Geodeziya_1_chastina_26-09-2011

431

Світловіддалемір 2СТ10, топографічний світловіддале- мір-напівавтомат. Радіус дії – від 2 до 10 000 м. СКП результату вимірювань однією програмою − 5 мм + 3·10 - 6S. Маса комплекту − 24 кг.

18. 3. Електронно-оптичні та електронні тахеометри

При проведенні найбільш поширених геодезичних робіт, а саме створенні мереж полігонометричних і теодолітних ходів, топографічному зніманні, винесенні проектів у натуру, потрібно виконувати паралельно кутові й лінійні вимірювання. Тому більшість сучасних топографічних віддалемірів сконструйовано так, щоб їх можна було встановити не тільки на штатив, а й і на теодоліт, отримуючи в такий спосіб збірний (модульний) електронно-оптичний або електронний тахеометр. Одночасно з цим уже від 70-х років почали створювати тахеометри, які конструктивно об’єднують у собі теодоліт і світловіддалемір.

Віддалемірна частина сучасного тахеометра – це, найчастіше, віддалемір третього покоління, в якому процес вимірювань істотно автоматизований, результат видається на табло або записується в кодах. Автоматичне опрацювання результатів вимірювання довжин ліній виконує мікроЕОМ, яка конструктивно об’єднана з іншими частинами тахеометра.

Кутомірною частиною в тахеометрах служать оптичні або електронні теодоліти. Коли кутомірною частиною є оптичний теодоліт, то тахеометр називають електроннооптичним. Кути в ньому визначають мануальновізуальним способом. Значення кутів не в кодовій формі, тому їх потрібно вводити в пам'ять мікроЕОМ з допомогою клавіатури.

Тахеометри з електронною системою визначення кутів називають електронними. В них віддалі й кути отримують у кодовій формі і вони безпосередньо передаються для об-

432

числень у мікроЕОМ. На табло висвітлюються виміряні віддалі, горизонтальні й вертикальні кути, горизонтальні проекції ліній і перевищення. Коли ввести відповідні вихідні дані, то можна отримати поправку в довжину лінії на метеорологічні умови, приростки координат, перевищення, координати і висоти пунктів, а також інші функції виміряних величин.

До електронних та електронно-оптичних тахеометрів під’єднують реєстратори або електронні журнали вимірювань, в яких записують отримані результати. А в камеральних умовах ці результати переписують у персональні комп’ютери для подальших обчислень.

Нові тахеометри мають вмонтовані пристрої для реєстрації результатів вимірювань. Такі тахеометри називають реєструючими. Вони є першою ланкою автоматизованих систем топографічного знімання місцевості. Крім цього, реєструючі електронні тахеометри застосовують у різних інженерно-геодезичних вимірюваннях та під час згущення геодезичних мереж. Електронні тахеометри дуже зручні в роботі й істотно підвищують продуктивність праці геодезиста.

До електронно-оптичних тахеометрів належить тахеометр Та 5. Він складається з кутомірної та віддалемірної частин і мікроЕОМ. Кутомірна частина – це оптичний шкаловий теодоліт із зоровою трубою прямого зображення. Індекс вертикального круга самовстановлюється. Горизонтальні та вертикальні круги скляні, розділені на 400 поділок. Відліки кругів виконують візуально з допомогою оптичного мікроскопа. Ця частина тахеометра виготовлена на основі номограмного тахеометра ТаН. Віддалемірна частина виготовлена на базі світловіддалеміра СТ 5, в якому значна частина процесу вимірювань виконується автоматично. джерелом світла є напівпровідниковий лазер, модуляція інтенсивності світлового потоку внутрішня. Відда-

433

лемірна частина працює в двох режимах: ТОЧНО і ГРУБО. В режимі ТОЧНО вимірювальна частота 14.9855 МГц, а в режимі ГРУБО – 149.855 кГц. Опорні коливання отримують діленням частоти вимірювальних коливань. Тому фаза коливань гетеродина автоматично підстроюється. Передач спрямовує на відбивач імпульси випромінювання лазера. Відбиті імпульси потрапляють на ФЕП, який виконує функцію схеми збіжності. Опорні й сигнальні імпульси надходять на інтегруючий цифровий фазометр. Їх частота проходження в режимі ТОЧНО – 1498.5 імп/с, а в режимі ГРУБО – 14.985 імп/с. Для визначення проміжку часу між моментом приходу опорного імпульсу і моментом приходу сигнального імпульсу лічильник рахує заповнюючі імпульси. Частота проходження заповнюючих імпульсів у режимі ТОЧНО − 7 492 500 імп/с, а в режимі ГРУБО − 1 498 500 імп/с. Середній результат у метрах із 1600 вимірювань висвітлюється на цифровому табло в режимі ТОЧНО з точністю до 1 мм.

Упередавальній і приймальній оптичних системах віддалемірної частини та в зоровій трубі кутомірної частини є спільний об’єктив. Тому тахеометр має традиційний зовнішній вигляд.

Утахеометр вбудована мікроЕОМ із клавіатурою, яка дозволяє вводити виміряні значення горизонтального і вертикального кругів у міліграмах (mg). Поправку за метеорологічні умови в довжину лінії та поправку в зенітну віддаль вводять відповідними перемикачами. Вмонтована ЕОМ дає можливість обчислювати і виводити на табло нахилені віддалі з урахуванням відліку ОКЗ, зенітні віддалі, горизонтальні, вертикальні та дирекційні кути, горизонтальні прокладення ліній, перевищення та приростки координат.

Укомплект тахеометра входять сам тахеометр, два однопризмові і один семипризмовий відбивачі, марки, аку-

434

муляторна батарея, розрядно-зарядний пристрій, метеорологічні прилади та допоміжне обладнання. Радіус дії – від 0.5 до 3000 м. СКП вимірювання: довжини лінії – 20 мм, горизонтальних кутів − 6", вертикальних − 11". Маса – 8 кг.

Використовуються тахеометри інших закордонних фірм.

Розглянемо будову електронного тахеометра на прикладі тахеометра Та 3 Агат. Він складається з електронної кутомірної частини та віддалемірної частини, яка є віддалеміром третього покоління. Цей тахеометр призначений для топографічної зйомки, створення мереж згущення та для вимірювань в інженерній геодезії.

У кутомірній частині використана імпульсна система визначення кутів. На горизонтальному і вертикальному скляних кругах нанесено 10 000 елементів квантування кута, тобто пар прозорого і непрозорого штрихів. Один елемент квантування відповідає куту 129.6".

Для визначення дробової частини елемента квантування допоміжна оптична система проектує ділянку круга, яка має приблизно 100 елементів квантування (тобто біля 3.6º), на діаметрально протилежну ділянку, збільшену в 1.01 разу та обернену на 180º. В результаті накладання зображення однієї ділянки круга на поділки діаметрально протилежної ділянки появляється ефект Муара, тобто виникають темні смуги, які є перпендикулярні до штрихів на крузі. При обертанні круга збільшене та повернуте зображення ділянки круга рухається назустріч штрихам на крузі. При цьому рухаються також смуги Муара в напрямку перпендикулярному до руху зображень ділянок круга. Переміщення однієї смуги на місце найближчої сусідньої, тобто один повний період зміни картини Муара, відбувається при переміщенні круга на половину елемента квантування, тобто приблизно на 65". Картина Муара оптичною системою проектується на фотодіод, з якого при обертанні круга

435

отримуємо електронні імпульси. Кожний імпульс виникає при зміні картини Муара на один період, тобто при обертанні круга на 65", або на половину елемента квантування. Підрахована лічильником кількість імпульсів, що виникли при обертанні круга, в кодовій формі пересилається в мікроЕОМ для обчислення грубого значення кута з точністю до половини елемента квантування.

Визначення дробової частини половини елемента квантування, тобто отримання точного значення кута, здійснюють так званим фазовим інтерполятором, який працює так, як цифровий фазометр. Точне значення кута в секундах передається в мікроЕОМ тахеометра.

Кутомірна частина обладнана системою автопідстроювання, яка забезпечує стабільність його роботи при зміні температури, виключає помилки, які викликаються роз’юстуванням оптичної частини, зміною характеристик елементів електронної схеми.

Система визначення горизонтальних і вертикальних кутів в тахеометрі однакова. При цьому вертикальний круг обладнаний індексом, який самовстановлюється, що виключає вплив нахилу вертикальної осі тахеометра.

Віддалемірна частина є імпульсно-фазовим віддалеміром, який виготовлений на основі віддалеміра СТ 5.

МікроЕОМ складається з мікропроцесора, пристроїв з’єднання з давачами горизонтального і вертикального кутів та довжини лінії, панелі керування з клавіатурою, зовнішньої пам’яті та пристрою для виведення інформації в нагромаджувач. В мікроЕОМ використовують такі програми: обчислення зенітних віддалей, горизонтальних кутів, нахилених віддалей, горизонтальної проекції, перевищення та приростків координат. При цьому є чотири варіанти комплексу програм. Один з них передбачає роботи з рухомим відбивачем, тобто роботу в режимі відстеження. Радіус дії приладу − від 0.5 до 3000 м. СКП результатів

436

вимірювань: довжини лінії – 10 мм + 5·10 - 6S, горизонтального кута – 4", вертикального кута – 6". Маса тахеометра

−8.7 кг.

Увиробництві використовуються різні електронні тахеометри відомих фірм Німеччини, Швеції, Швейцарії, Японії тощо.

19. Визначення координат допоміжних пунктів

Визначення планових координат точок знімальної мережі може здійснюватись аналітичним або графічним способами. Аналітичний спосіб основний. Він може застосовуватись самостійно або в поєднанні з графічним способом, але перехід від графічного способу визначення точок до аналітичного не допускається.

Визначення планових координат точок знімальної мережі аналітичним способом може виконуватись:

-методом тріангуляції;

-методом полігонометрії;

-методом трилатерації;

-різними засічками (кутовими, лінійними й азимутальними);

-комбінованим способом з вимірюванням віддалей світловіддалеміром, радіовіддалеміром, електронним віддалеміром та іншими видами віддалемірів і визна-

ченням астрономічних (гіроскопічних) азимутів. Лінійною засічкою планове положення точок зйомочної мережі визначають за трьома або двома вихідними пунк-

тами.

Кутовими засічками планові координати точок зйомочної мережі визначають: прямою засічкою з трьох вихідних пунктів, комбінованою засічкою – за трьома пунктами, зворотною – за чотирма пунктами. Кути при шуканих точках не повинні бути більше 160º і менше 20º.

437

Визначення планових координат точок знімальної мережі може виконуватися з використанням астрономічних азимутів, отриманих з астрономічних спостережень або методом гіроскопічного орієнтування. При цьому необхідно від азимуту перейти до дирекційного кута.

Планові координати точок шляхом вимірювання азимутів можна визначити зворотною азимутальною засічкою за двома і трьома вихідними пунктами.

Планові координати точок можна також визначити комбінованим способом із вимірюванням відстаней електронними приладами, наприклад шляхом побудови лінійноазимутального ланцюга або оберненою лінійною засічкою за одним вихідним пунктом із вимірюванням азимуту на шуканій точці.

19. 1. Лінійні засічки

19.1.1. Обчислення координат точки визначеної лінійною засічкою за двома вихідними пунктами

Вихідні дані:

ха, уа, хв, ув – координати вихідних пунктів.

l1, l2 – виміряні відстані, редуковані на площину проекції Гаусса, хав – дирекційний кут.

Шукані величини: хр, ур – координати шуканої точки. Робочі формули:

Величина h буде мати знак “+”, якщо шукана точка р знаходиться зліва від базису АВ, і знак “-“, якщо вона знаходиться праворуч від нього.

Приклад:

439

19.1.2. Обчислення координат точки визначеної лінійною засічкою за трьома вихідними пунктами

Вихідні дані:

пунктів;

l1,l2,l3 – виміряні відстані, редуковані на площину в проекції Гаусса.

Шукані величини: хр,ур – координати шуканого пункту. Робочі формули:

1.Визначення відстаней d1 і d2 та дирекційних кутів αВА і

αВС:

2.Обчислення кутів при відповідних вершинах трикутників:

3. Обчислення координат шуканого пункту: