Геодезическое инструментоведение. Практикум для СПО

При нажатии кнопки ► возможно возвращение в выбранный шаблон из

MENU.

Выбор единиц измерения.

MENU → CONFIG → ENT → UNITS → ENT → ANGLE

Нажатием кнопки ►выбрать требуемую размерность угловых величин:

360 S=359° 59'59" (градусы, минуты, секунды); 360 D=359,999 (градусы, доли градуса);

– GON=ГОН (400,0000).

Нажать кнопку ▼, на дисплее появится надпись DIST. Нажатием кнопки ►выбрать требуемую размерность линейных величин (количество знаков после запятой):

м = метры; мм = миллиметры.

Подтвердить выбор единиц нажатием кнопки ENT. Выбранные значения сохраняются после выключения тахеометра.

Выбор режима измерения вертикальных углов.

MENU → CONFIG → ENT → PARAMETER → ENT → V- ANGLE

Нажатием кнопки ►выбрать требуемое измерение: VA = вертикальный угол (горизонт = 0);

VZ–180 = зенитное расстояние (зенит = 0);

VZ–360 = зенитное расстояние (зенит = 0). Подтвердить выбор нажатием кнопки ENT.

Выбранные значения сохраняются после выключения тахеометра. Выбор режима измерения вертикальных углов

4. Режим съёмки в прямоугольных координатах.

Для того чтобы у пикетов сразу определять прямоугольные координаты ХП, YП необходимо решить прямую геодезическую задачу (ПГЗ), для определения отметки пикета HП необходимо выполнить тригонометрическое нивелирование. При работе с тахеометром эти задачи решаются автоматически, но предварительно необходимо ввести исходные данные: для решения ПГЗ ввести координаты точки X0,Y0 и дирекционный угол исходной линии На0, для определения отметки пикета необходимо ввести высоту инструмента hi, высоту наведения hг и отметку точки стояния

H0.

где D – расстояние, Hа – горизонтальный угол, V – вертикальный угол измеряются тахеометром.

(4)

Выбрать шаблон № 3 (P N numb, X, Y, H) → ENT. Ввести данные станции MENU → SET → ENT → STATION NAME → ENT → ST N numb → ENT → hi → ENT → ENT → ENT → ENT → Get Coord → ENT → KEY → ENT → ввести X0→ ENT → ввести Y0 → ENT → ввести H0 → ENT → SET P N numb/hг → ENT → P numb (ввести значение номера пикета) → ENT → hг (ввести значение высоты наведения) → ENT→ SET Hа0 (ввести значение исходного дирекционного угла) → ENT → навести зрительную трубу на исходное направление, нажать ►●◄ →

► → навести зрительную трубу на отражатель, установленный на пикете, нажать кнопку MEAS, получим координаты пикета (X, Y, H и № пикета). Чтобы ввести координаты пикета в память, нажать клавишу REG. Навести зрительную трубу на следующий пикет, нажать клавишу MEAS и т. д. Координаты станции (X0, Y0, H0) можно ввести не только с помощью клавиатуры, но и взять из карты памяти.

5. Обратная линейная засечка.

Программа вычисляет координаты станции по двум точкам с известными координатами. Направление измерения по часовой стрелке.

MENU → PROG → ENT → FREE STATION → ENT → P Numb

(ввести значение номера станции) → ENT → hi (ввести высоту инструмента) → ENT → KEY → ENT → (ввести значение X1) → ENT → (ввести значение Y1) → ENT → (ввести отметку первой точки Н1) → ENT → hГ1 (ввести высоту отражателя первой точки).

Навести зрительную трубу тахеометра на отражатель, установленный на 1-й точке, нажать кнопку MEAS. На дисплее высвечивается измеренное расстояние. Нажать кнопку ►. Аналогично ввести все данные для второй точки (Х2 ,Y2, H2, hГ2).

Навести трубу тахеометра на отражатель, установленный на 2-й точке, нажать кнопку MEAS. На дисплее высветятся координаты станции (Х0, Y0, H0). Нажать ENT, высветится сообщение Record station coordinates? (Записать координаты станции?). Если – «да», нажать – ENT, если «нет» – MENU.

Условия засечки: наименьшее из расстояний до двух точек с известными координатами должно быть меньше, чем расстояние между этими точками.

22

6. Обратная угловая засечка.

Программа вычисляет координаты станции по трем точкам с известными координатами. Направление измерения по часовой стрелке.

MENU → PROG → ENT → RESECTION → ENT → KEY → ENT

→ ввести х1 → ENT → ввести y1 → ENT

Аналогично ввести координаты двух других точек (х2, y2); (х3, y3). Навести зрительную трубу на первую точку и нажать ENT.

Затем навести зрительную трубу на две другие точки и нажать

ENT.

После измерения на дисплее высвечиваются координаты станции

х, y.

Нажать ENT – на дисплее высветится сообщение Record station coordinates? (Записать координаты станции?) Нажать ENT. Ввести значения номера станции → ENT. Ввести высоту точки стояния (станции) Н0 → ENT.

Если запись координат не нужна, нажать кнопку MENU.

7. Вычисление площади земельного участка.

Для определения площади земельного участка произвольной формы измеряют координаты точек углов поворота последовательно по периметру от первой выбранной точки до последней (рис. 10).

Площадь вычисляется в плане (в проекции на горизонтальную плоскость) в метрах квадратных (м2) или гектарах (га) и метрах квадратных. Ориентирование по дирекционному углу не требуется.

Рис. 10. Измерения координат точек углов поворота (последовательно, начиная с точки Р1); S – точка стояния тахеометра; Р1–Рi – точки на границах измеряемого участка.

MENU → PROG → ENT → CALC ARFA → ENT

Навести зрительную трубу на первую точку обмеряемого участка, нажать кнопку MEAS. На дисплее высвечиваются значения измеренных координат. Для продолжения измерения нажать кнопку ►.

Навести зрительную трубу на следующую, смежную точку, нажать кнопку MEAS. На дисплее высвечиваются значения координат точки второго угла поворота. Для продолжения измерения нажать кнопку ► и т. д.

23

После измерения координат точки последнего угла поворота обмеряемого участка нажать кнопку ENT. На дисплее высвечивается значение площади участка: метры квадратные – в верхней строке, а целое число гектаров – в нижней. Если точка стояния тахеометра находится на границе обмеряемого участка (т. е. станция находится в одной из точек углов поворота контура), измерения координат этой точки следует провести, надев на объектив зрительной трубы БКО (блок контрольного отсчета).

Для выхода из режима нажать кнопку MENU.

8. Вынос запроектированной точки в натуру.

Перед началом работы необходимо ввести координаты станции STATION NAME и провести ориентирование тахеометра относительно исходной линии SET На0 .Ввести координаты выносимой точки:

MENU → PROG → ENT → SETOUT → ENT→KEY → ENT

Ввести значение номера точки, нажать кнопку ENT. Набрать значение координаты X, нажать кнопку ENT. Аналогично ввести координаты Y и Н, высоту станции hi и высоту отражателя hг. На дисплее появится значение отклонения от направления запроектированной точки

(±d На) (рис. 11).

Рис. 11. Вынос запроектированной точки в натуру: S – точка стояния; P1 – запроектированная точка;

±d На – отклонение от направления запроектированной точки.

Поворачивать тахеометр вокруг вертикальной оси, добиваясь установления на дисплее значения d На=0°00' 00". Нажать кнопку ►. На дисплее высветится Continue? (продолжить?).

Для продолжения работы нажать кнопку ENT. На дисплее с сообщением dD0 высветится номинальное значение горизонтального проложения точки стояния тахеометра до запроектированной точки. Установить отражатель на данном направлении на приблизительно номинальном расстоянии. Навести зрительную трубу на отражатель, нажать кнопку MEAS.

На дисплее высветится значение разности между измеренным горизонтальным проложением и горизонтальным проложением до запроектированной точки (±dD0) (рис. 12).

Рис. 12. Разность между горизонтальным проложением точки и горизонтальным проложением до запроектированной точки Y (+dD0 – значение разности), при dНа=0

24

Повторять измерения, перемещая отражатель до получения значения dD0=0. Начало измерений – по нажатии кнопки Meas. Начало цикла измерения расстояния индицируется на дисплее символом > в четвертой строке

После того, как добились, чтобы значения dНа и dD0 стали равны нулю, нажать кнопку►. На дисплее высветиться Continue? (Продолжить?). Для продолжения работы нажать кнопку ENT. На дисплее высветится значение разности между высотной отметкой запроектированной точки и высотой отражателя (+dH) (рис. 13).

Рис. 13. Разность между высотной отметкой запроектированной точки и высотой установки отражателя (+dH – значение разности) при dНа = 0; dD0 = 0

Повторять измерения, меняя высоту установки отражателя до получения нулевой разности.

Начало измерений – по нажатии кнопки MEAS.

Для перехода к выносу следующей запроектированной точки нажать кнопку►, для выхода из режима – MENU.

9. Работа с картой памяти.

Результаты измерений записываются и хранятся в карте памяти в файле 3 Та5.txt.

Файлы со значениями координат запроектированных точек для выноса в натуру и ориентирования записываются в карту памяти на компьютере.

В карту памяти можно записать не более 10 файлов. Поиск, просмотр и другие операции осуществляются путем выбора требуемого файла из каталога файлов, записанных в карте памяти.

Запись в карту памяти

Запись измеренных величин в карту памяти происходит по нажатии кнопки REG. Номер точки записывается с результатами измерений и всегда автоматически увеличивается на единицу после записи. Если на дисплее высвечивается сообщение MEMORY IS FULL (карта памяти заполнена), для выхода из режима нажать кнопку MENU, выключить тахеометр, переписать информацию из карты памяти. Очистить карту памяти.

25

Просмотр измеренных величин

MENU → UTILITIES → ENT → VIEV → ENT → SELECT FILE NAME → ENT

На дисплее высветится каталог файлов, записанных в карте памяти. С помощью кнопок ▲, ▼ выбрать требуемый файл и подтвердить выбор нажатием кнопки ENT.

На дисплее высветятся последние результаты измерений. Просмотреть информацию внутри любого блока (заголовка станции,

координат станции, результатов измерения пикета) можно с помощью кнопок ▲ и ▼. Просмотреть информацию предыдущих блоков можно, последовательно нажимая кнопку ◄.

Просмотр блоков в обратную сторону производится нажатием кнопки ►. Определение объема свободной памяти

MENU → UTILITIES → ENT → VIEV → ENT → FREE MEMORY → ENT

На дисплее высветится объем свободной памяти в %. Поиск блока с результатами измерений

MENU → UTILITIES → ENT → FIND → ENT → SELES FILE NAME → ENT

На дисплее высветится каталог файлов, записанных в карте памяти. С помощью кнопок ▲, ▼ выбрать требуемый файл и подтвердить выбор нажатием кнопки ENT. На дисплее высветятся результаты измерения. Просмотреть все записанные значения в этом блоке нажатием

кнопки ▼ или ▲.

Если файл с данным номером отсутствует, на дисплее появится сообщение NOT FOUND (не найдено). Если существует несколько блоков с одинаковым номером, их поиск осуществляется нажатием кнопки ◄. Для просмотра блоков, соседних с найденным, нажать кнопки ENT, ◄ или ►. Передача информации из карты памяти в компьютер

Подсоединить тахеометр к последовательному порту компьютера при помощи интерфейсного кабеля.

MENU → UTILITIES → ENT → SEND FILE → ENT → «CREDO» FORMAT → ENT

При нажатии кнопки ENT произойдет передача информации в компьютер.

Обмен данными с компьютером

Обмен данными с компьютером (передача файлов в компьютер, запись файлов из компьютера в карту памяти, удаление файлов из карты памяти и другие операции) осуществляется с помощью программы 3 Та5.exe. Описание работы с программой и программа 3 Та5.exe записаны

26

на дискете. Для осуществления обмена данными установить тахеометр в режим связи с компьютером (PC ON LINE), затем запустить программу 3

Та5.exe.

MENU → UTILITIES → ENT → TOOLS → ENT → ENT→ PC ON LINE

Установлен режим связи с компьютером.

Очистка карты памяти

MENU → UTILITIES → ENT → ERASE → ENT → ERASE DATA → ENT

На дисплее высветится сообщение Are you sure you want to erase? (Вы хотите удалить?). Если очистка не требуется, выйти из режима нажатием кнопки MENU. Для удаления нажать кнопку ENT.

На дисплее высветится сообщение Enter cod (Введите код). Последовательно нажать кнопки 1, 9, 9, 1, ENT. Произойдет очистка карты памяти, и на дисплее высветится сообщение ALL DATA ERASED (все данные удалены).

Удаление файла из карты памяти

MENU → UTILITIES → ENT → ERASE → ENT → DELETE FILE → ENT

На дисплее высветится каталог файлов. С помощью кнопок ▲, ▼ выбрать из каталога требуемый файл. Удаление файла производится аналогично очистке карты памяти.

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА 3. ГЕОДЕЗИЧЕСКОЕ GPS/ГЛОНАСС — ОБОРУДОВАНИЕ

Цель: Изучить устройство и принцип работы GPS/ГЛОНАСС оборудования.

Приборы и принадлежности:

1.ZENITH 10 (72 кн, GPS/GLONASS; 5 Hz RTK, GSM модем).

2.Контроллер GETAC 236 с ПО X-PAD Survey.

3.Софт для постобработки GGO.

4.Аксессуары (веха, кронштейн, штатив, трегеры, кейс, адаптеры).

Содержание работы:

1.Устройство GPS/Глонасс GeoMax Zenith 10 (GSM).

2.Общие принципы построения спутниковых навигационных систем.

3.Методы и технологии выполнения геодезических и землеустроительных работ. Общие технические требования.

27

Контрольные вопросы:

1.Достоинства цифровых нивелиров?

2.Недостатки цифровых нивелиров?

1. Устройство GPS/Глонасс GeoMax Zenith 10 (GSM).

Комплект оборудования ZENITH 10:

- ZENITH 10 (72 кн, GPS/GLONASS; 5 Hz RTK, GSM модем) – 2 шт.

- Контроллер GETAC 236 с ПО X-PAD Survey – 1 шт.

- Софт для постобработки GGO – 1 шт.

- Аксессуары (веха, кронштейн, штатив, трегеры, кейс, адаптеры).

Рис. 14. Комплект оборудования ZENITH 10.

Целью является изучение и анализ эксплуатационных характеристик спутниковых навигационных систем GPS/ГЛОНАСС

(рис. 14).

Достижение этой цели потребовало постановки и решения следующего комплекса задач:

-рассмотрение принципов работы GPS;

-анализ ошибок, приводящих к неточности в определении координат, их величину, различные методы исправления и сферу применения этих методов;

-исследование и анализ альтернативных способов организации радионавигационных систем для снижения затрат на эксплуатацию;

-анализ и вычисление затрат на эксплуатацию навигационных спутниковых систем.

Спутниковые радионавигационные системы изначально разрабатывались для военных целей – местоопределения различных мобильных объектов. Но при совершенствовании данной системы и методов работы с ней росла и сфера ее применения: от навигации гражданских (не относящихся к военным ведомствам) судов до составления высокоточных геодезических карт. На данный момент технология местоопределения с помощью спутниковых навигационных систем настолько упростилась, что стало возможным использовать ее в качестве противоугонного средства частными автовладельцами.

28

Система в состоянии обеспечить глобальность, точность, непрерывность, высокую доступность и ряд других требований. Точное определение координаты и времени – актуальнейшая задача для самого широкого спектра научно – технических приложений. Это и высшая геодезия, геодинамика, картография, геодезическая и аэрофотосъёмка, воздушная навигация, навигация морских и речных судов, навигация наземного транспорта и другие области. К концу прошлого века созданы две такие системы. Это американская Global Positioning System (GPS) –

Глобальная Система Местоопределения (или позиционирования) и российская ГЛОбальная НАвигационная Спутниковая Система

(ГЛОНАСС). Основная задача таких систем – определение координаты и времени. Помимо своего прямого назначения эти системы используются для решения научных задач. Это связано с появлением за последние 10 лет международной сети приёмников GPS, которая насчитывает более 1000 штук. Благодаря этому стало возможно изучение геодинамических процессов в масштабах всей планеты.

Для решения этих и многих других задач применяются различные типы приемников, но, как ни разнятся сферы применения GPS, всех их объединяет одно - необходимость в точном определении координат. Можно отметить что ошибки, которые приводят к неточности в определении положения при решении разных задач, в большинстве своем, одни и те же. Но методы, которые применяются для их исправления, зачастую, имеют большие отличия. Это связано главным образом с тем, что мы имеем различные требования к точности и условия, при которых происходит позиционирование, также большую роль играет качество и уровень приемника. Возможности навигационных систем будут расширяться за счет модернизации, но для модернизации необходимо наметить цели усовершенствования, то есть провести анализ работы этих систем и факторы, влияющие на их работу.

2.Общие принципы построения спутниковых навигационных систем.

Космический сектор.

Космический сектор включает в себя набор входящих в систему позиционирования спутников. Установленная на спутниках аппаратура, выполняющая роль передающей части одностороннего радиодальномерного комплекса, осуществляет передачу на Землю как радиосигналов, на основе которых измеряется расстояние между спутником и наземным пунктом наблюдения, так и навигационного сообщения, в котором содержится информация об эфемеридах спутников, поправках к показаниям часов

29

спутника и альманахе, несущем в себе усеченную информацию о всех рабочих спутниках, а также некоторую другую служебную информацию.

Первоначально спутник запускается ракетой на промежуточную орбиту с радиусом 20 000 километров, далее переводится на эллиптическую орбиту и, с помощью микродвигателя, выводится в расчетное местоположение на рабочую орбиту. Определенная конфигурация орбит спутников и их местоположений называется «созвездием» спутников. При разработке конфигураций орбит спутников принимаются следующие условия:

-высота орбиты относительно земной поверхности равная примерно 20 000 км является наиболее оптимальной (характерный для такой высоты 12-часовой период обращения спутников вокруг земного шара создает определенные удобства как при обслуживании спутников, так и при их использовании потребителями);

-для обеспечения возможности одновременных наблюдений не менее 4-х спутников в любой точке земного шара необходимо, чтобы общее количество входящих в «созвездие» спутников составляло не менее

24;

-для минимизации влияния геометрии расположения наблюдаемых спутников на точность выполняемых измерений количество орбит и места расположения на них спутников должны обеспечивать по возможности равномерное их распределение в поле обозреваемого небосвода.

Исходя из этого, было признано целесообразным использование в системе GPS шести близких к круговым орбит, плоскости которых

смещены относительно друг друга на 60 , при этом в каждой соседней орбитальной плоскости положение спутников смещается примерно на 40 . Применительно к системе ГЛОНАСС было выбрано три развернутых на 120 орбитальные плоскости, на которых размещаются по 8 спутников, отстоящих друг от друга на 45 , как показано на рис. 15.

Рис. 15. Конфигурация орбит спутников навигационных систем.

30