Електронна тотална станция – по въпросите на геодезията не можете без нея

Съдържанието на статията

• Какво е тотална станция?
• История и принцип на работа на общата станция
• Видове електронни общи станции
• Предимства на тотална станция
• Производители на тахеометри
• Какво се крие зад цената на тотална станция?
• Накрая

В тази статия: Определяне на тотална станция история и принцип на работа; видове електронни общи станции; предимства пред други геодезически инструменти; най-големите производители на тотални станции.

При производството на всяка строителна или проучвателна работа е необходимо точно изчисляване на разликите в ландшафта на даден обект, а понякога площта му е хиляди квадратни метра. Традиционните геодезически инструменти – теодолит, далекомер, ниво и измервателна лента няма да работят тук, в противен случай измерванията ще отнемат седмици, не по-малко. И времето е станало важен момент днес – клиентите ще дават предпочитание на онези изпълнители, които завършват работата възможно най-бързо, а изпълнителите имат все повече причини да оборудват своите специалисти с модерна строителна техника … В нашата ера от напреднали компютърни технологии изчезна нуждата от физически изчисления и чертежи – всичко прави компютър с подходящ софтуер. Универсално геодезическо устройство – електронна тотална станция ще ви помогне да проучите обекта в най-кратки срокове и с най-точните резултати.

Какво е тотална станция?

Тахеометърът е геодезическо устройство, което ви позволява бързо и с висока точност да получите оглед на дадена област „в план“ с пълна картина на релефа. Дизайнът на това устройство включва светлинен датчик, теодолит, компютър и електронен регистратор на данни – със своите външно компактни размери, тахеометърът съчетава функциите на няколко геодезически инструментариума наведнъж. Измервания на вертикални и хоризонтални разстояния, площи на разстояние 5000 м с грешка само 1 см, ъгли с точност 2? до 20? (в зависимост от типа и класа в съответствие с GOST R 51774-2001), автоматично запаметяване на получените данни за няколко хиляди точки на измерената площ, получаване и предаване на данни чрез GPRS към отдалечен компютър – това не са единствените възможности на електронна тотална станция.

История и принцип на работа на общата станция

Първите геодезически инструменти, отдалечени подобно на съвременните тахеометри, са създадени преди 50 години – в тези полумеханични и полуелектронни устройства, оптичният далекомер и теодолит са независимо инсталирани. След известно време теодолитът и далекомерът бяха комбинирани в един корпус, полученото устройство беше оборудвано със специален панел, който ви позволява да въведете стойностите на ъгъла. Първата пълноценна тотална станция е създадена в Швеция – в нея отчитането на ъгъла е променено от оптично в електронно, което дава възможност за автоматизиране на геодезическата работа. Така електронните тотални станции се появиха на пазара преди около 25 години, те се произвеждат от американски, японски и швейцарски компании..

Принципът на работа на електронната тотална станция се основава или на фазовия метод, или, в по-съвременни модели, на импулсния метод. Първият метод е фазовата разлика между проектираните и върнатите лъчи, вторият е времето, необходимо за лазерния лъч да премине от общата станция до рефлектора и обратно. Разстоянието, на което устройството може да работи в режим без отражение, зависи от цвета на повърхността, върху която се проектира лъчът – леките и гладки повърхности увеличават работното разстояние на общата станция няколко пъти в сравнение с тъмните, но няма да надвишават 1000 – 1200 м. Линеен обхват измервания в отразяващ режим – не по-малко от 5000 m.

Видове електронни общи станции

Всички произведени модели се подразделят на няколко типа според тяхното приложение:

• технически общи станции. Електронните устройства от този тип са най-евтините, защото са оборудвани само със светлоотразителен далекомер и изискват геодезически измервания от екип от двама служители – оператор на техническа тотална станция и багажник на багажник;
• строителни тахеометри Снабден с далекоглед без отражател, т.е. способен както на отразяваща, така и на неотразителна стрелба. Няма изграждане на алидад в изграждането на общи станции;
• инженерни тахеометри. Създадени за изпълнение на широк спектър от задачи, тези устройства са оборудвани с камера, използвана за изграждане на триизмерни модели на терена, цветен сензорен екран, модерен процесор и удобен софтуер, слотове и портове за USB и флаш карти. Съвременните модели на инженерни тотални станции поддържат редица комуникационни канали – Wi-Fi, Bluetooth и т.н..

В допълнение, общите станции са разделени на модулни, състоящи се от отделни (независими) елементи, и интегрирани, в които устройствата се комбинират под един корпус в един механизъм. Последните видове са моторизирани и автоматизирани общи станции. Първият от тях е оборудван със серво задвижване, което позволява да се изследват едновременно множество точки, вторият със серво задвижване и системи, способни да разпознават, улавят и проследяват цели, всъщност това са вече роботизирани геодезически системи. Устройствата с този дизайн са проектирани за измервания от един човек, а роботизираните тотални станции позволяват дистанционно снимане, докато точността на резултатите ще бъде гарантирана висока.

Според характеристиките на проучването електронните общи станции са разделени на:

• кръгла, с нишка за далекомер и цилиндрично ниво върху вертикалния кръг на алидадата;
• номограма, изчисляване на превишения и хоризонтални разстояния на разстоянията според номограмата, различими в тръбата на устройството по време на наблюдение, както и по вертикалната шина;
• авторедукция, превишаване и хоризонтално разстояние на разстоянията, при които се определят от хоризонтална шина с двоен далекомер на изображението;
• в основата, чиято основа е на тахеометъра и е предназначена за директно изчисляване на хоризонталното разстояние, а измерванията на вертикални ъгли ви позволяват да изчислите излишъка;
• електрооптични, оборудвани с допълнително електронно устройство, което позволява автоматизация на снимането.

Предимства на тотална станция

Ако сравним работата с теодолита и тахеометъра, тогава в първия случай е необходимо да се водят записи в дневника, във втория – само да се поддържа контур, а устройството ще записва и запазва данни в разстояния, ъгли и номера на пикети в паметта. Когато променяте местоположението на това геодезическо устройство, просто трябва да зададете нова станция и първата станция, след това да насочите към рефлектора и да получите измерванията, изчислени от общата станция, като натиснете само един бутон.

Електронният тахеометър изчислява хоризонталните разстояния независимо, в автоматичен режим. Мониторът на устройството показва или разстоянието на наклон, хоризонтално положение и кота, или разстоянието и ъглите на наклона (хоризонтални и вертикални) – дисплеят на една от двете опции за данни се управлява ръчно от оператора.

Тахеометърът е незаменим при извършване на залог – задайте го в точка, чиито координати са известни, задайте координатите на ориентационната точка или въведете ъгъла за ориентация. След това задавате точката, която трябва да се зададе, като въведете нейните координати – ъгълът на въртене и разстоянието, което искате да измерите в тази посока, се показват на монитора на устройството. Разбира се, използвайки обща станция, можете да измерите разстоянието между точките и височината на обекта, измерванията с изместване – това устройство изпълнява всички функции на теодолит.

Когато извършвате геодезически работи в кариера, такава функция ще бъде удобна – получаване на собствени координати чрез резекция. При първото инсталиране на електронната тотална станция с помощта на светлоотразителна лента се изчисляват координатите на няколко обекта, разположени в краищата на кариерата. В края на работата на кариерата устройството се инсталира отново и с помощта на резекция се изчисляват координатите на инсталационната точка и кариерата се изследва. Съответният софтуер, базиран на изчисленията на общата станция, ще ви помогне бързо да направите картина на работата, извършена в кариерата – диаграми в квадратчета, с тяхното общо описание.

По своя дизайн електронната тотална станция е предназначена за полеви работи. Прах или мръсотия, дъжд или сняг, температурни промени – всичко това няма да повреди устройството. Сред моделите на тоталните станции всеки производител има устройства, проектирани да работят в особено тежки условия – техният нискотемпературен режим е до минус 30 ° С. Въпреки това си струва да ги изберете само в случаите, когато наистина трябва да работят в северните райони или при някои специфични условия..

Производители на тахеометри

Най-известните световни производители на електронни тотални станции на нашия пазар са японската компания Sokkia Topcon с марките Sokkia и Topcon, швейцарската компания Leica Geosystems AG с марката Leica, шведската GeoMax (едноименна марка), американската Trimble Navigation с марките Nikon и Trimble и др. Spectra Precision (едноименна марка).

Търговско дружество Сокия Топконизвестен със своите продукти в областта на строителството и геодезията от над 100 години, инструментите, произвеждани в неговите предприятия, имат традиционно висока точност и японско качество.

Leica Geosystems, преди известна с марката си Leica във фотографско оборудване (камери под тази марка все още се произвеждат), тя е формирана през 1990 г. от сливането на няколко компании и е фокусирана върху производството само на геодезическо оборудване. Оборудването на тази марка се използва широко в геодезията – както в наземна, така и в сателитна.

Швейцарски производител на оборудване в областта на геодезията и строителството, компания GeoMax, От създаването си през 90-те години успешно се конкурира с марката Leica на европейския пазар. Продуктовата линия на тази компания, която е геодезическо оборудване и нейният софтуер, се отличава с изключително качество и точност на измерванията..

Търговско дружество Trimble Navigation, базирана в САЩ, тя започва своето съществуване през 1978 г. с производството на навигационни технологии за морска навигация. С развитието на космическото позициониране преди 25 години компанията започва да създава GPS навигатори, а от 2003 г. и след придобиването на марката Nikon, широка гама от геодезическо оборудване.

Американски производител на геодезическо оборудване Прецизна точностсе появява през 1997 г. и се формира в резултат на сливането на няколко производители на геодезически инструменти и технологии. Днес това е най-голямата марка на геодезическо оборудване, известна с иновативните си технологии..

Сред марките електронни общи станции на изброените производители има много да избирате от необходимото оборудване, независимо дали става въпрос за техническа или общо роботизирана станция. Всичко зависи от нуждите на клиента, условията на работа, в които се предполага, че ще се използва общата станция.

Какво се крие зад цената на тотална станция?

Има огромно разстояние между долния и горния ценови сегмент на тахеометрите, стотици хиляди рубли. Инструментите за проучване на роботи са плашещи по своята сложност и цена, сигурен съм, че всеки главен счетоводител или ръководител на бизнес с много малко познания по геодезия ще бъде враждебен на искане за закупуване, да речем, на обща станция Sokkia NET1200 (средна цена – 1 300 000 рубли). Ако преведете всичко само в пари, тогава много по-евтиният Topcon GTS-105N ще бъде много по-хубав за счетоводния отдел (средната цена е 170 000 рубли)! Има ли смисъл да харчите милиони за роботизирана обща станция?

Ако условно разделим всички съществуващи модели на общите станции от горния ценови сегмент на устройства, оборудвани със серводвигатели, полуавтоматични (оборудвани със система за проследяване) и автоматични (роботи, управлявани дистанционно) и разгледаме ефективността на работата от гледна точка на геодезист, тогава техните предимства пред по-евтините модели са очевидни.

По време на полеви геодезически работи значителна част от времето се отделя за многократно насочване и фокусиране на общата станция, която не е оборудвана със серводвигатели и система за автоматично проследяване. След няколко часа и то не при най-добрите метеорологични условия концентрацията на оператора намалява, очите му са воднисти, тялото му боли от умора – в резултат точността на измерванията намалява. Полуавтоматичен тахеометър, който независимо проследява промените в местоположението на отражателя и лесно може да се насочи към него, ще помогне значително да улесни физическата активност на оператора, независимо от метеорологичните условия на земята..

Тахометър Sokkia NET1200

Няма нужда спътник да мести отражателя – като правило, по време на работа инженерът-оператор на обикновена (регулируема и ръчно управлявана) тотална станция насочва към пикетите към помощник с персонал. Точността на измерванията по време на геодезическа работа с партньор-железопътна линия далеч не е идеална, защото опитен геодезист не може да оцени ситуацията в пункта за пикет и асистентът няма достатъчно знания за това. Полуавтоматичните устройства ви позволяват да промените естеството на геодезическата работа – устройството има по-малко опитен оператор, който не изпълнява настройки и само натиска бутоните на общата станция по команда на инженер с рефлектор, който точно определя позицията на пикета. Когато се занимавате с роботизирана тотална станция, всички измервания се извършват само от инженер с персонал, който контролира геодезическото устройство дистанционно – от пикет.

Роботизираните тотални станции не се уморяват и не правят грешки, защото те не са способни на това – ще отделят не повече от 4 секунди за всеки пикет, независимо от броя на работното време. Най-скъпите модели тахеометри са проектирани за точни инженерни измервания с минимални грешки, извършване на независими изчисления в най-кратки срокове. Пример за такава роботизирана тотална станция е Leica TS30 с ъглова точност от 0.5 ?, способността да извърши 5000 измервания и да направи 180 ° завъртане на телескопа и алидада само за една секунда, средната цена на която е 2 600 000 рубли.

Високоточна електронна тотална станция Leica TS30

Сравнително евтините електронни общи станции имат набор от функции, достатъчни за използване на строителни площадки, те няма да са достатъчни за инженерни цели. Характеристики на обикновена електронна сградна тотална станция, например, Nikon DTM-322 (ъглова точност 5?): Висококачествена оптика, ниско тегло, едноосов компенсатор, вместо батерии, можете да използвате обикновени 1,5 V батерии, като най-големият диапазон на измерване в режим на призмата е 2 300 m, средна цена – 160 000 рубли. По-точен строителен тахеометър Trimble M3 DR, с ъглова точност 5?, Двуосен компенсатор, обхват до релсовата шина 3000 м, батерия за непрекъсната работа в продължение на 8 часа, наличие на bluetooth и средна цена от 340 000 рубли.

Trimble M3 DR TA Обща станция

Инженерни общи станции, например Sokkia SET1X: 1? ъглова точност, високо-битов цветен сензорен екран, обхват на измерване до рефлектора 5000 m, двуосен компенсатор, две литиеви батерии за 14 часа непрекъсната работа, bluetooth, USB порт, четец за карти, Windows CE OS – средна цена 690 000 рубли.

Общо станции за моторизиран инженеринг на стойност около 850 000 рубли. имат по-ниска ъглова точност (около 5?), но значително улесняват задачите на геодезиста. Leica TS15 M R400 като пример – обхват на измерване до рефлектор до 10 000 м, четириосен компенсатор, бързо зареждане на батерията за 7 работни часа, OS Windows CE 5.0 Core, скорост на въртене 45 ° в секунда, bluetooth, USB порт, четец за карти, цветен сензорен екран.

Колкото по-високи са характеристиките на моделите на инженерните общи станции по отношение на точността, скоростта на измерванията и обработката на данните, толкова по-висока е тяхната цена. Трябва да се отбележи, че съвременните електронни инженерни инструменти за геодезически измервания не са застрашени от бързо остаряване – модели, които ще влязат на пазара на бъдещето, ще бъдат изградени на тяхна основа и ще имат подобен набор от функции..

Накрая

Когато избирате един или друг модел на електронна тотална станция или по-правилно, избирате конкретен производител, тъй като характеристиките на общите станции в техния ценови сегмент като цяло са сходни, ще бъде важно да се справите с опитен и професионален доставчик. Нейните специалисти ще подберат модела, който най-добре отговаря на нуждите на клиента, включително модерния софтуер, работата с който трябва да бъде обучен на служителите на клиента.

Съвременните тотални станции са сложни по дизайн и в никакъв случай не евтини – внимателният избор на устройство с оптимален набор от функции е изключително важен.