Elektronická totální stanice – v otázkách geodézie se bez ní neobejdete

Obsah článku

---

• Co je totální stanice?
• Historie a princip provozu totální stanice
• Druhy elektronických totálních stanic
• Výhody totální stanice
• Výrobci tachometrů
• Co se skrývá za cenu totální stanice?
• Na konci

---

V tomto článku: Definování totální stanice historie a pracovní princip; typy elektronických totálních stanic; výhody oproti jiným geodetickým nástrojům; největší výrobci totálních stanic.

Při provádění jakýchkoli stavebních nebo průzkumných prací je nutný přesný výpočet rozdílů v krajině na daném místě a někdy je jeho plocha tisíce metrů čtverečních. Tradiční geodetické nástroje – teodolit, dálkoměr, hladina a měřítko pásky zde nebudou fungovat, jinak bude měření trvat týdny, neméně. A načasování se stalo dnes důležitým bodem – zákazníci upřednostní ty výkonné umělce, kteří dokončují práci co nejrychleji, a dodavatelé mají stále více důvodů vybavit své specialisty moderním stavebním zařízením … V naší době pokročilé počítačové technologie potřeba fyzických výpočtů a výkresů zmizela – všechno počítač s vhodným softwarem. Univerzální geodetické zařízení – elektronická totální stanice pomůže zjistit lokalitu v co nejkratším čase as co nejpřesnějšími výsledky.

Co je totální stanice?

Tachometr je geodetické zařízení, které vám umožní rychle as vysokou přesností získat přehled o dané oblasti „v plánu“ s úplným obrázkem reliéfu. Konstrukce tohoto zařízení zahrnuje optický dálkoměr, teodolit, kalkulačku a elektronický záznamník dat – se svými vnějšími kompaktními rozměry kombinuje totální stanice funkce několika geodetických nástrojů najednou. Měření svislých a vodorovných vzdáleností, plochy ve vzdálenosti 5000 ms chybou pouze 1 cm, úhly s přesností 2? až 20? (v závislosti na typu a třídě v souladu s GOST R 51774-2001), automatické ukládání přijatých dat pro několik tisíc bodů na měřené oblasti, příjem a přenos dat přes GPRS do vzdáleného počítače – nevyčerpá se tím schopnost elektronické totální stanice.

Historie a princip provozu totální stanice

První geodetické přístroje, vzdáleně podobné moderním tacheometrům, byly vytvořeny před 50 lety – v těchto polomechanických a poloelektronických zařízeních byl samostatně nainstalován optický dálkoměr a teodolit. Po nějaké době byly teodolit a dálkoměr kombinovány do jednoho pouzdra, výsledné zařízení bylo vybaveno speciálním panelem, který umožňuje zadávat hodnoty úhlu. První plnohodnotná totální stanice byla vytvořena ve Švédsku – v tom se změnilo měření úhlu z optické na elektronickou, což umožnilo automatizovat geodetické práce. Elektronické totální stanice se tak objevily na trhu asi před 25 lety, vyrábějí je americké, japonské a švýcarské společnosti..

Princip činnosti elektronické totální stanice je založen buď na fázové metodě, nebo, v modernějších modelech, na impulsní metodě. První metoda je fázový rozdíl mezi promítanými a vrácenými paprsky, druhá je doba, kterou potřebuje laserový paprsek k pohybu z totální stanice k reflektoru a zpět. Vzdálenost, ve které je zařízení schopno pracovat v režimu bez reflektoru, závisí na barvě povrchu, na který je paprsek promítán – světlé a hladké povrchy několikrát zvýší provozní vzdálenost totální stanice ve srovnání s tmavými, ale nepřesáhnou 1 000 – 1 200 m. Lineární rozsah měření v reflexním režimu – ne méně než 5000 m.

Druhy elektronických totálních stanic

Všechny vyráběné modely jsou rozděleny do několika typů podle jejich použití:

• technické totální stanice. Elektronická zařízení tohoto typu jsou nejlevnější, protože jsou vybaveny pouze reflexním dálkoměrem a vyžadují geodetická měření týmem dvou zaměstnanců – provozovatel technické totální stanice a železniční provozovatel;
• konstrukční tacheometry. Vybaven dálkoměrem bez reflektoru, tj. schopné jak reflexní, tak nereflexní střelby. Při stavbě tacheometrů neexistuje alidad;
• technické tacheometry. Tato zařízení, navržená pro provádění široké škály úkolů, jsou vybavena kamerou používanou k vytváření trojrozměrných modelů terénu, barevnou dotykovou obrazovkou, moderním procesorem a pohodlným softwarem, sloty a porty pro USB a flash karty. Moderní modely inženýrských totálních stanic podporují řadu komunikačních kanálů – Wi-Fi, Bluetooth atd..

Kromě toho se tacheometry rozdělují na modulární, skládající se ze samostatných (nezávislých) prvků a integrované, ve kterých jsou zařízení kombinována pod jedním pouzdrem do jediného mechanismu. Poslední typy jsou motorizované a automatizované totální stanice. První z nich je vybaven servopohonem, který umožňuje sledování více bodů současně, druhý se servopohonem a systémy schopnými rozpoznat, zachytit a sledovat cíle, ve skutečnosti se jedná o již robotické geodetické systémy. Zařízení tohoto designu jsou navržena pro měření jednou osobou a robotické totální stanice umožňují dálkové fotografování, přičemž přesnost výsledků bude zaručena vysoká.

Podle charakteristik průzkumu se elektronické totální stanice dělí na:

• kruhový, s dálkoměrem na vlákno a válcovou úrovní na svislém kruhu alidády;
• nomogram, výpočet překročení a horizontálních vzdáleností podle nomogramu, rozlišitelných v potrubí zařízení během pozorování, jakož i podél svislé kolejnice;
• autoredukce, překmit a horizontální rozestup vzdáleností, které jsou určeny vodorovnou kolejnicí s dvojitým dálkoměrem;
• in-base, jehož základna je na tachometru a je určena pro přímý výpočet horizontální vzdálenosti a měření vertikálních úhlů umožňuje vypočítat výšky;
• elektrooptický, vybavený přídavným elektronickým zařízením, které umožňuje automatizaci střelby.

Výhody totální stanice

Pokud porovnáme práci s teodolitem a tacheometrem, pak je v prvním případě nutné vést záznamy v deníku, ve druhém – pouze udržovat obrys a zařízení bude zaznamenávat a ukládat data o vzdálenostech, úhlech a číslech piketů do paměti. Při změně umístění tohoto geodetického zařízení stačí nastavit novou stanici a první stanici, poté namířit na reflektor a naměřit celkovou stanici stisknutím jediného tlačítka..

Elektronický tachometr počítá horizontální vzdálenosti nezávisle v automatickém režimu. Monitor zařízení zobrazuje buď sklon, vodorovnou polohu a výšku, nebo sklon a úhel (horizontální a vertikální) – zobrazení jedné ze dvou datových možností je ručně ovládáno operátorem.

Tachometr je při provádění vytyčení nenahraditelný – umístěte jej do bodu, jehož souřadnice jsou známé, nastavte souřadnice orientačního bodu nebo zadejte orientační úhel pro orientaci. Poté nastavíte bod, který má být stanoven, zadáním jeho souřadnic – na monitoru zařízení se zobrazí úhel natočení a vzdálenost, kterou chcete v tomto směru změřit. Samozřejmě, pomocí totální stanice můžete změřit vzdálenost mezi body a výškou objektu, měření s ofsetem – toto zařízení provádí všechny funkce teodolitů.

Při provádění geodetických prací v lomu bude tato funkce výhodná – získání vlastních souřadnic resekcí. Při první instalaci elektronické totální stanice se pomocí reflexní pásky vypočítají souřadnice několika objektů na okraji lomu. Na konci práce v lomu je zařízení znovu nainstalováno a pomocí resekce jsou vypočteny souřadnice místa instalace a lom je zjišťován. Odpovídající software založený na výpočtech totální stanice vám pomůže rychle získat představu o práci provedené v lomu – diagramy ve čtvercích s jejich obecným popisem.

Díky své konstrukci je elektronická totální stanice určena pro práci v terénu. Prach nebo nečistoty, déšť nebo sníh, změny teploty – to vše nepoškodí zařízení. Mezi modely totálních stanic má každý výrobce zařízení navržená pro práci ve zvláště drsných podmínkách – jejich nízkoteplotní režim je až mínus 30 ° С. Je však vhodné si je vybrat pouze v případech, kdy se má skutečně jednat v severních regionech nebo za určitých specifických podmínek..

Výrobci tachometrů

Nejznámějšími světovými výrobci elektronických totálních stanic na našem trhu jsou japonská společnost Sokkia Topcon se značkami Sokkia a Topcon, švýcarská společnost Leica Geosystems AG se značkou Leica, švédská GeoMax (značka se stejným názvem), americká Trimble Navigation se značkami Nikon a Trimble a Spectra Precision (stejná značka).

Společnost Sokkia Topconnástroje vyráběné ve svých podnicích, které jsou známé svými výrobky v oblasti stavebnictví a geodézie více než 100 let, mají tradičně vysokou přesnost a japonskou kvalitu.

Leica Geosystems, dříve známý pro svou značku Leica ve fotografickém vybavení (kamery pod touto značkou se stále vyrábějí), vzniklo v roce 1990 sloučením několika společností a zaměřuje se na výrobu pouze geodetického zařízení. Vybavení této značky je široce používáno v geodézii – jak v terestriálním, tak v družicovém.

Švýcarský výrobce zařízení v oblasti geodézie a stavebnictví, společnost GeoMax, Od svého vzniku v 90. letech úspěšně konkuruje se značkou Leica na evropském trhu. Produktová řada této společnosti, která je geodetickým zařízením a jeho softwarem, se vyznačuje výjimečnou kvalitou a přesností měření..

Společnost Trimble Navigation, se sídlem v USA začala svou existenci v roce 1978 výrobou navigačních technologií pro námořní plavbu. S rozvojem kosmického určování polohy, před 25 lety, začala společnost vytvářet GPS navigátory a od roku 2003 a po získání značky Nikon širokou škálu geodetických zařízení.

Americký výrobce měřicí techniky Spectra Precisionse objevil v roce 1997 a vznikl spojením několika výrobců měřicích přístrojů a technologií. Dnes je to největší značka měřicího zařízení, známá svými inovativními technologiemi..

Mezi značkami elektronických totálních stanic uvedených výrobců existuje spousta možností výběru z potřebného vybavení, ať už se jedná o technickou nebo robotickou totální stanici. Vše záleží na potřebách zákazníka, pracovních podmínkách, ve kterých se má totální stanice používat.

Co se skrývá za cenu totální stanice?

Mezi dolními a horními cenovými segmenty tacheometrů, stovkami tisíc rublů, je obrovská vzdálenost. Robotické geodetické nástroje děsí svou složitostí a cenou, jsem si jistý, že každý hlavní účetní nebo manažer s velmi malými znalostmi geodézie bude nepřátelský k požadavku na nákup, řekněme, totální stanici Sokkia NET1200 (průměrná cena – 1 300 000 rublů). Pokud převedete vše pouze na peníze, bude mnohem levnější Topcon GTS-105N pro účetní oddělení mnohem příjemnější (průměrná cena je 170 000 rublů)! Má smysl utrácet miliony za robotickou totální stanici?

Pokud podmíněně rozdělíme všechny existující modely totálních stanic v horním cenovém segmentu na zařízení vybavená servomotory, poloautomatické (vybavené sledovacím systémem) a automatické (roboty ovládané vzdáleně) a vezmeme v úvahu efektivitu práce z pohledu terénního geodeta, pak jsou jejich výhody oproti levnějším modelům zřejmé.

Při terénní geodetické práci se značná část času věnuje vícenásobnému nasměrování a zaostření totální stanice, která není vybavena servomotory a automatickým sledovacím systémem. Po několika hodinách, a ne za nejlepších povětrnostních podmínek, se koncentrace operátora snižuje, jeho oči jsou vodnaté, jeho tělo bolí z únavy – v důsledku toho se snižuje přesnost měření. Poloautomatický tacheometr, který nezávisle sleduje změny v umístění reflektoru a může na něj snadno zaměřit, pomůže výrazně usnadnit fyzickou aktivitu operátora bez ohledu na povětrnostní podmínky na zemi..

Tacheometer Sokkia NET1200

Není třeba, aby společník pohyboval reflektorem – zpravidla během práce inženýr-operátor jednoduchého (nastavitelného a ručně ovládaného) celkového počtu stanic ukazuje na hlídky k asistentovi s personálem. Přesnost měření během geodetické práce s partnerskou železnicí zdaleka není ideální, protože zkušený zeměměř nemůže posoudit situaci v místě vyzvednutí a asistent nemá dostatečné znalosti. Poloautomatická zařízení vám umožňují změnit povahu geodetické práce – zařízení má méně zkušeného operátora, který neprovádí nastavení a pouze stiskne tlačítka na totální stanici na příkaz inženýra s reflektorem, který přesně určí polohu háčku. Při práci s robotickou totální stanicí jsou všechna měření prováděna pouze technikem s personálem, který dálkově ovládá geodetické zařízení – z hlídky.

Robotické totální stanice se neunaví a nedělají chyby, protože nejsou to schopni – utratí více než 4 sekundy za každý demonstrant, bez ohledu na počet pracovních hodin. Nejdražší modely tacheometrů jsou navrženy pro přesné technické měření s minimálními chybami a provádějí nezávislé výpočty v nejkratším možném čase. Příkladem takové robotické totální stanice je Leica TS30 s úhlovou přesností 0,5 ?, Schopnost provádět 5 000 měření a udělat 180 ° otočení dalekohledu a alidade během jedné sekundy, průměrná cena je 2 600 000 rublů..

Vysoce přesná elektronická totální stanice Leica TS30

Relativně levné elektronické totální stanice mají sadu funkcí dostatečných pro použití na staveništích, nebudou stačit pro technické účely. Charakteristika jednoduché stanice totální elektronické budovy, například Nikon DTM-322 (úhlová přesnost 5?): Vysoce kvalitní optika, nízká hmotnost, jednosměrný kompenzátor, namísto baterií můžete použít běžné 1,5 V baterie, největší rozsah měření v režimu hranolu je 2 300 m, průměrná cena – 160 000 rublů. Přesnější stavební tachometr Trimble M3 DR, s úhlovou přesností 5?, Dvouosý kompenzátor, dosah k odrazové liště 3 000 m, baterie pro nepřetržitý provoz po dobu 8 hodin, přítomnost bluetooth a průměrná cena 340 000 rublů.

Trimble M3 DR TA Total Station

Inženýrské totální stanice, například Sokkia SET1X: 1? úhlová přesnost, vysoce bitová barevná dotyková obrazovka, rozsah měření k reflektoru 5 000 m, dvouosý kompenzátor, dvě lithiové baterie po dobu 14 hodin nepřetržitého provozu, Bluetooth, port USB, čtečka karet, Windows CE OS – průměrná cena 690 000 rublů.

Motorizované inženýrské totální stanice v hodnotě asi 850 000 rublů. mají nižší úhlovou přesnost (řádově 5?), ale výrazně usnadňují úkoly inspektora. Příkladem je Leica TS15 M R400 – měřicí dosah k reflektoru do 10 000 m, čtyřosý kompenzátor, rychlé nabíjení baterie po dobu 7 pracovních hodin, OS Windows CE 5.0 Core, rychlost otáčení 45 ° za sekundu, bluetooth, port USB, čtečka karet, barevný dotykový displej.

Čím vyšší jsou vlastnosti modelů strojírenských totálních stanic z hlediska přesnosti, rychlosti měření a zpracování dat, tím vyšší jsou jejich náklady. Je třeba poznamenat, že moderní elektronické inženýrské nástroje pro geodetická měření nejsou ohroženy rychlým zastaráváním – modely, které vstoupí na trh budoucnosti, budou postaveny na jejich základě a budou mít podobnou sadu funkcí..

Na konci

Při výběru jednoho nebo jiného modelu elektronické totální stanice nebo, přesněji, výběru jednoho nebo jiného výrobce, protože vlastnosti totálních stanic v jejich cenovém segmentu jsou obecně podobné, bude důležité jednat se zkušeným a profesionálním dodavatelem. Jeho specialisté vyberou model, který nejlépe odpovídá potřebám zákazníka, včetně moderního softwaru, jehož práce musí být vyškolena zaměstnancům zákazníka.

Moderní totální stanice jsou konstrukčně složité a v žádném případě levné – pečlivý výběr zařízení s optimální sadou funkcí je nesmírně důležitý.