СОВРЕМЕННЫЕ УГЛОМЕРНЫЕ ПРИБОРЫ
52
Современный «парк» теодолитов определяется количеством около 25
моделей и их модификаций. Согласно конструктивным и функциональным особенностям их целесообразно разделить на 4 группы: оптические, электронные (цифровые), лазерные (лазерно-цифровые) и моторизованные теодолиты.
Цифровые (электронные) теодолиты - это приборы, содержащие преобразователь «угол-код», у которых результаты измерений фиксируются на цифровом табло. Основными отличительными особенностями цифровых теодолитов являются:
непрерывный автоматический режим считывания данных угловых измерений с выдачей их на панель управления, состоящей из жидкокристаллического дисплея и клавиатуры,
возможность получения данных угловых измерений в любых используемых в настоящее время единицах: градусы - минуты - секунды, грады (gon), градусы и десятичные доли градуса, тысячные (mil),
а также обнуление отсчетов и выбор направления измерения горизонтального угла.
Лазерный теодолит - специальный геодезический прибор, представляющий собой комбинацию оптического теодолита и оптического квантового генератора (ОКГ), создающего в пространстве видимую световую линию - лазерный луч красного диапазона, который может быть использован в качестве ориентира задаваемого направления.
Лазерные теодолиты предназначены для геодезического сопровождения строительно-монтажных работ (СМР) и управления работой строительных машин и механизмов.
Применение оптических теодолитов с лазерными насадками в СМР делает работу с геодезическими приборами простой и понятной, а в стесненных условиях и на плохо освещенных участках они просто незаменимы.
Приборы могут комплектоваться поворотной призмой, позволяющей строить вертикальные плоскости.
Основной функциональной особенностью моторизованных теодолитов является их автоматическая наводка на заданное направление, для чего они оснащены сервомоторами со скоростью вращения до 45 градусов в секунду. Теодолиты, оборудованные сервомоторами, автоматически устанавливаются в заданном направлении. Эта функция эффективна при выносе проектных координат на местность, выполнении многократно повторяющихся измерений и
наблюдений за деформациями инженерных сооружений. |
54 |
|
Рис. Электронный тахеометр фирмы Leica
Электронный тахеометр объединяет теодолит, светодальномер и микро-ЭВМ, позволяет выполнять угловые и линейные измерения и осуществлять совместную обработку результатов этих измерений. Ведущие производители электронных тахеометрических систем: «Spectra Precision» (Швеция/Германия), «Leica» (Швейцария), «Sokkia», «Topcon», «Nikon», «Pentax» (Япония), «Trimble» (США), «УОМЗ» (Россия).
Автоматическое считывание углов выполняется путем их перевода в электрические сигналы при помощи аналого-цифровых преобразователей (АЦП). Применяют в основном два вида АЦП – кодовый и инкрементальный (цифровой).
При кодовом методе лимб является кодовым диском с системой кодовых дорожек, обеспечивающих создание сигналов 0 и 1 в двоичной системе исчисления.
55
Для считывания информации с кодовых дисков обычно используют фотоэлектрический способ, при котором диск просвечивают световым пучком, поступающим на фотоприемное устройство, и в результате на выходе получают комбинации электрических сигналов, соответствующих определенным значениям направлений. Затем электрические сигналы поступают в логические схемы, и в итоге измеряемая величина в цифровом виде воспроизводится на табло.
Принципиальная схема углового |
Измерительный кодовый диск |
преобразователя тахеометра НР-3820 |
(лимб) на стеклянной подложке |
1,4 - диаметрально расположенные считывающие системы точного отсчета; 2 - считывающая система промежуточного (средней точности) отсчета;
3 - считывающая система грубого отсчета.
Кодовый диск содержит систему дорожек для грубого отсчета (напротив
приемника 3 ), для отсчета средней точности - напротив приемника 2, для точного |
|
отсчета - штриховую дорожку (напротив приемника 1, 4). |
56 |
|
|
В инкрементальном методе используют штриховой растр (систему радиальных штрихов), который через одинаковые интервалы (до 100 штрихов на 1 мм) наносят на внешний край лимба. Штрихи и равные им по толщине
интервалы создают последовательность элементов «да-нет», которые называют инкрементами.
Считывание выполняют также оптическим методом, числу прошедших инкрементов соответствует число световых импульсов, поступивших на светоприемник.
Инкрементальный метод является относительным, которым измеряют углы, а кодовым, который является абсолютным, – направления.
Микропроцессоры в электронных тахеометрах используют для
управления, контроля и вычислений. На дисплее по команде с пульта управления процессора могут выдаваться наклонные расстояния, горизонтальные проложения, горизонтальные и вертикальные углы, превышения и др.
В соответствии с заложенными программами в полевых условиях можно решать различные геодезические задачи, результаты выдаются на дисплей, записываются во внутреннюю память или могут быть переданы на подключенный к прибору внешний накопитель информации.
Внешний полевой накопитель хранит полученную в поле информацию для последующей обработки в камеральном вычислительном центре. 57
Последними разработками в области электронной тахеометрии
являются комплексы, в которых электронный тахеометр и спутниковый (GNSS) приемник объединены в одну систему, например SmartStation компании «Leica». SmartStation устанавливается там, где необходимо, GNSS-
приемник определит местоположение и можно начинать геодезические работы.
Рисунок – Система SmartStation
GNSS приемник может определять координаты текущего местоположения станции с использованием RTK технологии с геодезической точностью. Средняя экономия времени по сравнению с раздельным использованием GPS приемников
и тахеометров составляет более 30%! |
58 |
Тахеометр
Trimble5600
Leica TPS1200
59
СЛОВАРЬ ТЕРМИНОВ
Теодолит – геодезический прибор для измерения на местности горизонтальных и вертикальных углов посредством оптических систем, лимбов и отсчетных устройств.
Основными частями теодолита являются: лимб, алидада, зрительная труба, уровни, вертикальный круг, трегер, штатив.
Лимб –
доли (градусы, минуты), служит для отсчёта углов.
Цена деления лимба – величина центрального угла, опирающегося на дугу, соответствующую наименьшему делению лимба.
Алидада – подвижная часть теодолита, несущая систему отсчитывания
по лимбу. |
|
Зрительная труба – служит для визирования на наблюдаемые |
|
предметы, крепится на стойках алидадной части инструмента. |
|
Уровни – служат для приведения осей инструмента в горизонтальное |
|
или вертикальное положение. Бывают цилиндрические и круглые, |
|
состоят из ампулы, оправы и регулировочного приспособления. |
|
Нуль-пункт уровня – точка в середине шкалы ампулы. |
60 |
Система осей теодолита – обеспечивает вращение алидадной части вокруг вертикальной оси.
Вертикальный круг – служит для измерения вертикальных углов. Трегер – подставка с тремя подъемными винтами.
Винты – закрепительные и микрометренные (наводящие). Служат для фиксации отдельных частей теодолита: трубы, алидады, лимба. Сетка нитей – взаимно перпендикулярные штрихи, нанесенные на стеклянную пластинку.
Биссектор – две вертикальные близко расположенные параллельные линии сетки нитей.
Штатив – приспособление в виде треноги для крепления теодолита в процессе работы. Укомплектован нитяным отвесом и становым винтом. Исследование теодолита – это комплекс действий с целью установления качества изготовления и сборки как отдельных частей, так и всего инструмента в целом и правильности их взаимодействия.
61