en robot totalstation?

Hvis vi betinget opdeler alle eksisterende modeller af totalstationer i det øverste prissegment i instrumenter udstyret med servomotorer, halvautomatisk (udstyret med et sporingssystem) og automatisk (robotter fjernbetjent) og overvejer effektiviteten af ​​arbejde ud fra en feltundersøgers synspunkt, er deres fordele i forhold til mindre dyre modeller tydelige.

Under feltgeodetisk arbejde bruges en betydelig del af tiden på flere punktering og fokusering af den samlede station, som ikke er udstyret med servomotorer og et automatisk sporingssystem. Efter adskillige timer og ikke under de bedste vejrforhold falder operatørens koncentration, hans øjne er våde, kroppen kæmper efter træthed – som et resultat falder målepræcisionen. Et halvautomatisk tacheometer, som uafhængigt sporer ændringer i reflektorens placering og let kan sigte mod det, uanset vejrforholdene på jorden, vil gøre operatørens fysiske aktivitet markant lettere..

Tacheometer Sokkia NET1200

Intet behov for en ledsager for at flytte reflektoren – som regel under arbejdet peger ingeniør-operatøren af ​​en simpel (justerbar og manuelt styret) totalstation til pikets til en assistent med et personale. Nøjagtigheden af ​​målinger under geodetisk arbejde med en skinnepartner er langt fra ideel, fordi en erfaren landmand kan ikke vurdere situationen på picket-punktet, og assistenten har ikke tilstrækkelig viden til dette. Semiautomatiske enheder giver dig mulighed for at ændre arten af ​​det geodetiske arbejde – enheden har en mindre erfaren operatør, der ikke udfører indstillinger og kun trykker på knapperne på den samlede station på kommando af en ingeniør med en reflektor, der nøjagtigt bestemmer stakets position. Når man beskæftiger sig med en robot totalstation, foretages alle målinger kun af en ingeniør med en stab, der fjernstyrer den geodetiske enhed – fra en staket.

Robot-totalstationer bliver ikke trætte og begår ikke fejl, fordi de er ikke i stand til dette – de bruger ikke mere end 4 sekunder for hver stak, uanset antallet af arbejdstimer. De dyreste modeller af totalstationer er designet til nøjagtige tekniske målinger med minimale fejl og udfører uafhængige beregninger på kortest mulig tid. Et eksempel på en sådan robot totalstation er Leica TS30 med en vinkelnøjagtighed på 0,5?, Evnen til at udføre 5.000 målinger og foretage en 180 ° drejning af teleskopet og alidade på kun et sekund, hvis gennemsnitlige omkostning er 2.600.000 rubler.

Elektronisk totalstation med høj præcision Leica TS30

Relativt billige elektroniske totalstationer har et sæt funktioner, der er tilstrækkelige til brug på byggepladser, de vil ikke være nok til tekniske formål. Karakteristika for en simpel elektronisk bygning totalstation, for eksempel Nikon DTM-322 (vinkelnøjagtighed 5?): Optik i høj kvalitet, lav vægt, en-akset kompensator. I stedet for batterier kan du bruge almindelige 1,5 V batterier, det største måleområde i prisme tilstand er 2 300 m, gennemsnitspris – 160.000 rubler. Mere nøjagtigt bygningstacheometer Trimble M3 DR, med en vinkelnøjagtighed på 5 °, en to-akset kompensator, et område til en refleksskinne på 3.000 m, et batteri til kontinuerlig drift i 8 timer, tilstedeværelsen af ​​Bluetooth og en gennemsnitlig pris på 340.000 rubler.

Trimble M3 DR TA Total Station

Tekniske totalstationer, for eksempel Sokkia SET1X: 1? vinkelnøjagtighed, højbits farve touchscreen display, måleområde til reflektor 5.000 m, to-akset kompensator, to litiumbatterier i 14 timers kontinuerlig drift, bluetooth, USB-port, kortlæser, OS Windows CE – gennemsnitspris 690.000 rubler.

Motoriserede ingeniørstationer værdige omkring 850.000 rubler. har en lavere vinkelnøjagtighed (ca. 5?), men letter opgaverne for en inspektør markant. Leica TS15 M R400 som eksempel – måleområde til en reflektor op til 10.000 m, fireakset kompensator, hurtig batteriopladning i 7 arbejdstimer, OS Windows CE 5.0 Core, rotationshastighed 45 ° i sekundet, Bluetooth, USB-port, kortlæser, farve berøringsskærm.

Jo højere karakteristika ved modellerne af samlede ingeniørstationer med hensyn til nøjagtighed, hastighed af målinger og databehandling, jo højere er omkostningerne. Det skal bemærkes, at moderne elektroniske ingeniørinstrumenter til geodetiske målinger ikke trues med hurtig forældelse – modeller, der kommer ind i fremtidens marked, vil være baseret på dem og have et lignende sæt funktioner..

I slutningen

Når man vælger en eller en anden model af en elektronisk totalstation, eller mere korrekt vælger man en eller en anden producent, da egenskaberne for totalstationer i deres prissegment generelt er ens, vil det være vigtigt at handle med en erfaren og professionel leverandør. Dets specialister vælger den model, der bedst imødekommer kundens behov, herunder den moderne software, det arbejde, som skal uddannes til kundens ansatte.

Moderne totalstationer er komplekse i deres design og på ingen måde billige – omhyggelig valg af en enhed med et optimalt sæt funktioner er ekstremt vigtigt.