Конструктивные особенности в новых приборах, новые возможности приборов

При производстве большинства геодезических работ, как правило, требуется выполнять как угловые, так и линейные измерения, для чего обычно использовались оптические тахеометры. Еще в конце ХХ века венгерский геодезист Тихи ввел в обиход слово «тахеометр», которое в переводе с греческого языка означает «быстроизмеряющий» .

Позднее для этих целей стали использовать светодальномеры и теодолиты. Когда были созданы компактные светодальномеры, то конструкция их предусматривала возможность установки на теодолит. И в настоящее время конструкции светодальномеров, выпускаемых Уральским оптико-механическим заводом, предусматривают возможность их установки на теодолит. Позднее начали выпускаться приборы в общем корпусе для оптического теодолита и светодальномера.

Мощным толчком в геодезическом приборостроении стал выпуск электронного тахеометра AGA-136 (Швеция), в котором оптическая система отсчета углов была заменена на электронную, т. е. в едином корпусе размещался прибор, который совмещал функции светодальномера и цифрового теодолита. В дальнейшем в электронный тахеометр был введен полевой компьютер, открыв тем самым начало выпуска компьютеризованных электронных тахеометров. Использование электронных тахеометров позволило полностью отказаться от ведения полевого журнала.

В современные приборы начали встраивать мощные полевые компьютеры для обработки результатов измерений и решения непосредственно в поле типовых геодезических задач, расширились возможности приборов за счет значительного улучшения технических характеристик.

Каждый электронный тахеометр имеет зрительную трубу, блок измерения расстояний (светодальномер), блок измерения углов (цифровой теодолит) и спецвычислитель, в который встроены программы для решения непосредственно в поле типовых геодезических задач.

Встроенное программное обеспечение большинства электронных тахеометров позволяет решать целый ряд геодезических задач. Например, электронные тахеометры фирмы Sokkia (Япония), которые отличаются высокой надежностью и точностью, имеют программное обеспечение, позволяющее решать следующие задачи:

• · определять горизонтальное проложение и превышение;
• · решать прямую и обратную геодезические задачи;
• · вычислять превышения и расстояния между неприступными точками, определять высоту объектов, на которые невозможно установить отражатель, например, линии электропередачи, высотные здания, стены и т. д.;
• · выполнять расчет площади и периметра снимаемого участка;
• · помещать в отдельный список для последующего быстрого поиска выносимые в натуру точки; осуществлять вынос в натуру точек по углу и расстоянию, по координатам, по створу между двумя точками на задаваемую вертикальную или наклонную плоскость.

Помимо встроенного программного обеспечения, есть специализированные программы, которые поставляются отдельно (например, программы, используемые при изысканиях и строительстве дорог «Road», программы для геометрических построений «ССЮО» и т. д.).

С 2005 г. фирма TOPCON (Япония) начала выпускать новые приборы — фототахеометры GPT-7000i, которые позволяют получать на экране тахеометра изображение, создаваемое зрительной трубой. Например, при выносе в натуру, глядя в видоискатель, оператор четко выводит своего помощника с призмой на выносимые точки. Кроме того, встроенная дополнительная цифровая камера позволяет получать мелкомасштабные снимки местности. Объектив этой камеры размещен над объективом зрительной трубы. Тахеометры GPT-7000i созданы на базе уже известной в России серии безотражательных тахеометров GPT- 7000 с добавлением технологии цифровых изображений. GPT-7000i имеет встроенную операционную систему Windows СЕ и увеличенный объем памяти для хранения изображений.

Прибор позволяет сделать фотоснимок измеряемого объекта и сохранить его в памяти вместе с результатами измерений. Благодаря этому вместо создания традиционных схематичных планов для отображения результатов снимаемого объекта вместе с измеренными точками и линиями. Оператор может проконтролировать точки (линии), которые были или не были измерены, что позволяет избежать ошибок при выполнении полевых работ. Снимок местности, полученный с помощью фототахеометра, упрощает процедуру выноса точек в натуру, так как все выносимые точки отображаются на экране. Для серии GPT-7000i существуют 2 вида программного обеспечения. Основная программа — TopSURV ON Board, которая предназначена для решения общих задач съемки и используется для управления тахеометром. Она представляет полный набор процедур для выполнения съемки, выноса в натуру и решения тривиальных геодезических задач. Эта программа устанавливается на заводе изготовителе.

Дополнительная программа 3D Image Measurement обеспечивает работу с цифровыми изображениями и предназначена для трехмерного (объемного) моделирования.

Когда активна функция фотоизображения, измеряемые точки отображаются на экране как точки и линии. Можно провести линию, соединив измеренные точки. Измеренные точки также можно проверить посредством программы 3D Image Measurement, которая в основном используется для обработки цифровой фотосъемки, полученной с концов базиса, как это делается при фототеодолитной съемке. Фотосъемка местности выполняется с помощью широкоугольной цифровой фотокамеры с двух разнесенных точек (концов базиса), координаты которых известны. ПО 3D Image Measurement System позволяет автоматически обработать полученные снимки и получить с помощью этих стереоснимков цифровую модель местности, контурные лини и оценить объемы, ограниченные сложными поверхностями.

Таким образом, благодаря таким уникальным особенностям GPT- 7000i при выполнении полевых работ:

• — обеспечивается однозначность распознавания измеряемых точек в режимах измерений по призмам и без них;
• — исключается необходимость наведения и фокусировки на каждую точку с помощью зрительной трубы;
• — осуществляется простое наведение на близзенитные точки без использования дополнительных аксессуаров (ломаных окуляров);
• — определяются области, где измерения, возможно, были пропущены;
• — отображаются разбивочные точки, наложенные на реальное изображение объекта до начала выноса проекта в натуру;
• — результаты выноса в натуру контролируются по отображению точек на экране.

При камеральных работах упрощается обработка и повышается качество полученных результатов, так как обзорный и детальный фотоснимки могут быть записаны в памяти инструмента вместе с данными измерений.

Эти фотоснимки дают наглядное представление состояния и особенностей объекта для подготовки более подробной съемочной документации, а также помогают при камеральной обработке полевых измерений и избавляют от необходимости вести абрис во время съемки.

Благодаря этим качествам и возможности измерения расстояний без отражателя до 250 м тахеометры серии GPT-7000 могут быть использованы для решения специальных задач, например, таких как фасадные съемки. При этом обеспечивается представление на экране изображения фасада здания и простая идентификация точек, исключается необходимость ведения абрисов и дополнительного фотографирования зданий. Фотоснимки, полученные при измерениях, могут быть также использованы для более наглядного и подробного оформления материалов работ.

Тахеометры серии GPT-7000i выполняют измерения без отражателя до углов зданий проще и точнее. Цифровые технологии используются для автоматического определения точек углов зданий и конструкций с большей точностью, чем при обычных измерениях.

Все приборы достаточно просты в управлении и, как правило, имеют двухстороннюю алфавитно-цифровую клавиатуру. Клавиши меню обеспечивают управление проектами съемки, функциями координатной геометрии, настройками инструмента, просмотром и редактированием данных и т. д. Электронные тахеометры снабжены компактными визирными трубами, служащими для приема и передачи оптических сигналов при светодальномерных измерениях. Они имеют совмещенную оптику, центральная часть которой является передающей, а периферийная — приемной.

При использовании такой конструкции уровень сигнала, отраженного от марки или диффузного отражателя, не меняется (если угол наклона не более 30°), что позволяет обеспечить высокую точность линейных измерений. Зондирующий пучок лазерного излучения имеет малый диаметр, и поэтому позволяет выполнять измерения сквозь листву деревьев и сетчатые ограждения, а также при отражении от измеряемой поверхности под острым углом.

Для связи с компьютером можно использовать несколько форматов передачи данных, что обеспечивает работу прибора с различным программным обеспечением. С использованием простого программного обеспечения, входящего в комплект тахеометра, данные могут загружаться из компьютера в электронный тахеометр.

Как и цифровые теодолиты, электронные тахеометры снабжены двухосевыми датчиками угла наклона, работающими в диапазоне 3'—5'. Двухосевой датчик наклона автоматически отслеживает наклон инструмента по осям X и У, а поправки в отсчеты по вертикальному и горизонтальному кругам вводятся автоматически. В результате упрощается и ускоряется процесс приведения прибора в рабочее положение (приведение вертикальной оси вращения алидады в вертикальное положение). Функция исправления коллимационных ошибок автоматически вводит коррекцию в измеряемые направления. По этой причине угловые измерения можно выполнять при одном положении круга без снижения точности результатов измерений. Они снабжены оптическим или лазерным центриром.

Современные электронные тахеометры имеют водостойкую защиту, обеспечивающую бесперебойную работу прибора при условии повышенной влажности. Стандартная рабочая температура для электронных тахеометров составляет от -20 °С до +50 °С. Для низкотемпературных модификаций приборов рабочий диапазон температур составляет от -30 °С до +50 °С.

Таким образом, современные электронные тахеометры являются всепогодными, так как работают в условиях экстремальных температур и повышения влажности.