Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Geodeziya_kl

.pdf
Скачиваний:
14
Добавлен:
28.06.2022
Размер:
2.06 Mб
Скачать

за способом зчитування та реєстрації даних на:

-прилади із візуальним зніманням показань — результати вимірювання вводяться виконавцем в обчислювальний пристрій за допомогою клавіатури. Такими приладами є: електронний тахеометр Та5 (СРСР), ЕОТ 2000, SM4 (Німеччина), Distomat, Di3, Di4 (Швейцарія), Geodimeter 7T (Швеція) та ін.

-прилади з автоматичним зніманням показань — результати кутових вимірів та виміряних відстаней виводяться на цифрове табло (монітор) тахеометра та автоматично вводяться в пам’ять ЕОМ приладу; такими є тахеометри сучасного виробництва: Eltra, Rec Elna, Geodimeter від серії 600S (Німеччина), серія 30R Sokkia, DTM Nikon, GTS Topcon,

PCS , Pentax (Японія), TPS, TC Leica (Швейцарія), 3Та5 (Росія), Trimble (США) та інші.

Дальність дії віддалемірної системи електронних тахеометрів складає 1-5 км і може бути визначена, як в метрах, так і в футах. При цьому забезпечується точність в межах 3-10 мм

+ (1-6)×10-6 D (де D — відстань в км).

При вимірюванні кутів, яке виконується в градусах або в гонах, точність визначення кутів лежить в межах 1-0,5″ або 0,1-1 мгон.

Реєстраторами даних знімань є магнітні або напівпровідникові накопичувачі інформації у вигляді чіп-карт або систем пам’яті на кілька тисяч вимірювань, які з’єднуються з тахеометром безпосередньо або через кабель. Кількість точок, що реєструються, залежить від об’єму чіп-карти внутрішньої пам’яті приладу (див. табл. 12.1). Використання електронних тахеометрів дозволяє створити автоматизований технологічний ланцюжок: тахеометр – реєстратор інформції – ЕОМ – плоттер, що забезпечує одержання готових топографічних планів в автоматизованому режимі. Перевага ТЕ полягає також в тому, що в процесі виконання польових робіт одержують цифрову модель місцевості — основу для систем автоматизованого проектування (САПР).

Марка

 

 

 

Trimble

 

SET

 

 

ТС-400

ТС-600

SET 4010

630 R

 

3Та5

5605

 

Leica

Leica

Sok-kia

Sok-kia

 

(Росія)

(geodime-ter

 

(Швей-царія)

(Швейца-рія)

(Япо-нія)

(Япо-

 

 

System)

Периметр

 

 

 

 

нія)

 

 

 

 

 

Точність кутових

 

 

 

 

 

 

вимірю-вань

10˝

Точність вимірю-

±(5+3Dкм

 

 

 

±(5+3Dкм ±(3+2Dк

вання відстаней

±(5+5Dкм) мм

±(3+3Dкм) мм

±(5+3Dкм) мм

 

) мм

 

 

 

) мм

м) мм

Збіль-шення

30×

 

 

26×

30×

26×

зорової труби

 

 

 

 

 

 

 

 

Вимірю-вання

 

 

 

 

 

 

відстаней по

до 800 м

до 700 м

до 1100 м

до 700 м

до 1200 м

до 1600

 

відбивачу з

м

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

однією призмою

 

 

 

 

 

 

Відстань

 

 

 

 

від 2 до

 

вимірю-вань без

-

-

-

до 600 м

до 100 м

100 м

відбивача

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Внутрішня

 

 

 

 

 

 

пам’ять для

 

 

 

4Мб з клавіатурою

 

 

запису даних

1 Мб

на 2000 точок

на 2000 точок

Цейс або від 1000 до

на 3000

на 10000

 

10000 з клавіатурою

точок

точок

 

 

 

 

 

 

 

 

Geodimeter

 

 

Використання електронних тахеометрів дозволяє створити автоматизований технологічний ланцюжок: тахеометр – реєстратор інформції – ЕОМ – плоттер, що забезпечує одержання готових топографічних планів в автоматизованому режимі. Перевага ТЕ полягає також в тому, що в процесі виконання польових робіт одержують цифрову модель місцевості — основу для систем автоматизованого проектування (САПР). Під час роботи з електронними тахеометрами замість рейок використовують призмові відбивачі.

Важливою перевагою електронних тахеометрів ряду фірм є можливість проводити вимірювання не тільки за допомогою призмових відбивачів, але й за допомогою невеликих клейких рефлекторних плівок або марок, що спрощує роботу у випадку неможливості поставити віху із видбивачем безпосередньо на точку, що спостерігається, наприклад, на кут будівлі. Рефлекторні візирні марки зручні також й в тих випадках, коли потрібно проводити багаторазові повторні виміри на тіж самі візирні цілі, наприклад, при визначеннях деформації об’єкта. Останнім досягненням у конструкції електронних тахеометрів є можливість виконання вимірювань без відбивачів, використовуючи відбивні властивості самого предмета спостереження. У цьому випадку вимірювання може виконувати одна людина, що значно скорочує сроки проведення робіт. Технологія безвідбивного тахеометричного знімання розроблена на базі лазерних віддалемірів з використанням методу зсуву фаз. Точне наведення на предмет спостереження (на коротких відстанях) здійснюють за допомогою видимого коаксіального (тобто такого, що співпадає з віссю візування) лазерного пучка променів. На подібній технології безвідбивного вимірювання розроблені принципово нові типи приладів — наземні панорамні лазерні сканери (англ. skan — проглядати), тобто прилади для послідовного проглядання об’єктів, зображень чи тривимірного простору. Методика наземного тривимірного знімання місцевості отримала назву лазерного сканування.

Під час роботи з електронними тахеометрами замість рейок використовують призменні

відбивачі.

Важливою перевагою електронних тахеометрів ряду фірм є можливість проводити вимірювання не тільки за допомогою призмменних відбивачів, але й за допомогою невеликих клейких рефлекторних плівок або марок, що спрощує роботу у випадку неможливості поставити віху із видбивачем безпосередньо на точку, що спостерігається, наприклад, на кут будівлі. Рефлекторні візирні марки зручні також й в тих випадках, коли потрібно проводити багаторазові повторні виміри на тіж самі візирні цілі, наприклад, при визначеннях деформації об’єкта.

Останнім істотним досягненням у конструкції електронних тахеометрів є можливість виконання вимірювань без відбивачів, використовуючи відбивні властивості самого предмета спостереження. У цьому випадку вимірювання може виконувати одна людина, що значно скорочує сроки проведення робіт.

Технологія безвідбивного тахеометричного знімання розроблена на базі лазерних віддалемірів з використанням вимірювання методом фіксації зсуву фаз. Точне наведення на предмет спостереження (на коротких відстанях) здійснюють за допомогою видимого коаксіального (тобто такого, що співпадає з віссю візування) лазерного пучка променів. Фазовий метод є найпоширенішим методом геодезичної віддалеметрії і використовується практично у всіх світло і радіовіддалемірах, электронних тахеометрах, а також у більшості радіогеодезичних систем та космічній геодезії. Основою фазового методу є лінійна залежність фази гармонічного коливання від часу. Вимірювання фази за деякий проміжок часу є лінійною функцією відстані, яку проходить за цей час гармонічне коливання. Фазометр вимірює різницю фаз прямого й зворотного дистанційних сигналів

На подібній технології безвідбивного вимірювання розроблені принципово нові типи приладів — наземні панорамні лазерні сканери (англ. skan — проглядати), тобто прилади для послідовного проглядання об’єктів, чи тривимірного простору. Така методика наземного тривимірного знімання місцевості отримала назву лазерного сканування. Основним елементом цієї технології є лазерна скануюча система, яка використовує принцип імпульсного вимірювання. Надзвичайно короткі світлові імпульси випромінюються скануючою лазерною системою із заданим кроком повороту приладу в напрямку виконання вимірів, імпульс зустрічає на своєму шляху перешкоду, відбивається від неї у зворотньому напрямку і потрапляє у знімальну систему. Обчислюється різниця часу випромінювання та прийому сигналу, а потім за кутовими даними положення випромінюючої системи і відстані поширення сигналу між сканером і місцевим предметом, який становить перешкоду подальшому поширенню сигналу, визначаються просторові координати об’єкту місцевості.

На відміну від традиційних методів вимірювання, лазерні панорамні сканери є надзвичайно швидкісною системою вимірювання і можуть виконувати понад 1 млн. окремих вимірювань за кілька хвилин, формуючи тривимірний масив точок — «хмари точок» або сканів з дискретністю 2-5 мм на відстані до 100 м. Після завершення вимірювання, користувач отримує точну тривимірну модель об’єкта знімання, яку на наступному етапі обробляють за допомогою спеціального програмного забезпечення (наприклад, програмних комплексів Cyclone, 3D-Extractor). Результати обробки даних сканування можна представити в різному відображенні: у вигляді традиційних паперових карт і планів, цифрових моделей місцевості тощо.

Сьогодні також випускаються повністю роботизовані станції з дистанційним керуванням, а також із системою автоматичного спостереження за ціллю й набором універсальних польових програм, наприклад, Robotic фірми Trimble або SRX компанії Sokkia.

ФАЗОВИЙ МЕТОД

Передавач

1 t 0

Фазометр

2 D 2 D

2 (t 2 D ) 0

Приймач

D

Відбивач

2D 1 2 2D 2 f D

2 D

2 D

D

C 2D

 

C 2D

2 f

2

4 f

 

 

 

 

 

 

 

Таким чином, відстань D можна обчислити, якщо виміряти зсув фаз сигналу з частотою f, який виникає в результаті проходження електромагнітним коливанням дистанції у прямому й зворотному напрямках.

Враховуючи циклічність, зсув фаз у загальному випадку можна показати у вигляді

2D 2N

де: N - ціле число, а φ - приймає значення

0 2

Фазометр може вимірювати зсув фаз лише в межах від 0 до , тому ціле

число N залишається невідомим.

 

 

 

 

 

C

 

 

 

 

D

 

N

 

 

 

f

 

 

 

 

2

Отримаємо формулу, яка називається

 

основним рівнянням фазової

дальнометрії. В цьому рівнянні дві невідомі величини: відстань D та ціле число

N, визначення якого отримало назву вирішення неоднозначності.

 

 

 

D N N

 

 

 

2

де:

C

- довжина хвилі; N

 

- величина, що може приймати значення 0 N 2

 

 

 

f

 

2

Це рівняння показує, що у вимірюваній відстані вкладається деяке число (N+ΔN), яке складається з цілої і дробової частини, півхвиль λ/2. Іншими словами, величина λ/2 представляє собою лінійну міру за допомогою якої виконується вимірювання відстані – своєрідну масштабну одиницю довжини, яка укладається на вимірюваному відрізку. Відповідну цій довжині хвилі частоту f, називають

масштабною частотою.

Вирішення задачі має місце при вимірюваннях на двох (декількох) фіксованих масштабних частотах. При m частотах маємо m незалежних рівнянь виду (2.31) із m+1 невідомими, де всі величини ΔN вимірюються фазометром. Основна ідея методу полягає в тому, що наближене значення відстані, яке потрібне для визначення числа N на кожній частоті, знаходиться на попередній, більш низькій, меншій у К раз (К - коефіцієнт неоднозначності) частоті, визначення N, на якій дозволяє знати відстань грубіше. Для цього кожна попередня частота повинна бути, в той же час, достатньо високою, щоб забезпечити визначення відстані з точністю, не гірше 1/4 довжини хвилі наступної, більш високої, частоти. Зауважимо, що зменшення частоти коливань у К раз, зменшує в К раз число (N + ΔN), і, відповідно збільшує довжину хвилі, яка вкладається у вимірюваній дистанції.

D 1 N N

 

1

 

n

 

2

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 10 2

D

n N

n

N

 

 

2

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N1 10Nn

геодезичної опорної мережі, мереж згущення і знімальної мережі. Густота точок знімальної

ПЛАНОВО-ВИСОТНА ОСНОВА ТАХЕОМЕТРИЧНОГО ЗНІМАННЯ

мережі залежить від масштабу знімання, складності рельєфу, забудованості або залісеності

території знімань. Кількість точок знімальної мережі на 1 км2 незабудованих територій для планів масштабу 1:1000 повинна бути не менше 16, 1:2000 — 12, для 1:5000 — 4; на незабудованих територіях при зніманні в масштабі 1:500 і на забудованих територіях густота точок знімальних мереж визначається рекогносцировкою.

Як правило, кількість пунктів існуючої геодезичної мережі недостатня для тахеометричного знімання, тому для забезпечення потрібної густоти точок знімальної мережі прокладають ходи згущення у вигляді теодолітно-нівелірних ходів — при зніманні рельєфу з перерізом до 1 м, теодолітно-висотних і тахеометричних ходів — при зніманні рельєфу з перерізом через 2 м і більше.

Утеодолітно-нівелірних ходах сторони вимірюються рулетками, оптичними віддалемірами або світловіддалемірами, горизонтальні кути — точними або технічними теодолітами, а перевищення точок — методом геометричного нівелювання.

Утеодолітно-висотних ходах довжини сторін і горизонтальні кути вимірюються так само, як й у попередньоиу випадку; перевищення ж точок ходу визначається методом тригонометричного нівелювання.

Утахеометричних ходах кутові та лінійні вимірювання здійснюються за допомогою тахеометра.

Точки ходів закріплюють кілками, металевими костилями, відрізками труб або іншим підручним матеріалом. Якщо необхідно забезпечити збереження пунктів на декілька років (при відновленні та встановленні меж землеволодінь), їх закріплюють більш надійним способом.

Параметри ходів подані в таблиці

Параметри тахеометричних ходів

Масштаб

Максимальна довжина

Максимальна довжина

Максимальна кількість

знімання

ходу, м

сторони, м

сторін в ході

 

 

 

 

1:5000

1200

300

6

 

 

 

 

1:2000

600

200

5

 

 

 

 

1:1000

300

150

3

 

 

 

 

1:500

200

100

2

 

 

 

 

Тахеометричні ходи прокладають між пунктами опорної геодезичної мережі вищого класу у вигляді окремих замкнутих або розімкнутих ходів, або ж системи ходів. Тахеометричні ходи прокладаються за тими ж правилами, що і теодолітні. Вимірювання горизонтальних кутів в ході виконується одним повним прийомом. Довжини сторін (їх прокладання) S вимірюються за допомогою віддалеміра тахеометра. Розбіжність між результатами вимірів сторони ходу в прямому і зворотному напрямках не повинна перевищувати 1/400 її

довжини (sсер.), тобто

s

 

1

 

 

sсер

400

 

 

де Δs=sпрям.-sзвор.