Elektroniska kopējā stacija – ģeodēzijas jautājumos jūs nevarat iztikt bez tā

Šajā rakstā: Kopējās stacijas noteikšana vēsture un darbības princips; elektronisko kopējo staciju veidi; priekšrocības salīdzinājumā ar citiem ģeodēziskajiem instrumentiem; lielākie kopējo staciju ražotāji.

Ražojot jebkuru celtniecības vai apsekošanas darbu, ir nepieciešams precīzi aprēķināt ainavas atšķirības konkrētajā vietā, un dažreiz tā platība ir tūkstošiem kvadrātmetru. Tradicionālie ģeodēziskie instrumenti – teodolīts, attāluma meklētājs, līmeņrādis un mērlente šeit nedarbosies, pretējā gadījumā mērījumi prasīs nedēļas, ne mazāk. Laiks ir kļuvis par svarīgu punktu šodien – klienti dos priekšroku tiem izpildītājiem, kuri darbu pabeidz pēc iespējas ātrāk, un darbuzņēmējiem ir arvien vairāk iemeslu aprīkot savus speciālistus ar mūsdienīgu celtniecības aprīkojumu … Mūsu moderno datortehnoloģiju laikmetā vairs nav vajadzība pēc fiziskiem aprēķiniem un rasējumiem – viss tiek darīts dators ar atbilstošu programmatūru. Vietnes apsekošana iespējami īsā laikā un ar visprecīzākajiem rezultātiem palīdzēs universālai ģeodēziskai ierīcei – elektroniskam taheometram..

Kas ir kopējā stacija?

Taheometrs ir ģeodēziska ierīce, kas ļauj ātri un ar lielu precizitāti iegūt konkrētā apgabala apsekojumu “plānā” ar pilnīgu reljefa attēlu. Šīs ierīces dizainā ietilpst gaismas diapazona meklētājs, teodolīts, dators un elektronisks datu reģistrētājs – ar ārēji kompaktajiem izmēriem kopējā stacija apvieno vairāku ģeodēzisko instrumentu funkcijas vienlaikus. Vertikālo un horizontālo attālumu mērījumi, laukumi 5000 m attālumā ar kļūdu tikai 1 cm, leņķi ar precizitāti 2? līdz 20? (atkarībā no veida un klases saskaņā ar GOST R 51774-2001), saņemto datu automātiska saglabāšana vairākiem tūkstošiem punktu uz izmērītā laukuma, datu uztveršana un pārsūtīšana, izmantojot GPRS, uz attālo datoru – tas neizsmeļ elektroniskās kopējās stacijas iespējas.

Kopējās stacijas vēsture un darbības princips

Pirmie ģeodēziskie instrumenti, kas attālināti bija līdzīgi mūsdienu tačometriem, tika izveidoti pirms 50 gadiem – šajās pusmehāniskajās un puselektroniskajās ierīcēs patstāvīgi tika uzstādīts optiskā diapazona meklētājs un teodolīts. Pēc kāda laika teodolīts un diapazona meklētājs tika apvienoti vienā korpusā, iegūtā ierīce tika aprīkota ar īpašu paneli, kas ļauj ievadīt leņķa vērtības. Pirmā pilnvērtīgā kopējā stacija tika izveidota Zviedrijā – tajā leņķa nolasījums tika mainīts no optiskā uz elektronisko, kas ļāva automatizēt ģeodēzisko darbu. Tādējādi elektroniskās kopējās stacijas tirgū parādījās apmēram pirms 25 gadiem, tās ražo Amerikas, Japānas un Šveices uzņēmumi..

Elektroniskās kopējās stacijas darbības princips ir balstīts vai nu uz fāzes metodi, vai, modernākos modeļos, uz impulsa metodi. Pirmā metode ir fāzu starpība starp projicētajiem un atgrieztajiem stariem, otrā ir laiks, kas vajadzīgs, lai lāzera stars pārvietotos no kopējās stacijas uz reflektoru un atpakaļ. Attālums, kādā ierīce var darboties bez atstarotāju režīmā, ir atkarīgs no virsmas krāsas, uz kuru tiek projicēts stars – gaišas un gludas virsmas vairākas reizes palielina kopējās stacijas darbības attālumu, salīdzinot ar tumšajām, bet tas nepārsniegs 1000 – 1200 m. Lineārais diapazons mērījumi atstarojošā režīmā – ne mazāk kā 5000 m.

Elektronisko kopējo staciju veidi

Visi ražotie modeļi ir sadalīti vairākos veidos pēc to pielietojuma:

• tehniskās kopējās stacijas. Šāda veida elektroniskās ierīces ir lētākās, jo ir aprīkoti tikai ar atstarojošu attāluma meklētāju, un tiem ir nepieciešami divu darbinieku – tehniskās kopsummas stacijas operatora un dzelzceļa operatora – veiktiem ģeodēziskiem mērījumiem;
• celtniecības tahometri. Aprīkots ar attāluma meklētāju bez reflektoriem, t.i. spēj gan fotografēt, gan atstarot. Celtniecības tahometru būvniecībā nav neviena aidada;
• inženiertehniskie tahometri. Šīs ierīces, kas paredzētas plaša spektra uzdevumu veikšanai, ir aprīkotas ar kameru, ko izmanto trīsdimensiju reljefa modeļu veidošanai, krāsainu skārienekrāna displeju, modernu procesoru un ērtu programmatūru, slotus un portus USB un flash kartēm. Mūsdienu kopējo staciju modeļi atbalsta vairākus sakaru kanālus – Wi-Fi, Bluetooth utt..

Turklāt kopējās stacijas ir sadalītas moduļos, sastāv no atsevišķiem (neatkarīgiem) elementiem un ir integrētas, kurās ierīces ir apvienotas zem viena korpusa vienā mehānismā. Pēdējie veidi ir motorizētas un automatizētas kopējā stacija. Pirmais no tiem ir aprīkots ar servo piedziņu, kas ļauj vienlaikus apsekot vairākus punktus, otrais – ar servo piedziņu un sistēmām, kas spēj atpazīt, uztvert un izsekot mērķus, patiesībā tie jau ir roboti ģeodēziski kompleksi. Šī dizaina ierīces ir paredzētas vienas personas mērījumiem, un robotizētās kopstacijas ļauj fotografēt no attāluma, savukārt rezultātu precizitāte tiks garantēta augsta.

Atbilstoši apsekojuma īpašībām elektroniskās kopējās stacijas ir sadalītas:

• apļveida, ar kvēldiega attāluma mērītāju un cilindrisku līmeni uz alidādes vertikālā loka;
• nomogramma, pārsniegumu aprēķināšana un attālumu horizontālie attālumi atbilstoši nomogrammai, kas novērojuma laikā izdalīta ierīces caurulē, kā arī gar vertikālo sliedi;
• autoredukcija, pārsniegumi un horizontālais attālumu attālums, ko nosaka horizontāla sliede ar dubultu attēla diapazona meklētāju;
• iekšējā pamatnē, kuras pamatne atrodas pie tahometra un ir paredzēta tiešai horizontālā attāluma aprēķināšanai, un vertikālo leņķu mērījumi ļauj aprēķināt pārsniegumu;
• elektro-optisks, kas aprīkots ar papildu elektronisku ierīci, kas ļauj automatizēt šaušanu.

Kopējās stacijas priekšrocības

Ja mēs salīdzinātu darbu ar teodolītu un tahometru, tad pirmajā gadījumā ir nepieciešams saglabāt ierakstus žurnālā, otrajā – tikai saglabāt kontūru, un ierīce atmiņā ierakstīs un glabās datus par attālumiem, leņķiem un piketu numuriem. Mainot šīs ģeodēziskās ierīces atrašanās vietu, jums vienkārši jāiestata jauna stacija un pirmā stacija, pēc tam jānorāda uz reflektoru un, nospiežot tikai vienu pogu, jāiegūst kopējā stacijas aprēķinātie mērījumi..

Elektroniskais tahometrs automātiski aprēķina horizontālos attālumus. Ierīces monitors parāda vai nu slīpuma attālumu, horizontālo stāvokli un paaugstinājumus, vai arī slīpuma attālumu un leņķus (horizontāli un vertikāli) – operators manuāli kontrolē vienas no abām datu opcijām..

Taheometrs ir neaizvietojams, veicot apstādi – novietojiet to vietā, kura koordinātas ir zināmas, iestatiet orientācijas punkta koordinātas vai ievadiet orientācijas virziena leņķi. Tad jūs iestatāt punktu, kas jāizvieto, ievadot tā koordinātas – ierīces monitorā tiek parādīts griešanās leņķis un attālums, kuru vēlaties izmērīt šajā virzienā. Protams, izmantojot kopējo staciju, jūs varat izmērīt attālumu starp punktiem un objekta augstumu, mērījumus ar nobīdi – šī ierīce pilda visas teodolīta funkcijas.

Veicot ģeodēzisko darbu karjerā, šāda funkcija būs ērta – savu koordinātu iegūšana ar rezekcijas palīdzību. Pirmo reizi uzstādot elektronisko kopējo staciju, izmantojot atstarojošo lenti, tiek aprēķinātas vairāku objektu koordinātas, kas atrodas karjera malās. Pēc karjeru pabeigšanas ierīce tiek uzstādīta no jauna un, izmantojot rezekciju, tiek aprēķinātas uzstādīšanas punkta koordinātas un apsekota karjeru. Atbilstošā programmatūra, kas balstīta uz kopējās stacijas aprēķiniem, palīdzēs ātri iegūt priekšstatu par karjerā paveikto – diagrammas kvadrātā ar to vispārīgo aprakstu.

Pēc konstrukcijas elektroniskā kopējā stacija ir paredzēta lauka darbiem. Putekļi vai netīrumi, lietus vai sniegs, temperatūras izmaiņas – tas viss nesabojās ierīci. Starp kopējo staciju modeļiem katram ražotājam ir ierīces, kas paredzētas darbam īpaši skarbos apstākļos – to zemas temperatūras režīms ir līdz mīnus 30 ° С. Tomēr tos ir vērts izvēlēties tikai tajos gadījumos, kad patiešām ir paredzēts strādāt ziemeļu reģionos vai dažos īpašos apstākļos..

Taheometru ražotāji

Slavenākie pasaules elektronisko kopējo staciju ražotāji mūsu tirgū ir Japānas uzņēmums Sokkia Topcon ar zīmoliem Sokkia un Topcon, Šveices uzņēmums Leica Geosystems AG ar Leica zīmolu, Zviedrijas GeoMax (tāda paša nosaukuma zīmols), amerikāņu Trimble Navigation ar Nikon un Trimble zīmoliem, kā arī Spectra Precision (līdzīgs zīmols).

Uzņēmums Sokkia Topcon100 gadus pazīstama ar saviem izstrādājumiem būvniecības un ģeodēzijas jomā, tā uzņēmumos ražotajiem instrumentiem ir tradicionāli augsta precizitāte un japāņu kvalitāte.

Leica Geosystems, Agrāk pazīstams ar savu Leica zīmolu fotogrāfijā (kameras ar šo zīmolu joprojām tiek ražotas), tas tika izveidots 1990. gadā, apvienojoties vairākiem uzņēmumiem, un ir vērsts tikai uz ģeodēzisko iekārtu ražošanu. Šīs markas iekārtas tiek plaši izmantotas ģeodēzijā – gan virszemes, gan satelīta.

Šveices iekārtu ražotājs ģeodēzijas un celtniecības jomā, uzņēmums GeoMax, Kopš darbības uzsākšanas 90. gados tas ir veiksmīgi konkurējis ar Leica zīmolu Eiropas tirgū. Šī uzņēmuma produktu līnija, kas ir ģeodēziskais aprīkojums un tā programmatūra, izceļas ar izcilu kvalitāti un mērījumu precizitāti..

Uzņēmums Trimble navigācija, kas atrodas ASV, savu darbību sāka 1978. gadā, ražojot navigācijas tehnoloģijas jūras navigācijai. Izstrādājot kosmosa pozicionēšanu, pirms 25 gadiem uzņēmums sāka radīt GPS navigatorus, un kopš 2003. gada un pēc Nikon zīmola apgūšanas plašā ģeodēziskā aprīkojuma klāstā.

Amerikas mērniecības aprīkojuma ražotājs Spektru precizitāteparādījās 1997. gadā un tika izveidots vairāku mērniecības instrumentu un tehnoloģiju ražotāju apvienošanās rezultātā. Mūsdienās tas ir lielākais mērniecības aprīkojuma zīmols, kas pazīstams ar novatoriskajām tehnoloģijām..

Starp uzskaitīto ražotāju elektronisko kopējo staciju zīmoliem ir daudz, no kuriem izvēlēties nepieciešamo aprīkojumu, neatkarīgi no tā, vai tas ir tehniskais vai robotizētais kopējais stacijas aprīkojums. Tas viss ir atkarīgs no klienta vajadzībām, darba apstākļiem, kādos paredzēts izmantot kopējo staciju.

Kas slēpjas aiz kopējā stacijas cenas?

Starp tahometru apakšējo un augšējo cenu segmentiem ir milzīgs attālums, simtiem tūkstošu rubļu. Robotiskās ģeodēziskās ierīces ir biedējošas to sarežģītības un izmaksu ziņā, esmu pārliecināts, ka ikviens galvenais grāmatvedis vai uzņēmuma izpilddirektors ar ļoti mazām zināšanām par ģeodēziju būs naidīgs pret lūgumu iegādāties, teiksim, Sokkia NET1200 kopējo staciju (vidējā cena – 1 300 000 rubļu). Ja jūs visu pārtulkosit tikai naudā, tad daudz lētāks Topcon GTS-105N grāmatvedības nodaļai būs daudz jaukāks (vidējā cena ir 170 000 rubļu)! Vai ir jēga iztērēt miljonus robotai kopējai stacijai?

Ja nosacīti sadalām visus esošos augšējā cenu segmenta kopējo staciju modeļus ierīcēs, kas aprīkotas ar servodzinējiem, pusautomātiskiem (aprīkoti ar izsekošanas sistēmu) un automātiskām (roboti tiek vadīti no attāluma), un apsveram darba efektivitāti no lauka mērnieka viedokļa, tad to priekšrocības salīdzinājumā ar lētākiem modeļiem ir acīmredzamas.

Lauka ģeodēziskā darba laikā ievērojama laika daļa tiek pavadīta, lai vairākkārtēji norādītu un fokusētu kopējo staciju, kas nav aprīkota ar servodzinējiem un automātisku izsekošanas sistēmu. Pēc vairākām stundām, nevis labākajos laika apstākļos, operatora koncentrācija samazinās, acis ir ūdeņainas, ķermenis sāp no noguruma – rezultātā samazinās mērījumu precizitāte. Pusautomātiskais tahometrs, kas patstāvīgi izseko reflektora atrašanās vietas izmaiņas un var viegli to vērst, neatkarīgi no laika apstākļiem uz zemes, ievērojami atvieglos operatora fiziskās aktivitātes..

Taheometrs Sokkia NET1200

Atstarotāja pārvietošanai nav nepieciešams biedrs – parasti darba laikā vienkāršas (regulējamas un manuāli kontrolējamas) kopējās stacijas inženieris-operators norāda uz piketiem palīgam ar personālu. Mērījumu precizitāte ģeodēziskā darba laikā ar dzelzceļa partneri nebūt nav ideāla, jo pieredzējis mērnieks nevar novērtēt situāciju piketa vietā, un asistentam tam nav pietiekamu zināšanu. Pusautomātiskās ierīces ļauj mainīt ģeodēziskā darba raksturu – ierīcē ir mazāk pieredzējis operators, kurš neveic iestatījumus, un tikai nospiež pogas uz kopējo staciju pēc inženiera komandas ar reflektoru, kurš precīzi nosaka piketa pozīciju. Darījumos ar robotizēto kopējo staciju visus mērījumus veic tikai inženieris ar personālu, kurš kontrolē ģeodēzisko ierīci no attāluma – no piketa.

Kopējās robotizētās stacijas nenogurst un nepieļauj kļūdas, jo viņi to nespēj – katram piketam viņi pavadīs ne vairāk kā 4 sekundes, neatkarīgi no darba stundu skaita. Dārgākie kopējo staciju modeļi ir izstrādāti precīziem inženiertehniskiem mērījumiem ar minimālām kļūdām, veicot neatkarīgus aprēķinus iespējami īsā laikā. Šādas robotizētas kopējās stacijas piemērs ir Leica TS30 ar leņķa precizitāti 0,5?, Ar iespēju veikt 5000 mērījumus un tikai vienā sekundē veikt teleskopa un alidādes pagriezienu par 180 °, kura vidējās izmaksas ir 2 600 000 rubļu..

Augstas precizitātes elektroniskā kopējā stacija Leica TS30

Salīdzinoši lētajām elektroniskajām kopējā stacijām ir funkciju kopums, kas ir pietiekams izmantošanai būvlaukumos, ar to nepietiks inženiertehniskiem nolūkiem. Vienkāršas elektroniskas ēkas kopējās stacijas raksturojums, piemēram, Nikon DTM-322 (leņķa precizitāte 5?): Augstas kvalitātes optika, mazs svars, vienas ass kompensators, bateriju vietā var izmantot parastās 1,5 V baterijas, prizmas režīmā lielākais mērījumu diapazons ir 2 300 m, vidējā cena – 160 000 rubļu. Precīzāka ēkas kopējā stacija Trimble M3 DR, ar leņķa precizitāti 5?.

Trimble M3 DR TA kopējā stacija

Inženiertehniskās kopējās stacijas, piemēram, Sokkia SET1X: 1? leņķiskā precizitāte, bitu krāsains skārienekrāns, mērīšanas diapazons līdz reflektoram 5000 m, divu asu kompensators, divas litija baterijas 14 nepārtrauktas darbības stundām, Bluetooth, USB ports, karšu lasītājs, Windows CE OS – vidējā cena 690 000 rubļu.

Motorizētās inženiertehniskās stacijas aptuveni 850 000 rubļu vērtībā. ir zemāka leņķa precizitāte (apmēram 5?), bet ievērojami atvieglo mērnieka uzdevumus. Kā piemērs ir Leica TS15 M R400 – mērīšanas diapazons līdz reflektoram līdz 10 000 m, četru asu kompensators, ātra akumulatora uzlādēšana 7 darba stundas, OS Windows CE 5.0 Core, griešanās ātrums 45 ° sekundē, bluetooth, USB ports, karšu lasītājs, krāsains skārienekrāns.

Jo augstāks ir inženiertehnisko kopējo staciju modeļu raksturojums precizitātes, mērījumu ātruma un datu apstrādes ziņā, jo augstākas ir to izmaksas. Jāatzīmē, ka mūsdienu elektroniskajiem inženiertehniskajiem instrumentiem ģeodēzisko mērījumu veikšanai nedraud ātra novecošanās – modeļi, kas ienāks nākotnes tirgū, tiks balstīti uz tiem un tiem būs līdzīgs funkciju kopums..

Beigās

Izvēloties vienu vai otru elektroniskās kopējās stacijas modeli vai, pareizāk sakot, izvēloties vienu vai otru ražotāju, jo kopējo cenu staciju raksturlielumi to cenu segmentā parasti ir līdzīgi, būs svarīgi saskarties ar pieredzējušu un profesionālu piegādātāju. Tās speciālisti izvēlēsies modeli, kas vislabāk atbilst klienta vajadzībām, ieskaitot moderno programmatūru, kuras darbs ir jāapmāca klienta darbiniekiem.

Mūsdienu kopējo staciju dizains ir sarežģīts un nekādā gadījumā nav lēts – rūpīga ierīces izvēle ar optimālu funkciju kopumu ir ārkārtīgi svarīga.