Автор: Данильчик А., Карелина И. В.
Источник: НТК-2008, секция «Городское строительство и хозяйство», подсекция «Основания, фундаменты, инженерная геология и геодезия», Барнаул: АлтГТУ, 2008.
Инженерно-геодезические измерения и построения занимают особое место в общей схеме строительных работ. Они начинаются до начала строительства при проведении инженерно- геодезических изысканий, являются составной частью строительно-монтажных работ, а также сопутствуют проверке качества строительной продукции и продолжаются в эксплуатационный период при проведении наблюдений за деформациями зданий и сооружений. Поэтому вопросы точности проведения геодезических работ всегда очень актуальны и имеют принципиальное значение, т.к. они определяют уровень качества и надежности выстроенных зданий и сооружений. При оценке надежности и точности измерений главным является выбор совершенной методики геодезических работ и соответствующих приборов и оборудования, исходя из заданных технологических требований проекта и допусков.
С ростом научно-технического прогресса и технического уровня строительства развивались и совершенствовались методики и приборы для проведения инженерно-геодезических работ. Если до 60-х годов XX века развитие геодезического приборостроения шло по пути совершенствования традиционной технологии, то за последние 30-40 лет развитие микроэлектроники положило начало новой эпохи средств и методов геодезических работ.
Современный геодезический прибор – продукт высоких технологий, объединяющий в себе последние достижения электроники, механики, оптики, других наук. Таким прибором является тахеометр – оптико-электронный прибор, совмещающий в себе электронный теодолит, светодальномер, вычислительное устройство и регистратор информации.
Тахеометр предназначен для выполнения крупномасштабных топографических съемок, для создания сетей планово-высотного обоснования, для выполнения исполнительных съемок застроенных и застраиваемых территорий, для автоматизированного решения в полевых условиях различных геодезических и инженерных задач при помощи прикладных программ. Тахеометром можно производить измерения углов (вертикальных и горизонтальных), выполнять измерения полярных координат, получать результаты измерений в виде горизонтальных проложений и превышений, а также в виде вычисленных прямоугольных координат. При этом результаты измерений записываются в карту памяти [1, 2].
Все электронные тахеометры можно разделить на три основные группы:
Ведущие производители спутниковых систем (Trimble, Magellan/Ashtech) рассматривают электронные тахеометры как геодезические системы вторичного значения, отдавая предпочтение спутниковым системам реального времени как первостепенным геодезическим системам [6]. Другие производители (Leica, Sokkia, Topcon и др.) рассматривают тахеометры как геодезические системы первичного значения, функциональные возможности которых могут дополняться возможностями спутниковых преемников [3-5]. Сегодня две основные концепции развития полевых геодезических систем определяют появление новых приборов и систем, а жесткая конкуренция на международном рынке обуславливает непрерывное совершенствование электронных тахеометров, заставляя производителей находить все более эффективные решения, упрощать процессы измерений и использовать максимально удобные пользовательские интерфейсы, создавать интегрированные системы, комбинирующие функции компьютеров, тахеометров, спутниковых приемников, инерциальных систем.
В начале 90-х годов были заложены основные принципы развития электронных тахеометров: модульность – с точки зрения конструктивности и автоматизация – с точки зрения функциональности.
Современные тахеометры значительно различаются не только своими техническими характеристиками, конструктивными особенностями, но и, прежде всего, ориентацией на конкретного пользователя или определенную сферу применения. Точность и дальность измерений в данном случае уже не играют существенной роли. Определяющим становится фактор эффективности применения прибора для решения конкретного типа задач. Например, для выполнения традиционных работ по землеотводам достаточно иметь простой механический тахеометр с минимальным набором встроенных программ, в то время как для работ по изысканиям и строительству автомагистралей наиболее эффективным будет применение роботизированного тахеометра с функциями автослежения за отражателем, контроллером и необходимыми программами.
Важной составляющей электронного тахеометра является модуль контроллера. От его производительности, объема памяти, типа экрана, наличия и числа встроенных программ зависят функциональные возможности тахеометра. Большинство моделей тахеометров имеют встроенный контроллер, управляемый клавиатурой. Но бывают модели тахеометров со съемной клавиатурой-контроллером. При их использовании не требуется доставка в камеральный офис самого прибора для «скачивания» информации – достаточно одной клавиатуры. В последнее время в качестве контроллеров широко применяют полевые компьютеры с активным экраном - в результате пользователь избавлен от клавиатуры и использует для работы ручку или карандаш, но без традиционного полевого журнала.
Программное обеспечение электронных тахеометров решает большинство задач непосредственно в полевых условиях, позволяет вести трехмерную базу съемочных данных, что дает возможность строить цифровую модель рельефа и отображать ее в виде горизонталей, строить разрезы, сечения, профили, решать задачи координатной геометрии и др. Обмен с персональным компьютером, экспорт-импорт файлов в формате БХБ обеспечивают эффективность разбивочных работ по заранее подготовленным проектам.
Сервопривод обеспечивает удобство работы, повышают производительность – если координаты точек хранятся в памяти, достаточно ввести только номер нужной точки и прибор автоматически наведется на нее. Кроме того, сервопривод уменьшает вероятность возникновения ошибок наведения. Выпускаются автоматизированные следящие системы. Они используются для решения задач, связанных с автоматизированным наблюдением за деформациями инженерных сооружений и земной поверхности, для геодезического обеспечения гидрографических работ, для автоматического определения координат движущихся объектов, для управления строительными машинами и механизмами.
В целом применение роботизированных технологий повышает эффективность работ практически вдвое по сравнению с использованием механических теодолитов и нивелиров, что дает возможность значительно сократить трудовые затраты, свести к минимуму ошибки полевых измерений и оптимально провести камеральные работы.
1. Перфилов В.Ф. Геодезия / В.Ф. Перфилов, Р.Н. Скогорева, Н.В. Усова. - Изд. 2-е, перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 2006.
2. Гауф М. Электронные теодолиты и тахеометры / Пер. со 2-го чешск. перераб. и доп. изд. Ф.Г. Кочетова. - М.: Недра, 1978.
3. www.nicon.com.
4. www.sokkia.com.
5. www.topcon.com.
6. www.trimble.com.