Что такое электронный тахеометр
Электронный тахеометр
Электронный тахеометр и его виды
Благодаря особенностям конструкции электронного тахеометра, возможности пользователя существенно расширяются, что позволяет в короткие сроки решить любую поставленную задачу. Итак, о том, что такое электронный тахеометр и для чего он нужен, будет рассказано в сегодняшнем выпуске строительного журнала https://samastroyka.ru/.
Электронный тахеометр
Электронный тахеометр предоставляет возможность качественной съёмки требуемой местности. При этом возможно получить полную картину исследуемого участка. Измерять можно как горизонтальные, так и вертикальные расстояния. Полученные данные автоматически сохраняются устройством, а также могут передаваться на какой-нибудь удаленный компьютер.
Принцип работы современных электронных тахеометров, предлагаемых множеством производителей, может иметь существенные различия. Одни устройства могут работать по фазовому методу, а другие, напротив, по импульсному методу. Электронные тахеометры делятся на разновидности также и по сфере применения.
Технические — их главное преимущество это доступная стоимость. Такие устройства оснащаются отражательным дальномером, поэтому для работы с ними требуется два человека;
Строительные — они оборудуются безотражательными дальномерами;
Инженерные — это многофункциональные тахеометры, способные решать большое количество самых разнообразных задач. Они оснащаются фотокамерами и другими специализированными модулями.
Инженерные электронные тахеометры пользуются сегодня самым большим спросом, поскольку способны передавать информацию посредством всевозможных коммуникационных каналов.
Виды электронных тахеометров
Исходя из характеристик съёмки, электронные тахеометры делятся на такие виды:
Одно из главных преимуществ электронных тахеометров — это существенное уменьшение объёма рутинной бумажной работы. Ведётся только абрис, а все требуемые данные устройство самостоятельно сохраняет.
При этом полностью автоматически осуществляется расчет горизонтальных расстояний, которые в понятном для специалиста виде отображаются на дисплее. Всё это позволяет проводить изыскания гораздо быстрее и с более высокой точностью.
Как это работает. Тахеометр
Холдинг «Швабе» сохраняет ведущие позиции в области производства геодезических приборов. Самым востребованным из них на сегодняшний день считается тахеометр. С появлением этого универсального измерительного устройства многие геодезические задачи значительно упростились, и сегодня любая компания, занимающаяся строительством или земляными работами, обязательно использует тахеометры.
Созданием оборудования для геодезии в холдинге «Швабе» занимается Уральский оптико-механический завод им. Э.С. Яламова, в линейке которого есть тахеометры для любых задач. О том, как устроен и работает этот важный прибор – в нашем материале.
Улыбнитесь, Земля, вас снимают!
Часто на улицах города можно встретить рабочих с необычными устройствами, похожими на кино- или фотокамеру на штативе. Рабочие долго стоят на одном месте, как бы снимая длинный кадр. Если проследить, куда направлен объектив устройства, то, скорее всего, вы увидите еще одного человека с тростью-отражателем в руках.
Так работают геодезисты, они измеряют расстояния и углы между объектами, чтобы в дальнейшем превратить эти данные в план местности или исполнительный чертеж, которые станут основой для земляных работ, строительства или дополнят кадастровые списки.
Прибор, который мы с вами приняли за кинокамеру, называется тахеометром. Без него сегодня не обходится ни одна компания, связанная со строительством, земляными работами или кадастровой деятельностью. С помощью прибора можно выполнять топографическую съемку, межевание, вынос границ земельных участков, разбивку осей и многое другое.
Электронные тахеометры – это сложные многофункциональные приборы, появившиеся не так давно – около 40 лет назад. Однако в основе тахеометра лежит теодолит – устройство для определения горизонтальных и вертикальных углов, история которого значительно более долгая. С помощью теодолита, изобретенного в 1785 году английским ученым Джесси Рамсденом, была создана карта Южной Британии, а прообразы этого устройства появились еще в XVI столетии. Теодолиты были основным рабочим инструментом геодезистов до конца XX века, когда их постепенно заменили более функциональные тахеометры.
Кроме того, с появлением тахеометров в прошлое ушел и такой прибор, как светодальномер, измерявший расстояние по времени прохождения его светом. Как только технологии позволили сделать теодолит и светодальномер компактными и объединить их в одном универсальном устройстве, необходимость в отдельных приборах практически отпала. Но стоит отметить, что и оптические, и электронные теодолиты все еще используются геодезистами, особенно в сложных условиях, где нужен, условно говоря, менее требовательный прибор.
Устройство тахеометра
Итак, каким же образом устроен современный тахеометр, позволяющий решать целый круг геодезических задач? Как уже говорилось, прибор напоминает съемочную камеру, то есть в нем применяется оптика. В системе наведения с одной стороны расположен глазок-окуляр, с другой – объектив, которые связывает зрительная труба. Эта часть устройства досталась тахеометру от теодолита. От него же перешли вертикальный и горизонтальный лимбы – специально размеченные круги, определяющие углы.
Светодальномерное устройство в составе тахеометра позволяет измерять и вычислять линейные величины. Преимуществом электронных тахеометров является светодальномер с инфракрасным светодиодом фазового и импульсного способа измерения расстояний и передачей их на жидкокристаллический дисплей.
Ориентировать тахеометр в пространстве помогает комплекс из механических узлов, разного вида уровней, отвесных приспособлений, компенсаторов и механизмов крепления.
В систему управления устройством включены рабочая панель с дисплеем и клавиатурой, электронно-вычислительное и программное обеспечение. С помощью панели вводятся необходимые данные, выбирается режим работы, запускаются команды, обрабатывается и сохраняется информация, а на дисплее отображаются меню и ход работ.
Более дорогие модели тахеометров отличаются высоким уровнем автоматизации действий и способностью к сложным расчетам. В качестве дополнительных функций может присутствовать радиоуправление, GPS-модуль для геопозиционирования, фотоаппарат.
Что может «быстромер»
«Тахеос» по-древнегречески значит «быстрый». И действительно, главная задача тахеометра – быстро и качественно проводить измерения на местности. С помощью светового или лазерного луча тахеометр определяет расстояние до объекта. Для этого может использоваться как специальный отражатель (как раз та трость, с которой ходит геодезист), так и сам объект. Измеряемое расстояние при этом может достигать 5 км в отражательном режиме и 1,5 км в безотражательном. Оптика современных тахеометров оснащается сильным зумом в 25-35 крат.
С помощью тахеометра можно выполнить съемку любого участка в плане и по высоте, получить полноценную картину рельефа с минимальными погрешностями. В зависимости от комплектации прибор можно использовать для создания плана рельефа, выноса осей здания при строительстве, наблюдения за деформациями или смещениями крупных природных объектов и недвижимости, для подсчета площади.
Сфера применения тахеометров не ограничивается строительством. Приборы также используются в геодезии, при проведении маркшейдерских работ в горной инженерии, при межевании участков. Под разные задачи существуют разные виды тахеометров.
Уральская точность
В составе Ростеха производством высококлассных геодезических приборов занимается Уральский оптико-механический завод им. Э.С. Яламова (УОМЗ), расположенный в Екатеринбурге. Завод входит в холдинг «Швабе» и производит оборудование для геодезии с 1956 года. Здесь выпускаются нивелиры, теодолиты, тахеометры и многочисленные аксессуары для работы с ними. Оборудование УОМЗ признано не только в России – завод поставляет изделия в 75 стран.
Фото: УОМЗ
В линейке уральских тахеометров – семь моделей, отличающихся набором функций и областями применения. При помощи прикладных программ все устройства могут в полевых условиях решать сложные геодезические и инженерные задачи.
В 2020 году уральское предприятие Ростеха представило арктическую версию тахеометров. В новом исполнении устройства могут работать при температуре –40 °C. Время работы без подзарядки при этом увеличено до 20 часов. Такие возможности появились у тахеометров благодаря подогреву радиоэлементов и другим техническим решениям. Обновленные приборы востребованы при изысканиях в условиях Заполярья, где они могут заменить зарубежное оборудование. Российских аналогов у «полярных» тахеометров УОМЗ не существует, а с импортными они успешно конкурируют по цене.
События, связанные с этим
Как это работает. Инкубатор для новорожденных
Танкеры в небе: история и развитие самолетов-заправщиков
Как это работает. Тахеометр
Путешествия с Ростехом: Вологда
«Нервы» современной армии: разработки Ростеха для войск связи
Инструменты
Электронный тахеометр занимает важное место среди приборов для геодезических измерений. И даже несмотря на изобретение наземного лазерного сканирования и спутниковых методов измерения, использование традиционного электронного тахеометра не теряет своей актуальности.
Сфера применения этого высокоточного прибора настолько широка, что переоценить его значение в геодезии невозможно. Электронный тахеометр необходим в строительстве, топографии, инженерии, землеустройстве. Прибор позволяет измерять высотные отметки, полярные и прямоугольные координаты, отклонения и превышения, площади земельных участков, а также обрабатывать данные в полевых условиях.
Конструкция современных электронных тахеометров позволяет работать в условиях повышенной влажности или запыленности, а также при низких температурах. Использование лазерной рулетки позволяет точно измерять расстояния без отражателя. Современные модели тахеометров оснащены вычислительными и запоминающими устройствами, которые сохраняют измеренные или проектные данные, вычисляют координаты недоступных для прямых измерений точек по косвенным наблюдениям. Некоторые современные тахеометры оснащены GPS-системой.
Содержание
Как выбрать электронный тахеометр?
Электронный тахеометр оснащен большим количеством технологичных опций и дополнительных функций. Именно эти параметры и определяют цену электронного тахеометра.
Приобретать тахеометр, как и любой другой инструмент, лучше у официальных дилеров – это застрахует от покупки неисправного прибора, кроме того, вы получаете фирменную гарантию изготовителя.
Прежде чем купить электронный тахеометр, следует определиться с видом работ, для которых он будет использоваться. Если большая часть работ производится в полевых условиях, следует приобретать прибор, оснащенный емкой батареей и имеющий повышенную защиту от влаги и пыли. Если безотражательный режим при работе используется редко или вовсе не используется, наличие этой функции не так принципиально.
Обзор некоторых моделей наиболее известных фирм
Чтобы немного упростить задачу выбора электронного тахеометра, рассмотрим основные характеристики моделей самых известных производителей.
Электронные тахеометры Sokkia
Современные тахеометры японской фирмы Sokkia – удобные и надежные приборы с высокой точностью и скоростью измерений. Приборы оснащены безотражательными лазерными дальномерами, позволяющими измерять расстояния даже при наличии помех.
Электронный тахеометр Sokkia SET 650RX позволяет проводить измерения без отражателя на расстояния более 400 м. Модель имеет увеличенный объем внутренней памяти, оснащена влаго- и пылезащитой.
Модель Sokkia CX-106 отвечает международным требованиям выполнения геодезических работ. Тахеометр осуществляет быстрые измерения углов зданий и сооружений, темных поверхностей, проводов и других труднодоступных целей, а также измерения сквозь листву, ветви и другие помехи. Отличительные особенности модели: низкое потребление энергии, измерения без отражателя до 500 м, удобное управление, компактность, легкость и прочность.
Электронный тахеометр Sokkia FX-105 работает на базе ОС Windows с удобным и понятным интерфейсом. Тончайший луч дальномера обеспечивает быстрые и точные измерения на труднодоступные цели. Модель характеризуется наличием современной системы считывания углов и продолжительной работой от одного аккумулятора. Прибор оборудован системой защиты от пыли и влаги.
Модель SET1X представляет собой высокоточный прибор, сочетающий в себе самые передовые разработки и технологии для решения различных задач в строительстве, геодезии, топографии и землеустройстве. Мощный дальномер измеряет расстояния без отражателя до 500 метров с угловой точностью до 1».
Электронные тахеометры Leica
Тахеометры, произведенные компанией Leica geosystems, разработаны с применением инновационных технологий и отличаются большим набором функций, высокой скоростью и точностью измерений. Основная особенность – безотражательный режим измерений до 1000 метров, измерения на отражатель до 7,5 км.
Тахеометр Leica TS06plus R1000 (7″) отличается высокой скоростью измерений, использованием новейших технологий и наличием удобного набора программ. Модель оснащена лазерным центриром и сенсорным ТFT-дисплеем, предусмотрено управление и с помощью клавиатуры. Дальность измерений без отражателя до 1000 метров, угловая точность 7″.
Модель TS 11 R1000 arctic (1″) оснащена точным дальномером, измеряющим расстояния без отражателя до 1000 м с угловой точностью 1″. Имеется функция подогрева дисплея и клавиатуры, лазерный центрир.
Электронные тахеометры Nikon
Электронные тахеометры фирмы Nikon используются для широкого спектра работ в сфере геодезии. Тахеометры Nikon имеют удобный интерфейс, внутреннюю память, порты для синхронизации с ПК. Использование приборов данной фирмы позволяет сократить временные затраты на обработку данных и исключить ошибки, допускаемые при записи измерений вручную. В линейке есть специальные низкотемпературные модели, пригодные для работы в 30-градусный мороз.
Nikon Nivo 2.M – сочетание компактного дизайна тубы и первого класса лазерной безопасности. Легкий и компактный корпус защищен от влаги и пыли. Дальность измерений без отражателя – 500 м, угловая точность – 2″.
Тахеометр Nikon Nivo 1C LP – легкий, компактный прибор, оснащенный мощным процессором и встроенным полевым ПО, позволяющим с максимальным комфортом вести работы в полевых условиях. Дальномер измеряет расстояния без отражателя до 500 м с угловой точностью 1″.
Электронные тахеометры Topcon
Японская компания Topcon – один из лидеров в разработке геодезического оборудования. Продукция компании отличается широким функционалом, надежностью, простотой в эксплуатации и доступной ценой.
Простой и удобный электронный тахеометр Topcon GTS-105N имеет расширенную цифровую клавиатуру, мощный дальномер и большое количество прикладных программ. Прибор может быть дополнен полевым контроллером.
Модель OS-103L рассчитана для работы в условиях низких температур. Прибор имеет высокую степень защиты от влаги и пыли и характеризуется длительным периодом работы от батареи.
Тахеометр Topcon GPT-3002LN – прибор с увеличенной дальностью измерений без отражателя (до 1200 м). Модель отличается удобным управлением, наличием информативного дисплея и большим набором программ.
Электронные тахеометры Trimble
Тахеометры компании Trimble пользуется заслуженной популярностью во всем мире. Это связано с их качеством, надежностью и точностью. Тахеометры модельного ряда Trimble M3 отличаются существенными преимуществами: невысокая стоимость, качественная оптика, отличная производительность, компактность и надежность.
На видео приведена презентация тахеометра Trimble M3:
Прочная конструкция тахеометра Trimble M3 5″ разработана специально для ведения полевых работ. Мощный дальномер без призмы измеряет расстояния до труднодоступных точек, находящихся на удалении до 400 м. Модель оснащена точным лазерным указателем и лазерным центриром. Тахеометр прост в управлении, что сокращает сроки обучения бригады.
Модель Trimble M3 DR ТА (3″) оборудована программой для сбора и обработки данных непосредственно в полевых условиях. Прибор оснащен лазерным дальномером с дальностью в безотражательном режиме до 400 м, лазерным центриром и точным лазерным указателем.
Trimble M3 DR 5″ (W) Arctic разработан специально для работ в неблагоприятных погодных условиях. Мощный дальномер, удобный сенсорный дисплей, объемная внутренняя память, эффективная защита от пыли и влаги делают прибор надежным помощником при решении широкого круга геодезических задач.
Электронные тахеометры Stonex
Серия тахеометров Stonex была разработана с целью оптимизации производительности геодезических работ. Электронные тахеометры данной марки позволяют производить точные измерения в безотражательном режиме с максимальной скоростью. Использование тонкого лазера облегчает наведение на цель, а специальное программное обеспечение гарантирует быструю обработку данных.
Модель Stonex R9 AutoLock имеет функцию автоматического наведения на цель и позволяет делать точные замеры с разрешением 1”. Прибор оснащен сенсорным дисплеем и удобной клавиатурой.
Тахеометры Stonex R2 производят измерения без призмы до 300 м с угловой точностью 2‘’и 5’’. Данная модель разработана для решения основных геодезических задач. Прибор оснащен расширенной клавиатурой и дополнительными функциональными кнопками, что упрощает ввод и обработку данных.
Тахеометр. Виды и устройство. Работа и характеристики. Особенности
Тахеометр – это специализированный геодезический прибор, применяемый для сверхточного измерения расстояния, а также углов по вертикали и горизонтали. Он используется при выполнении геодезических изысканий, при разметке площадок под строительство, вынесении на местности точек координат и для решения прочих задач.
Что делает тахеометр
В зависимости от комплектации они могут применяться для выполнения:
Чем шире спектр задач, которые можно выполнить определенным тахеометром, тем выше его стоимость. Поэтому с целью удешевления в основном производятся узкоспециализированные приборы под конкретные задачи. Тахеометры являются строго профессиональным оборудованием, не используемым в частных любительских целях. Поэтому узкое профильное направление определенных моделей полностью обосновано. Организациями, занятыми земляными работами на местности, применяются одни устройства, строительными компаниями используются другие.
Виды тахеометров по принципу работы
Существует 3 группы тахеометров по способу ведения измерения. Они бывают:
Оптические – это полностью механические приборы с ручным управлением. По сути, они являются теодолитами со сложным монограммным кипрегелем.
Цифровой отличается наличием электронной составляющей. Она автоматически выполняет многие расчетные операции, сохраняет данные в собственной памяти. Это делает использование цифровой техники очень продуктивной.
Роботизированные приборы имеют электрический привод, поэтому настраиваются на цель без ручного наведения. Они очень эффективные и точные, но в связи с дороговизной применяются редко. При их использовании координаты точек получаются в разы быстрее, что важно при масштабных изысканиях.
Устройство цифрового тахеометра
Наиболее востребованными являются электронные тахеометры. В отличие от более простых устройств, они точнее и удобней. Если разбирать строение цифрового тахеометра по блокам, то можно выделить следующие его части:
Оптическая часть отвечает за процесс съемки, механическая позволяет проводить наведения, а электронная собирает данные, проводит их расчет и выводит информацию на экран. Механическая часть устройства представлена трегером. Это платформа с пузырьковым уровнем, отвечающая за крепление составляющих и наведение оптики. Каждое устройство имеет систему автоматических компенсаторов. Они самостоятельно компенсируют отклонение положения устройства в пространстве. 
Основные характеристики тахеометров
В связи со сложностью устройств, для определения их функционала применяется оценка по десяткам характеристик. Самыми важными среди них выступают:
Оценка угловой и линейной точности устройства
Угловая точность – это уровень погрешности при измерении углового значения. К устройствам премиум класса относятся приборы с угловой точностью в пределах 0,5-1 сек. Зачастую это излишне высокий показатель, переплата за который является необоснованной. При выполнении строительства обычно выбирают тахеометр, дающий погрешность в пределах 2-3 сек. Самыми продаваемыми, в связи с доступностью, выступают приборы с уровнем точности 5 сек.
Погрешность до 5 сек по факту дает на местности отклонение на 1-2 мм на 1 км в обе стороны. Тахеометр с отклонением 5-9 сек имеет погрешность 2-3 мм на 1 км.
Указанный в техническом описании к прибору уровень погрешности зачастую на практике достигается крайне редко. Дело в том, что тестирование приборов проводится в идеальных условиях, которые на улице сложно воссоздать. На величину погрешности может повлиять температура, влажность, атмосферное давление. Поэтому нужно выбирать устройство с запасом точности.
Уровень дальности измерения
Определяющей характеристикой любого тахеометра выступает дальность измерения, на которую тот способен. Это значение зависит от применяемого в конструкции дальномера. Они могут быть безотражательными, что делает работу по измерению максимально простой, или требовать применение призм. Последние устанавливаются в дальней точке, относительно которой проводятся замеры, и устройство на них фокусируется. При работе в сложных условиях установка призм может быть невозможной, к примеру, на скалистой местности.
Дальность измерений исчисляется метрами. Ее уровень в технических характеристиках прибора обычно выше реального. Если тахеометр работает по безотражательному методу, то его функциональность во многом зависит от типа поверхности, на которой выполняется фокусировка. Максимальная дальность без использования призм возможна при прицеливании на гладкий светлый объект. На темной рельефной поверхности дальность замеров сокращается.
Тахеометр с дальностью измерения до 500 м может использоваться при археологических исследованиях, в строительстве, разбивки местности в городской черте и пригороде. Приборы способные делать замеры свыше 500 м самые универсальные. Помимо стандартных задач, они подходят для выполнения топографической съемки. Приборы для картографии совместно с призмой могут проводить замеры на дистанцию до 5000-7000 м. Также они применяются при строительстве трасс.
Объем памяти
Тахеометры способны сохранять результаты своих замеров в собственной памяти. Это исключает необходимость в применении внешних носителей данных, и периодически копировать замеры на компьютер. Такой уровень памяти считается оптимальным и зависит от частоты применения оборудования. В среднем приборы запоминают 10-60 тыс. строк. При этом многие из них поддерживают функцию установки карты SD. В отличие от обычного USB накопителя, такая карта не выпирает из корпуса, поэтому не может зацепиться при переноске тахеометра и выпасть, тем самым вызвав безвозвратную потерю данных.
Допустимые температурные условия работы
Виды интерфейса
Удобство работы с тахеометром во многом зависит от наличиствуемого у него интерфейса. Обычно на корпусе имеются разъемы для подключения кабеля USB и WLAN. Кроме этого нормой является поддержка беспроводной связи Bluetooth и WiFi.
Данные разъемы необходимы для передачи данных или подключения тахеометра к геодезическому приемнику. Поддержка Bluetooth исключает необходимость использования проводов, что очень удобно и ускоряет установку прибора на точках.
Тахеометр более высокого ценового сегмента имеет встроенный GPS модуль. Он позволяет передавать координаты по спутниковой связи на любое расстояние. Важно, чтобы прибор поддерживал конкретную спутниковую систему, имеющую лучшее покрытие в регионе, где обычно выполняется работа. В противном случае передача данных будет невозможна в определенное время суток, когда нужный спутник располагается к поверхности Земли под острым углом. В это время толща атмосферы препятствует движению сигнала. Он сможет проникать, когда спутник окажется сверху.
Меню панели управления
Панель управления цифровых тахеометров представлена в виде сенсорного или обычного дисплея с кнопками. Она позволяет регулировать все рабочие процессы устройства:
Стандартная панель управления имеет набор кнопок:
На самом дисплее отображаются строчки горизонтальных и вертикальных углов. Также на экране имеется строка горизонтальных проложений, постоянный коэффициент призмы.
Приобретение подержанного тахеометра
Тахеометр достаточно дорогой прибор, поэтому с целью экономии его можно приобрести с рук. Подержанные устройства могут иметь ряд неисправностей, делающих невозможным их применение. При покупке б/у устройства важно наличие на него документов. На рынке можно встретить краденые приборы, находящиеся в розыске.
При осмотре тахеометра следует в первую очередь обратить внимание на его целостность. На нем не должно быть внешних повреждений в виде вмятин, потертостей, глубоких царапин. Винты должны быть с целой резьбой, вращаться плавно, что важно для точной регулировки.
При осмотре оптики важно, чтобы изображение было одинаково ярким по всему полю. Не должно быть царапин и пятен. Стоит также проверить непосредственную работу, хотя бы по тем функциям, которые обычно используются чаще всего.