Elektronisk totalstasjon – i spørsmål om geodesi kan du ikke klare deg uten den

I denne artikkelen: Definere en totalstasjon historie og arbeidsprinsipp; typer elektroniske totalstasjoner; fordeler i forhold til andre geodetiske instrumenter; de største produsentene av totalstasjoner.

Når du utfører noen konstruksjons- eller kartleggingsarbeider, er det nødvendig med en nøyaktig beregning av landskapsforskjellene i et gitt område, og noen ganger er arealet tusenvis av kvadratmeter. Tradisjonelle geodetiske instrumenter – teodolit, avstandsmåler, nivå og målebånd vil ikke fungere her, ellers vil målingene ta flere uker, ikke mindre. Og timingen har blitt et viktig poeng i dag – kunder vil foretrekke de utøvere som fullfører arbeidet så raskt som mulig og entreprenører har flere og flere grunner til å utstyre sine spesialister med moderne anleggsutstyr … I vår tids tids avansert datateknologi har behovet for fysiske beregninger og tegninger forsvunnet – alt gjør datamaskin med passende programvare. Å gjøre en kartlegging av stedet på kortest mulig tid og med de mest nøyaktige resultatene vil hjelpe en universell geodetisk enhet – et elektronisk tacheometer.

Hva er en totalstasjon?

En tacheometer er en geodetisk enhet som lar deg raskt og med høy nøyaktighet få en kartlegging av et gitt område «i plan» med et fullstendig bilde av lettelsen. Utformingen av denne enheten inkluderer en optisk rekkeviddersøker, en teodolit, en datamaskin og en elektronisk datalogger – med sin ytre kompakte dimensjoner kombinerer totalstasjonen funksjonene til flere geodetiske instrumenter samtidig. Målinger av vertikale og horisontale avstander, områder i en avstand på 5000 m med en feil på bare 1 cm, vinkler med en nøyaktighet på 2? opp til 20? (avhengig av type og klasse i samsvar med GOST R 51774-2001), automatisk lagring av mottatte data for flere tusen punkter på det målte området, mottak og overføring av data via GPRS til en ekstern datamaskin – dette uttømmer ikke mulighetene til en elektronisk totalstasjon.

Historikk og prinsipp for driften av totalstasjonen

De første geodetiske instrumentene, eksternt likt moderne tacheometre, ble skapt for 50 år siden – i disse semi-mekaniske og semi-elektroniske enhetene ble en optisk rekkeviddersøker og en teodolit montert uavhengig av hverandre. Etter en tid ble teodolitten og rekkeviddesøkeren kombinert i ett hus, den resulterende enheten var utstyrt med et spesielt panel som lar deg angi vinkelverdiene. Den første fullverdige totalstasjonen ble opprettet i Sverige – i den ble vinkelavlesningen endret fra optisk til elektronisk, noe som gjorde det mulig å automatisere geodetisk arbeid. Dermed dukket elektroniske totalstasjoner opp på markedet for omtrent 25 år siden, de er produsert av amerikanske, japanske og sveitsiske selskaper..

Prinsippet for drift av en elektronisk totalstasjon er enten basert på fasemetoden, eller, i mer moderne modeller, på pulsmetoden. Den første metoden er faseforskjellen mellom de projiserte og returnerte bjelkene, den andre er tiden det tar for laserstrålen å reise fra totalstasjonen til reflektoren og tilbake. Avstanden som enheten er i stand til å operere i refleksjonsfri modus, avhenger av fargen på overflaten som bjelken projiseres på – lette og glatte overflater øker arbeidsstasjonen til totalstasjonen flere ganger sammenlignet med mørke, men den vil ikke overstige 1000 – 1200 m. Lineært område målinger i refleksmodus – ikke mindre enn 5000 moh.

Typer elektroniske totalstasjoner

Alle produserte modeller er delt inn i flere typer i henhold til bruken:

• tekniske totalstasjoner. Elektroniske enheter av denne typen er de billigste, fordi er bare utstyrt med en reflekterende avstandsmåler og krever geodetiske målinger av et team av to ansatte – operatøren av den tekniske totalstasjonen og jernbanedirektøren;
• konstruksjon tacheometre. Utstyrt med en reflektorfri avstandsmåler, dvs. i stand til både reflekterende og reflekterende skyting. Det er ingen alidad i konstruksjonen av å bygge tacheometre;
• tekniske tacheometre. Disse enhetene er designet for å utføre en lang rekke oppgaver, og er utstyrt med et kamera som brukes til å bygge tredimensjonale terrengmodeller, en fargeskjermskjerm, en moderne prosessor og praktisk programvare, spor og porter for USB og flash-kort. Moderne modeller av totalstasjoner for ingeniørarbeid støtter en rekke kommunikasjonskanaler – Wi-Fi, Bluetooth osv..

I tillegg er totalstasjoner oppdelt i modulære, bestående av separate (uavhengige) elementer, og integrert, der enhetene er kombinert under ett hus til en enkelt mekanisme. De siste typene er motoriserte og automatiserte totalstasjoner. Den første av dem er utstyrt med en servo-stasjon, som gjør det mulig å kartlegge på flere punkter på samme tid, det andre – med en servo-stasjon og systemer som er i stand til å gjenkjenne, fange og spore mål, faktisk er dette allerede robotgeodetiske komplekser. Enheter med denne designen er designet for måling av én person, og robotstasjoner med total stasjon tillater fjernopptak, mens nøyaktigheten til resultatene garanteres å være høy.

I henhold til egenskapene til undersøkelsen er elektroniske totalstasjoner delt inn i:

• sirkulær, med en glidetrådmåler og et sylindrisk nivå på den vertikale sirkelen av alidaden;
• nomogram, beregning av overskridelser og horisontale avstander for avstander i henhold til nomogram, utmerket i røret til enheten under observasjon, samt langs den vertikale skinnen;
• autoreduksjon, overskudd og horisontal avstand på avstander som bestemmes av en horisontal skinne med en dobbel avstandsmåler;
• i basen, hvis base er ved tachometeret og er beregnet for direkte beregning av den horisontale avstanden, og målinger av vertikale vinkler lar deg beregne overskuddet;
• elektrooptisk, utstyrt med en ekstra elektronisk enhet som tillater automatisering av fotografering.

Fordeler med totalstasjonen

Hvis vi sammenligner arbeidet med teodolitten og tacheometeret, er det i første tilfelle nødvendig å føre poster i loggen, i det andre – bare for å holde en kontur, og enheten vil registrere og lagre data om avstander, vinkler og staketall i minnet. Når du endrer plasseringen av denne geodetiske enheten, trenger du bare å angi en ny stasjon og den første stasjonen, deretter peke på reflektoren og få målingene beregnet av totalstasjonen ved å trykke på bare en knapp.

Det elektroniske tacheometeret beregner horisontale avstander uavhengig av hverandre, i automatisk modus. Enhetsmonitoren viser enten skråningsavstanden, horisontal stilling og forhøyninger, eller skråningens avstand og vinkler (horisontalt og vertikalt) – visningen av et av de to dataalternativene styres manuelt av operatøren.

Tacheometeret er uerstattelig når du utfører stakeout – still det på et punkt hvis koordinater er kjent, still koordinatene til orienteringspunktet, eller skriv retningsvinkelen for orientering. Deretter angir du punktet som skal settes ut ved å legge inn koordinatene – rotasjonsvinkelen og avstanden du vil måle i denne retningen vises på skjermen til enheten. Selvfølgelig, ved å bruke en totalstasjon, kan du måle avstanden mellom punkter og høyden på objektet, målinger med en forskyvning – denne enheten utfører alle funksjonene til teodolit.

Når du utfører geodetiske arbeider i et steinbrudd, vil en slik funksjon være praktisk – å skaffe dine egne koordinater ved reseksjon. Ved den første installasjonen av den elektroniske totalstasjonen, ved hjelp av refleksbånd, beregnes koordinatene til flere gjenstander som ligger i kantene av steinbruddet. På slutten av steinbruddet blir enheten installert på nytt, og ved hjelp av reseksjonen blir koordinatene til installasjonspunktet beregnet og steinbruddet kartlagt. Den passende programvaren basert på totalstasjonsberegningene vil hjelpe deg raskt å få et bilde av arbeidet som er utført i steinbruddet – diagrammer i firkanter, med deres generelle beskrivelse.

Ved sin design er den elektroniske totalstasjonen beregnet for feltarbeid. Støv eller skitt, regn eller snø, temperaturendringer – alt dette vil ikke skade enheten. Blant modellene av totalstasjoner har hver produsent enheter designet for å fungere under spesielt tøffe forhold – deres lavtemperaturregime er opp til minus 30 ° С. Det er imidlertid verdt å velge dem bare i tilfeller hvor det virkelig er ment å fungere i de nordlige regionene eller under noen spesifikke forhold..

Produsenter av tachometer

De mest kjente globale produsentene av elektroniske totalstasjoner på vårt marked er det japanske selskapet Sokkia Topcon med merkevarene Sokkia og Topcon, det sveitsiske selskapet Leica Geosystems AG med merkevaren Leica, det svenske GeoMax (merket med samme navn), den amerikanske Trimble Navigation med Nikon og Trimble-merkene, og Spectra Precision (anonyme merke).

Selskap Sokkia TopconInstrumentene som er produsert i selskapene har tradisjonelt høy nøyaktighet og japansk kvalitet, kjent for sine produkter innen bygg og geodesi i 100 år..

Leica Geosystems, Tidligere kjent for sitt Leica-merke innen fotografering (kameraer under dette merket produseres fortsatt), ble det dannet i 1990 ved sammenslåing av flere selskaper og fokuserer på produksjon av bare geodetisk utstyr. Utstyr av dette merket er mye brukt i geodesi – både i land og i satellitt.

Sveitsisk produsent av utstyr innen geodesi og konstruksjon, selskap Geomax, Siden oppstarten på 90-tallet har den med suksess konkurrert med Leica-merket på det europeiske markedet. Produktserien til dette selskapet, som er geodetisk utstyr og programvaren, utmerker seg med eksepsjonell kvalitet og måle nøyaktighet..

Selskap Trimble Navigation, med base i USA, begynte det å eksistere i 1978 med produksjon av navigasjonsteknologier for maritim navigasjon. Med utviklingen av romposisjonering, for 25 år siden, begynte selskapet å lage GPS-navigatører, og siden 2003 og etter å ha anskaffet Nikon-merket, et bredt spekter av geodetisk utstyr.

Amerikansk produsent av landmålingsutstyr Spectra Precisiondukket opp i 1997 og ble dannet som et resultat av sammenslåing av flere produsenter av kartleggingsinstrumenter og teknologier. I dag er det det største merkevaren for oppmålingsutstyr, kjent for sine innovative teknologier..

Blant merkene av elektroniske totalstasjoner til de listede produsentene, er det nok å velge mellom nødvendig utstyr, det være seg teknisk eller robot totalstasjon. Det avhenger av kundens behov, arbeidsforholdene som totalstasjonen skal brukes i.

Hva er skjult bak prisen på en totalstasjon?

Det er en enorm avstand mellom de nedre og øvre prissegmentene av tacheometre, hundretusener av rubler. Robotgeodetiske enheter er skremmende i sin kompleksitet og pris, jeg er sikker på at hver sjef regnskapsfører eller forretningsfører med svært lite kunnskap om geodesi vil være fiendtlig mot en forespørsel om å kjøpe, si, en Sokkia NET1200 totalstasjon (gjennomsnittspris – 1.300.000 rubler). Hvis du bare oversetter alt til penger, vil den mye billigere Topcon GTS-105N være mye hyggeligere for regnskapsavdelingen (gjennomsnittsprisen er 170 000 rubler)! Er det fornuftig å bruke millioner på en robot totalstasjon?

Hvis vi betinget deler opp alle eksisterende modeller av totalstasjoner i det øvre prissegmentet i instrumenter utstyrt med servomotorer, halvautomatisk (utstyrt med et sporingssystem) og automatiske (roboter fjernstyrt) og vurderer effektiviteten av arbeidet fra synspunktet til en feltmåler, er fordelene deres med mindre dyre modeller åpenbare.

Under feltgeodetisk arbeid blir en betydelig del av tiden brukt på gjentatt peking og fokusering av totalstasjonen, som ikke er utstyrt med servomotorer og et automatisk sporingssystem. Etter flere timer, og ikke i de beste værforholdene, reduseres operatørens konsentrasjon, øynene blir vannet, kroppen hans er trøtthet – som et resultat, måleenheten reduseres. Et halvautomatisk tacheometer, som uavhengig sporer endringer i plasseringen av reflektoren og lett kan sikte mot det, uansett værforhold på bakken, vil gjøre operatørens fysiske aktivitet betydelig..

Tacheometer Sokkia NET1200

Ingen trenger for en ledsager for å flytte reflektoren – som regel under ingeniørarbeid peker ingeniør-operatøren av en enkel (justerbar og manuelt kontrollert) totalstasjon til piketakene til en assistent med en stab. Nøyaktigheten av målingene under geodetisk arbeid med en skinnepartner er langt fra ideell, fordi en erfaren landmåler kan ikke vurdere situasjonen på stakepunktet, og assistenten har ikke tilstrekkelig kunnskap til dette. Halvautomatiske enheter lar deg endre arten av geodetisk arbeid – enheten har en mindre erfaren operatør som ikke utfører innstillinger og bare trykker på knappene på totalstasjonen på kommando av en ingeniør med en reflektor, som nøyaktig bestemmer stakets stilling. Når du arbeider med en robot totalstasjon, blir alle målinger kun foretatt av en ingeniør med en stab, som kontrollerer det geodetiske apparatet eksternt – fra en stakett.

Robotiske totalstasjoner blir ikke slitne og gjør ikke feil, fordi de er ikke i stand til dette – de vil ikke bruke mer enn 4 sekunder for hver stakitt, uavhengig av antall arbeidstimer. De dyreste modellene av totalstasjoner er designet for nøyaktige tekniske målinger med minimale feil, og utfører uavhengige beregninger på kortest mulig tid. Et eksempel på en slik robot totalstasjon er Leica TS30 med en vinkelnøyaktighet på 0,5 ?, Evnen til å utføre 5.000 målinger og gjøre en 180 ° sving av teleskopet og alidade på bare ett sekund, hvis gjennomsnittlige kostnad er 2.600.000 rubler.

Elektronisk totalstasjon med høy presisjon Leica TS30

Relativt billige elektroniske totalstasjoner har et sett funksjoner tilstrekkelig for bruk på byggeplasser, de vil ikke være nok til tekniske formål. Kjennetegn på en enkel elektronisk bygning totalstasjon, for eksempel Nikon DTM-322 (kantet nøyaktighet 5?): Optikk av høy kvalitet, lav vekt, enakset kompensator. I stedet for batterier kan du bruke vanlige 1,5 V-batterier, det største måleområdet i prisme-modus er 2 300 m, gjennomsnittspris – 160 000 rubler. Mer nøyaktig byggetaketometer Trimble M3 DR, med en vinkelnøyaktighet på 5 °, en to-akset kompensator, et område til en refleksskinne på 3.000 m, et batteri for kontinuerlig drift i 8 timer, tilstedeværelsen av Bluetooth og en gjennomsnittspris på 340.000 rubler.

Trimble M3 DR TA Total Station

Tekniske totalstasjoner, for eksempel Sokkia SET1X: 1? kantet nøyaktighet, høybits farge berøringsskjerm, måleområde til reflektoren 5.000 m, to-akset kompensator, to litiumbatterier i 14 timers kontinuerlig drift, Bluetooth, USB-port, kortleser, OS Windows CE – gjennomsnittspris 690 000 rubler.

Motoriserte totalstasjoner verdt ca 850 000 rubler. har en lavere vinkelnøyaktighet (ca. 5?), men letter oppgavene til en inspektør betydelig. På eksempelet med Leica TS15 M R400 – måleområde til en reflektor opp til 10.000 m, firakset kompensator, hurtig batterilading i 7 arbeidstimer, OS Windows CE 5.0 Core, rotasjonshastighet 45 ° per sekund, Bluetooth, USB-port, kortleser, farge berøringsskjerm.

Jo høyere kjennetegn på modellene til totalstasjoner i prosjektering når det gjelder nøyaktighet, hastighet på målinger og databehandling, jo høyere er kostnadene. Det skal bemerkes at moderne elektroniske ingeniørinstrumenter for geodetiske målinger ikke er truet med rask foreldelse – modeller som vil komme inn i fremtidens marked vil være basert på dem og ha et lignende sett med funksjoner..

På slutten

Når du velger en eller en annen modell av en elektronisk totalstasjon, eller mer riktig, velger du en bestemt produsent, ettersom kjennetegnene til totalstasjonene i deres prissegment generelt er like, vil det være viktig å forholde seg til en erfaren og profesjonell leverandør. Spesialistene vil velge den modellen som best oppfyller kundens behov, inkludert den moderne programvaren, og arbeidet som må opplæres til kundens ansatte.

Moderne totalstasjoner er komplekse i sin design og på ingen måte billige – nøye valg av en enhet med et optimalt sett med funksjoner er ekstremt viktig.