Для чего нужен тахеометр в строительстве

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:

• Плана рельефа объекта съемки.
• Выноса осей здания при его возведении.
• Мониторинга деформации или смещения крупных объектов недвижимости и природных образований по контрольным точкам.
• Подсчета площади.

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:

1. Оптические.
2. Цифровые.
3. Роботизированные.

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.
• Механическая.
• Электронная.

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:

• Угловая и линейная точность.
• Максимальная дальность выполнения измерения.
• Объем памяти (у электронных и роботизированных устройств).
• Допустимый температурный режим использования.
• Количество и разнообразие модулей подключения.
• Наличие GPS.
• Время автономной работы.
• Наличие возможности дистанционного управления.

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

Тахеометр может применяться в широком температурном диапазоне. Прибор используется как в условиях мягкого климата, так и в северных широтах. Важно, чтобы устройство могло функционально переносить те температуры, в которых им пользуются. К примеру, обычные тахеометры рассчитаны на холод до -20°С. При их использовании на севере в -50°С, приборы отключаются.

В первую очередь страдает источник питания. Аккумулятор неадаптированных к сильному морозу тахеометров быстро разряжается, он может испортиться. Многие производители делают приборы с подогревом экрана и клавиатуры, поэтому те перемерзают.

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:

• Ввод данных.
• Обработка информации.
• Запись во внутренней памяти.
• Переключение между режимами.

Стандартная панель управления имеет набор кнопок:

• Включения и отключения.
• Буквенно-цифровая клавиатура.
• Стрелки вверх, вниз, влево, вправо.
• F1,F2,F3,F4 – клавиши изменения режимов.

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.

Источник tehpribory.ru

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.

Источник rostec.ru

Что такое электронный тахеометр и для чего он используется?

Технический прогресс позволил человеку значительно ускорить выполнение многих инженерных работ и в том числе геодезических. Благодаря современному измерительному оборудованию теперь можно получить точные данные в кратчайшие сроки. Именно поэтому самым востребованным на сегодняшний день геодезическим прибором считается тахеометр, с устройством которого ознакомимся более детально.

Что такое тахеометр?

Тахеометр – это инструмент, предназначенный для измерения вертикальных и горизонтальных углов, а также превышений и расстояний.

У электронных приборов, благодаря встроенному микропроцессору и программному обеспечению, измерения и расчеты выполняются за достаточно короткий промежуток времени. При этом отклонения, в случае правильно выполненных работ, будут минимальными.

Основные конструктивные элементы тахеометра в первом положении

Конструктивные элементы тахеометра во втором положении

Конечно же, у данного инструмента есть свои недостатки, вроде высокой стоимости, но они с лихвой компенсируются его достоинствами. Именно поэтому у каждого предприятия на сегодняшний день наличие этого прибора является обязательным требованием.

Где применяется?

Удачно совместив в себе функции, как теодолита, так и светодальномера тахеометр используется для реализации следующих задач:

– определения координатных значений точек при топосъемке и составления топокарт;

– проведения строительных и геодезических разбивочных мероприятий;

– выноса на местность высот, проектных точек;

– проведения прямых и обратных засечек;

– выполнения измерений со смещением;

– тригонометрического нивелирования и т.д.

История создания

До появления этого инструмента геодезические измерения выполнялись при помощи теодолита, рулетки, нивелира и других приборов, а расчеты заносились в специальные журналы и обрабатывались вручную. По этой причине появления ошибок и их накапливания нельзя было избежать. Еще один негативный момент – время, затраченное на проведение измерительных работ.

Теперь же процесс измерений ускорился во множество раз, а большую часть работ теперь берет на себя специальное программное обеспечение(такое как ГИС ГЕОМИКС). Тем не менее, этот прибор стал неотъемлемой частью современной геодезии относительно недавно.

Инструменты, отдаленно напоминающие современные тахеометры, начали выпускать в 70-х годах. Основное препятствие состояло в невозможности совместить теодолит со светодальномером, введу чересчур больших габаритов последнего. Однако, когда его размер стал более компактным, эта проблема была благополучно решена.

Уже в 80-х в Швеции изготавливается самый первый электронный тахеометр AGA-136 от фирмы Geodimetr. Для инженерной геодезии он стал инновационным достижением. Вскоре на рынке стали появляться приборы, изготовленные в Японии (Sokkia, Topcon, Nikon), Швейцарии (Leica) и других странах.

Как работает

Работа этого инструмента строится на двух основных методах, которые обусловлены его конструктивными особенностями:

1. Фазовый. Расстояние вычисляется посредством определения разности между фазами излучаемого и отражаемого светового луча.
2. Импульсный. Используется в самых современных инструментах, предназначенных для проведения измерений крайне высокой точности. Определяется расстояние по времени, через которое лазерный луч достигает отражателя и возвращается.

Режим, в котором будет работать прибор, также определяется диапазоном вычисления дальности расстояний. В зависимости от его интервала тахеометр можно разделить на два следующих типа:

– отражательный (5 и более километров);

– безотражательный (может выполнять измерения до произвольной плоскости в диапазоне до 1,5 километров, но дальность также зависит от отражающих свойств поверхности).

Основным преимуществом тахеометра является возможность измерений при наличии различных препятствий, вроде листвы деревьев. Кроме того, работы можно проводить при условиях не только нормальной, но и плохой или слишком яркой освещенности.

Многие производители сейчас делают акцент на приборах со встроенной системой GPS для быстрого обнаружения объекта по его координатам.

Разновидности тахеометров

Классификация этих приборов достаточно обширна и разделяется по свойствам, функционалу и эксплуатации. По принципу работы принято различать следующие инструменты:

1. Оптические (монограмные) – по своей сути являются сложными теодолитами со специальным номограммным кипрегелем.
2. Электронные – цифровые приборы с установленным ПО. Может хранить данные замеров и вычислений во внутренней памяти. Сочетает в себе теодолит и светодальномер.
3. Автоматизированные – используются для выполнения сложных инженерных работ, поскольку позволяют произвести максимально точные измерения за короткий период времени. На сегодняшний день наиболее востребованные и дорогие.

По конструкции принято различать:

– модульные (отдельно сконструированные элементы теодолита, светодальномера и т.д.);

– интегрированные (все составляющие прибора объединены в один механизм);

– неповторительные (лимб монолитно закреплен на подставке).

В зависимости от сферы применения тахеометры разделяют на:

– строительные (геодезическое сопровождение работ);

– технические (элементарные задачи);

– инженерные (исполнительные съемки и другие сложные работы, требующие высокой точности).

Эксплуатация

Как можно подытожить из вышесказанного, тахеометр является достаточно сложным инструментом, а работа с ним требует определенных умений. Поэтому у начинающих пользователей может появиться много вопросов по поводу его правильной эксплуатации.

Однако измерения при помощи этого инструмента всегда проходит в такой последовательности:

1. Поставить штатив на точке и закрепить, задав нужную высоту.
2. Установить инструмент на штатив и при помощи оптического отвеса отцентрировать его положение над точкой.
3. Включить прибор и отцентрировать его.
4. Дальнейшая работа с устройством зависит от его модели и характера съемки.

Подробная информация об эксплуатации тахеометра описана в инструкции от производителя, с которой необходимо тщательно ознакомится перед его использованием.

Взаимодействие между пользователем и устройством осуществляется при помощи специального программного обеспечения. Устанавливая необходимые параметры на дисплее, геодезист выполняет измерительные работы, после чего все полученные данные сохраняются в памяти тахеометра. Дальнейшая их обработка и составление итогового материала будет производиться на компьютере.

Заключение

Здоровая конкуренция и технологическое развитие активно способствуют появлению точных и многофункциональных инструментов, отвечающих всем современным требованиям.

Конечно же, цена на современные приборы подобного типа достаточно высока. Тем не менее, как показывает практика, скорость работы, функциональность и удобство в эксплуатации с лихвой окупят затраченные на приобретение этого инструмента средства.

Источник 2cad.ru