Инструкция по проведению работ в области геодезии с применением электронного тахеометра

Современный рынок измерительных инструментов чрезвычайно богат разнообразием всевозможного инструментария. Одним из широко используемых геодезических измерительных приборов нового поколения можно назвать тахеометр, служащий для измерения дальних расстояний, высот и углов в линейных плоскостях с помощью зрительного контакта.

Первые модели тахеометров появились не так давно, в семидесятых годах XX века. Это был некоторый симбиоз оптического теодолита и светодальномера, объединённых чуть позднее в общую корпусную коробку, и оснащением управляющей настройками и замерами панелью, позволяющую вводить значения углов. Настоящим прорывом в эволюции тахеометров стало использование электронной оптической системы отсчёта углов вместо оптической.

Выяснив, что такое тахеометр, следует определить сферы его применения. Использование этого инструмент практикуется для определения координат и превышений точек географической местности в следующих случаях:

• наземная топографическая съёмка местности для разработки топологических карт;
• геодезические и строительные разбивочные работы: вынос на местность взаимного расположения (координат) и превышений проектных решений;
• определение прямоугольных и полярных позиционных величин;
• измерение параметров объектов, к которым нет физического доступа;
• если предусмотрено конструкцией, тахеометр может выполнять сопутствующие вычисления;
• прочие топологические работы, задействованные при строительстве, археологических раскопках, обустройстве дорожного полотна.

Точность и дальность производимых замеров зависит от конкретной модели тахеометра, его конструкции и внешних климатических характеристик: температуры воздушной среды, атмосферного давления, показателей относительной и абсолютной влажности.

Виды и классификация

Классификация тахеометров достаточно развернута и определяется свойствами, функциями, принципами использования, заложенными в ее основу.

Исходя из сфер применения, можно выделить следующие категории тахеометров:

• строительные, обеспечивающие геодезическое сопровождение съемки;
• технические, содержащие базовый набор функций (установка станции, вынос точек) и решающие простейшие, рутинные задачи;
• инженерные, обладающие исключительной достоверностью полученных данных и расширенным функционалом и применяемые в исполнительных съёмках и сложных разбивочных работах.

По принципу работы принято за основу следующее деление тахеометров на:

• оптические (номограммные) – сложные оптические теодолиты, оборудованные специализированным номограммным кипрегелем;
• электронные (цифровые) – устройство с внутренней памятью под запись и хранение результатов замеров и вычислений, в котором конструктивным образом объединены электронный теодолит и световой дальномер;
• автоматизированные (роботизированные), дающие идеальное сочетание точности и эффективности замеров они применимы для мониторингов, сложных изыскательских и инженерных задач.

Конструктивное исполнение подразделяет все семейство тахеометров на:

• модульные, состоящие из отдельных оптического или электронного теодолита и светодальномера;
• интегрированные, представляющие собой единый механизм из составляющих его зрительной трубы, панели управления и процессора;
• неповторительные с плотно закреплённым на подставке лимбом.

Режим работы инструмента определяет диапазон измерения дальности расстояний и классифицирует тип тахеометра на:

• отражательный (призменный) – до 5 км и более;
• безотражательный, имеющий возможность производить замеры расстояний до произвольной плоскости в диапазоне до полутора километров. Использование этого режима обладает множеством нюансов, так как дальность измерений значительно зависит от отражающих свойств обрабатываемой поверхности. Для гладкого и светлого объекта дальность значительно превышает аналогичный показатель, выполненный для темного или рельефного.

На рынке рассчитанных на проведение геодезических исследований измерительных приборов сейчас присутствуют модели электронных тахеометров, оснащённых сочетающимся с системой фокусирования визирной трубы дальномером. Преимущество такого инструмента состоит в возможности измерения расстояний объекта, на который обращена визирная труба.

Все чаще и чаще производители анонсируют модели тахеометров, оснащённых системой GPS. Наличие обычного GPS-навигатора с функцией Bluetooth или приемника геодезического класса GNSS GPS-поиск позволит легко и быстро обнаружить цель по заданным координатам.

Общее устройство

Тахеометр состоит из двух ключевых частей:

• неподвижная часть – платформа прибора, представляющее собой трёхопорное устройство (треггер), оснащённый пузырьковыми двухплоскостными уровнями, круглым или электронным уровнем;

• подвижная часть является совокупностью следующих компонентов:

• алидада в форме колонки;
• панель управления с монитором;
• зрительная труба;
• визир оптического отвеса;
• аккумуляторная батарея;
• зажимные микрометренные винты.

Любой тахеометр оборудован системой компенсаторов, автоматически выравнивающих инструмент при отклонении его положения относительно уровня горизонтали.

Принцип работы

Работа большинства тахеометров основана на двух методах и обусловлена конструктивным исполнением самого геодезического агрегата:

1. Фазовый метод: расстояния определяются путем измерения разности фаз излучаемого и отраженного светового луча.
2. Импульсная технология применяется в некоторых новейших моделях, оснащённых высокоточной электроникой: расстояние измеряется по времени прохождения лазерного луча до отражателя в прямом и обратном направлении.

В зависимости от модели пользовательским интерфейсом можно пользоваться как с клавиатуры, так и используя сенсорный дисплей со стилусом – принципы работы одни и те же, за исключением моментов выбора и ввода информации.

Основные выполняемые функции базируются на принципе работы тахеометра: замеры координат; замеры высот труднодоступного или недоступного объекта; вычисление необходимых величин; вынос на местность проектных точек высот, дуг и линий и т.д. Базовым функциональным назначением устройства является значительное упрощение проведения геодезических работ по сравнению с другими инструментами.

Эксплуатация тахеометра

Достаточно сложная конструкция инструмента, множество настроек и функциональных возможностей делают работу с тахеометром при определенных навыках не только удобной, но и высокоточной. У начинающего пользователя могут возникнуть вопросы по правильности ввода данных по станции.

Как пользоваться тахеометром? Ниже приведена пошаговая последовательность основных действий:

1. Следует установить штатив на определенной точке местности и отрегулировать положение ножек штатива-треножника на удобную высоту.

1. Следует центрированно и надежно установить тахеометр с треггером на местности: для установки над определенной точкой необходимо воспользоваться оптическим отвесом треггера или лазерным отвесом, для установки инструмента в произвольном месте отвеса не требуется.
2. Включить тахеометр красной кнопкой питания, при необходимости наклонить зрительную трубу и выставить уровень для достижения точного центрирования и горизонтирования инструмента.
3. Запуск и работа с пунктами главного меню приложений (прикладных программ) зависит от конкретной модели инструмента и выполняемых съемочных работ.

На данном этапе выполняется настройка станции для установки и ориентирования прибора, выбор системы координат и создание списка рабочих проектов.

Тахеометр имеет целый комплекс конфигурируемых пользователем параметров и функций, позволяющий выполнять различные настройки в соответствии с индивидуальными пожеланиями и объединять их в конфигурационные наборы.

1. Следует помнить, что не следует выполнять одновременные измерения двумя устройствами на один и тот же объект: это приведет к смешиванию отражённых сигналов и неизбежному искажению результатов замеров.
2. Выполненные вовремя поверки и юстировки инструмента призваны обеспечить необходимую точность проводимых работ и минимизировать инструментальные погрешности.
3. Результатом работы будут являться записанные и обработанные данные необходимых для выполнения конкретных работ измерений.

В процессе работы необходимо понимать, то при измерениях расстояний с использованием лазерного луча в отражательном режиме на надежность данных может повлиять попадание на пути следа лазера различных объектов: проезжающих машин, кабелей линии электропередач, плотного тумана или сильного снегопада, пролетающих птиц или листвы деревьев и кустарников.

Современные тахеометры с присущей им комплексно разработанной системой обрабатывающих данные замеров прикладных приложений удовлетворяют постоянно растущим требованиям к автоматизированной обработке полученной информации, а так же в полной мере соответствуют новым технологическим нормативам. Работа с таким инструментом удобна и комфортна даже для начинающих специалистов геодезического профиля.

Стоимость тахеометров может существенно варьироваться в зависимости от следующих параметров:

• дальности и достоверности производимых измерений расстояний;
• дополнительного функционала, расширяющего фронт работ;
• набором эксплуатационных форматов и параметров;
• габаритных размеров и веса прибора и т.д.

В среднем цена устройства может составлять от 160000 рублей до 800000 рублей и выше для сверхточных профессиональных инструментов, предназначенных для выполнения особо точных и сложных работ.

Видео: знакомство с прибором

Комитет по
архитектуре и градостроительству г. Москвы

Государственное
унитарное предприятие
«Московский городской трест геолого-геодезических
и картографических работ»

ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ, КАРТОГРАФИЧЕСКИЕ ИНСТРУКЦИИ,
НОРМЫ И ПРАВИЛА

Руководство по выполнению измерений
при создании ОГС Москвы
электронными тахеометрами
Geodimeter (Trimble)

ГКИНП
(ОНТА)-01-265-02

Москва
ГУП «Мосгоргеотрест»
2002

1. РАЗРАБОТАНО
Государственным унитарным предприятием «Московский городской трест
геолого-геодезических и картографических работ» (ГУП «Мосгоргеотрест»)

2. СОГЛАСОВАНО
Федеральной службой геодезии и картографии России 22 июня 2002 г.

3. ВВЕДЕНО В ДЕЙСТВИЕ
приказом по Москомархитектуре № 168 от 23 сентября 2002 года.

4. ВВЕДЕНО ВПЕРВЫЕ

5. Методика
выполнения измерений аттестована ГОМС-ЦНИИГАиК, Per. №
ГО-010-02 от 20 марта 2002 г.

1. ОБЩАЯ ЧАСТЬ

1.1.
Настоящее руководство устанавливает порядок производства работ при развитии
опорной геодезической сети г. Москвы (ОГС Москвы) электронными тахеометрами Geodimeter System 600 (Trimble 5600).

Применение иных
типов электронных тахеометров при создании ОГС г. Москвы допускается по
согласованию в установленном порядке.

1.2. В
Руководстве приведены общие сведения об электронных тахеометрах Geodimeter 640, Trimble 601, Trimble 5602, которые не заменяют инструкций по их
эксплуатации [1, 2]. Описаны методика выполнения измерений
тахеометрами, порядок подготовки приборов к работе, операции поверочных работ,
приведены сведения о порядке подготовки полевых материалов для камеральной
обработки.

1.3.
При подготовке руководства учтены требования действующих нормативно-технических
актов системы ГКИНП, принятых Федеральной службой геодезии и картографии
России, положения государственной системы обеспечения единства измерений (ГСИ)
и ГОСТ
Р 8.563 в отношении изложения методик выполнения измерений (МВИ).

2. НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ

В настоящем
Руководстве используются ссылки на следующие нормативные документы:

— Закон РФ от
27.04.1993 № 4871-1 «Об обеспечении единства
измерений».

— Инструкция по
нивелированию I, II, III и IV
классов, ГУГК при СМ СССР, М., Недра, 1990.

— СНиП
11-02-96, Инженерные изыскания для строительства. Основные положения,
Минстрой России, 1997.

— СП
11-104-97, Инженерно-геодезические изыскания для строительства, Госстрой
РФ, 1997.

— СНиП 1.02.07-87,
Инженерные изыскания для строительства, Госстрой СССР, ГУГК при СМ СССР,
Москва, 1988.

— ГКИНП
(ГНТА) 17-195-99, Инструкция по проведению технологической поверки
геодезических приборов, Москва, 1999.

— ОСТ
68-15-01, Измерения геодезические. Термины и определения. Стандарт отрасли,
Москва, ЦНИИГАиК, 2001.

— МИ
08-00 Теодолиты. Методика поверки. Изд. ЦНИИГАиК. М., 2000.

— МИ БГЕИ 15-93
Светодальномеры. Методы и средства поверки. Изд. ЦНИИГАиК, М., 1993

— ПТБ-88
Правила по технике безопасности на топографо-геодезических работах. Изд. «Недра». М., 1990

— РД
БГЕИ 36-01 Требования безопасности труда при эксплуатации
топографо-геодезической техники и методы их контроля. М., ЦНИИГАиК, 2001

3.
МЕТРОЛОГИЧЕСКОЕ И ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

3.1.
Метрологическое обеспечение геодезических измерений осуществляется в соответствии
с Законом РФ «Об обеспечении
единства измерений».

3.2. Электронные
тахеометры должны подвергаться первичной и периодической поверке по графику,
утвержденному главным метрологом ГУП «Мосгоргеотрест».

3.3.
Технологическую поверку тахеометра проводят в соответствии с «Инструкцией по
проведению технологической поверки геодезических приборов ГКИНП
(ГНТА) 17-195«. Перед началом полевых работ ежедневно выполняют операции
поверки прибора по определению значения коллимации, места зенита и угла наклона
оси вращения трубы в соответствии с инструкцией по его эксплуатации ([1], раздел 2, подраздел 4). Результаты
выполнения поверки фиксируют в журнале (Приложение 1). В столбце <До измерений> фиксируются
хранящиеся в памяти прибора старые значения, а в столбце <После
измерений> — значения определенные по результатам поверки.

3.4. Библиотека
полевых программ прибора должны содержать программы пользователя UDS8 — UDS11 (Приложение 2).

3.5. Методы и
средства поверки.

1) Операции
первичной и периодической поверки электронного тахеометра приведены в таблице 1.

Межповерочные
интервалы определяются в установленном порядке: первый раз — по материалам испытаний
для целей утверждения типа, в дальнейшем — с учетом рекомендаций
метрологической службы на основе данных эксплуатации допускается их
корректировка по согласованию с центром «Ростест-Москва».

Таблица
1

2) При
технологической поверке проверяют правильность установки сетки нитей зрительной
трубы, установочного уровня, работоспособность компенсатора, значения места
нуля и коллимационой погрешности, погрешность оптического центрира.
Установочные уровни, компенсатор, место нуля и коллимационную погрешность
проверяют ежедневно; правильность установки сетки нитей, наклон горизонтальной
оси и погрешность центрира проверяют не реже, чем один раз в 15 дней, если технология
работ не требует необходимости более частой проверки.

3) При проведении
поверки применяют средства поверки, признанные в установленном порядке
пригодными для производства поверочных работ и имеющие свидетельства с
действующими сроками годности.

4) Поверку
допускается проводить в нормальных условиях или в естественных климатических
условиях, но при отсутствии осадков, удовлетворительной видимости и при силе
ветра не более 5 м.с^-1.

5) Проверку
внешнего состояния тахеометра производят внешним осмотром. При этом проверяют
сохранность маркировки и покрытий, полноту комплектности, чистоту поля зрения
оптических систем, наличии механических повреждений или следов коррозии,
затрудняющих работу прибора.

6) Проверку
работоспособности деталей и узлов прибора проверяют опробованием. При этом
проверяют плавность и легкость движения подвижных частей, надежность соединения
кабельных разъемов, функционирования рабочих клавишей, качество отображения
информации на табло.

7) Проверку
установочного уровня, сетки нитей и наклона зрительной трубы выполняют также,
как это принято у теодолитов (см. ГКИНП
17-195).

Компенсатор
проверяют по методике, указанной в инструкции по эксплуатации тахеометра.

9) Циклическую
погрешность дапьномерной части тахеометра проверяют в пределах фазового цикла
по методике, принятой для светодальномеров аналогичного класса точности.

10) Проверку СКП
измерения горизонтального и вертикального угла электронного тахеометра
выполняют по методике, аналогичной для теодолитов соответствующего типа (см. МИ
08-00).

11) Проверку СКП
измерения длин линий выполняют по методике, принятой для топографических
светодальномеров соответствующего класса точности (см. МИ БГЕИ 15-93).

12) Проверку
погрешности измерения превышений и (или) приращений координат выполняют путем
измерений в эталонной геодезической сети по методике, изложенной в инструкции
по эксплуатации тахеометра.

13) Погрешность
оптического центрира, встроенного в тахеометр, проверяют по методике,
аналогичной принятой для теодолитов.

14) Положительные
результаты первичной и периодической поверки оформляют свидетельством
установленной формы; при отрицательных результатах поверки оформляют извещение
о непригодности тахеометра, свидетельство предыдущей поверки аннулируется.

Результаты
технологической поверки регистрируются в журнале поверки (см. приложение 1).

4. ТРЕБОВАНИЯ К ПОСТРОЕНИЮ ОГС МОСКВЫ,
НУМЕРАЦИИ И КОДИРОВАНИЮ ТОЧЕК

4.1. Одним из
методов построения ОГС г. Москвы является метод полигонометрии 1 и 2 разрядов.
Требования к ходам полигонометрии, прокладываемых с использованием электронных
тахеометров Geodimeter 640, Trimble 601
и Trimble 5602 в соответствии с СП
11-104, Приложение В, приведены в таблице 2.

Таблица
2

4.2. Нумерацию и
кодирование точек при развитии ОГС Москвы выполняют в соответствии с таблицей
3.

Таблица
3

Сокращения

ВП — вертикальная
поверхность, ГП — горизонтальная поверхность.

5. ТРЕБОВАНИЯ К КВАЛИФИКАЦИИ ИСПОЛНИТЕЛЕЙ

5.1. Исполнитель
должен иметь среднее специальное или высшее геодезическое образование, опыт
геодезических работ не менее 2 лет, знать инструкцию по эксплуатации
тахеометра, руководство по обмену данными и применению программного
обеспечения.

5.2. Исполнитель
допускается к работе с электронным тахеометром после изучения настоящего
Руководства и разделов Инструкций [1, 2], указанных в п.п. 5.3 и 5.4.

5.3.
Инструкция по эксплуатации [1]:

1) Часть 1,
раздел 1 полностью.

2) Часть 1,
раздел 2, подразделы 1, 2 и 4.1.

3) Часть 1,
раздел 3, подразделы 1.1 — 1.3.

4) Часть 1,
раздел 4, подразделы 1.1 — 1.5.

5) Часть 2,
разделы 1, 2, 7 и 9.

Приложение 1,
список меток.

5.4.
Обмен данными и программное обеспечение [2]:

1) Раздел 1
полностью.

2) Раздел 4,
подраздел 1.

3) Раздел 3
полностью.

6. ПОДГОТОВКА ПРИБОРА К РАБОТЕ НА
СТАНЦИИ

6.1. Прибор
приводят в рабочее положение в соответствии с [1], раздел 3, подразделы 1.1 — 1.3. Последовательность
подготовки прибора к выполнению измерений следующая.

1) Прибор
устанавливают на штативе, центрируют над точкой и горизонтируют по
установочному круглому уровню.

2) Включают
прибор клавишей PWR.

3) Проверяют
качество горизонтирования по показаниям компенсатора на дисплее прибора, при
необходимости подъемными винтами корректируют положение пузырька уровня и
проводят инициализацию компенсатора.

4) Выполняют
указания инструкции служебной программы РО.

5) Нажимают
клавишу D_bar для выбора режима повышенной точности измерений.

7. МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ

7.1. Угловые
измерения производят способом круговых приемов с наблюдением направлений на
начальный предмет в начале и конце приема (с замыканием горизонта). В
соответствии с СП
11-104, Приложение В, «измерение углов на пунктах полигонометрии при двух
направлениях производится без замыкания горизонта». Количество приемов угловых
измерений приведено в таблице 2.

7.2. Перед
началом работ на каждой станции измеряют температуру и давление.

7.3. Измерения
выполняют в режиме повышенной точности D-bar ([1], раздел 4, подраздел 1.5).

7.4.
Порядок наблюдения одного направления одним приемом следующий.

1) Разворачивают
прибор в положение С2.

2) Наводящими
винтами совмещают изображение визирной цели с перекрестьем сетки нитей прибора.

3) Нажимают
клавишу А/М на алидадной части прибора.

4) Разворачивают
прибор в положение С1.

5) Наводящими винтами
совмещают изображение визирной цели с перекрестьем сетки нитей прибора. В
последней строке дисплея выводится полуразность отсчетов по горизонтальному
кругу dГор=(ГКII — ГКI)/2. Эта величина не должна отличаться от значения коллимации,
полученной по результатам поверки, выполнявшейся перед началом работ, более чем
на 6». Если указанный допуск не соблюдается, результаты измерения не фиксируют
в памяти прибора, наблюдения точки повторяют полностью.

6) Для измерения
расстояния нажимают клавишу А/М. Количество приемов при
измерении длин линий приведено в таблице 2.
Завершение одного приема измерения длины линии определяют по характерному
щелчку, сопровождающему переключение призмы дальномерного блока. После
выполнения требуемого количества приемов повторно нажимают клавишу А/М.

7) Нажимают
клавишу REG для записи
результатов в память прибора.

7.5. Направления
на стенные знаки в соответствии с СП
11-104, Приложение В, измеряют по программе измерения основных углов.
Требования к измерению направлений на стенные знаки приведены в таблице 4.

Таблица
4

При расстояниях до
стенного знака более 30 м расхождения в отдельных приемах не должны превышать
значений расхождений (колебаний), установленных для наблюдения направлений в
ходах полигонометрии.

7.6. При
наблюдении стенных знаков, установка штативов над которыми невозможна, для
размещения отражателя допускается использование следующих приспособлений:

1) Портативная
вешка с держателем отражателя и круглым уровнем. Применяется для наблюдения
стандартных стенных знаков. Наконечник вешки устанавливают в отверстие стенного
знака. При необходимости длину вешки допускается увеличить за счет
использования дополнительных штанг.

2) Держатель
отражателя с коническим окончанием задней части (артикул Trimble
571 125 036). Применяется для наблюдения компактных знаков на
вертикальной поверхности. Окончание держателя совмещается с центром компактного
знака. При регистрации определенной таким образом точки к ее коду в
соответствии с таблицей 3 добавляют справа
символ «+» (например, 13+ при наблюдении компактного знака на вертикальной
поверхности). Поправка в измеренное расстояние вводится в камеральных условиях.

Использование
отвесов или любых других приспособлений для размещения отражателя над стенным
знаком не допускается.

7.7. Допускается
разделять направления на станции на группы, измерения в которых проводятся в
разное время. В каждой группе должно присутствовать не менее двух общих
направлений. Расхождения между значениями одноименных направлений,
наблюдавшихся в разных группах и приведенных к общему нулю, не должны превышать
8ʺ.

8. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПОЛЕВЫХ ПРОГРАММ

8.1. Полевые
программы используются для автоматического размещения в памяти прибора
предусмотренных методикой результатов измерений. До начала использования
полевых программ прибор должен быть приведен в рабочее положение в соответствии
с указаниями раздела 6.

8.2. На первой
станции текущего рабочего дня, выбирают программу UDS-8.
В остальных случаях при начале работ на новой станции выбирают программу UDS-9.

8.3. С помощью
программы UDS-8 в рабочем файле размещается
административная информация в следующей последовательности:

1) Вводится
название рабочего файла (P-файла), в котором будут
регистрироваться результаты измерений. Название P-файла
должно состоять из 7-ми символов и формироваться по правилу № ДДММГГ,

где № — условное
обозначение съемного пульта управления (А, В, С и т.д.);

ДД — число;

ММ — месяц;

ГГ — год.

Например, если
измерения производились 15 января 2002 года с использованием съемного пульта
управления А, P-файл должен иметь номер А150102.

2) Вводится шифр
объекта (должен совпадать с шифром объекта по его паспорту) и фамилия
исполнителя.

3) Подтверждаются
дата, № прибора и используемые единицы измерений.

После завершения
работы программы UDS-8 управление автоматически
передается программе UDS-9.

8.4. С помощью
программы UDS-9 выполняется описание станции в
следующей последовательности:

1) Вводятся номер
и код станции в соответствии с таблицей 3.

2) Подтверждается
время начала наблюдений на станции, вводятся температура и давление.

3) Вводится номер
ориентирной (задней) точки, перекрестие сетки нитей зрительной трубы прибора
наводится на ориентирную (заднюю) точку, вводится отсчет по горизонтальному
кругу (Исх. ГК), равный 0°00’20» (для удобства работы).

8.5. С помощью
программ UDS-10 или UDS-11 выполняется
регистрация результатов наблюдений всех предусмотренных проектом направлений.

8.6.
Программа UDS-10 используется в том случае, если над
наблюдаемой точкой установлен отражатель. Она позволяет разместить в P-файле результаты угловых и линейных измерений. Эта
программа автоматически вызывается после завершения работы программы UDS-9. С ее помощью регистрация результатов измерений
производится в следующей последовательности:

1) Вводится номер
и код наблюдаемой точки.

2) Выполняется
наблюдение точки в соответствии с п. 7.4.

8.7.
Программа UDS-11 используется в том случае, если над
наблюдаемой точкой не устанавливается отражатель или ее положение определяется
угловой засечкой. С помощью этой программы регистрация результатов измерений
производится в следующей последовательности:

Вводятся номер и
код наблюдаемой точки.

Выполняется
наблюдение точки в соответствии с п. 7.4.
Измерение расстояний не производится.

На станции может
быть комбинированный веер направлений (над частью точек отражатели установлены,
над другой — нет). В этом случае порядок использования полевых программ
следующий:

После завершения
работы программы UDS-9 «Описание станции» управление
автоматически передается программе UDS-10 «Угловые и
линейные измерения».

 Если над
наблюдаемой точкой установлен отражатель, результаты измерений регистрируются с
помощью этой программы в соответствии с п. 8.6.

Если требуется
измерить только направление, вместо ввода номера наблюдаемой точки следует
вызвать программу UDS-11 «Угловые измерения» и
выполнить регистрацию данных в соответствии с п. 8.7.

Если после этого
потребуется выполнить измерение направления и расстояния, вместо ввода номера
наблюдаемой точки следует вызвать программу UDS-10 «Угловые
и линейные измерения» и выполнить регистрацию данных в соответствии с п. 8.6.

После завершения
наблюдений всех предусмотренных проектом точек следует выйти из программы
размещения результатов измерений (UDS-10 или UDS-11), вызвав программу PRG-0.

9. ПОРЯДОК ПОДГОТОВКИ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ КАМЕРАЛЬНОЙ ОБРАБОТКИ

9.1 Исполнитель
полевых работ обязан провести предварительную обработку результатов измерений в
соответствии с [4] и передать в
камеральную обработку следующие материалы:

Схема сети в
произвольном масштабе, на которой выписываются:

Номера пунктов;

Приведенные к
общему нулю значения измеренных направлений;

Горизонтальные
проложения;

Угловые
допустимые и фактические невязки;

Формируемые в [4] документы:

Журнал измерений;

Протокол анализа
качества измерений;

Ведомость
предварительно обработанных данных.

10 ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ

При производстве
геодезических работ, связанных с построением ОГС г. Москвы, с использованием
электронных тахеометров, должны соблюдаться требования по охране труда и
безопасному ведению работ, изложенные в ПТБ-88
и РД
БГЕИ 36-01.

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение
1

Государственное
унитарное предприятие
«Московский городской трест геолого-геодезических и
картографических работ»

ГУП
«МОСГОРГЕОТРЕСТ»

________________________________________________

Отдел
№8, тел. 257-5072

Журнал поверки
электронного тахеометра

Новые значения
параметров записаны в память прибора.

Исполнитель:
__________________(____________________________)

ф. и. о.

Приложение
2

Программное
обеспечение электронного тахеометра

Приложение 3

Паспортные данные
электронных тахеометров Geodimeter 640, Trimble 601, Trimble 5602,
применяемых при развитии ОГС Москвы

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1.
Электронные тахеометры Geodimeter System 600.
Инструкция по эксплуатации. Русская версия, редакция вторая, 1999.

2.
Электронные тахеометры Geodimeter System 600. Обмен
данными и программное обеспечение. Русская версия, редакция вторая, 1999.

3.
Инструкция по полигонометрии и трилатерации. Изд. «Недра». М., 1976.

4.
Предварительная обработка результатов измерений в сети полигонометрии,
выполненных электронными тахеометрами Geodimeter System 600.
Утверждено Управляющим ГУП «Мосгоргеотрест» 10.10.2001г.

Комитет по
архитектуре и градостроительству г. Москвы

Государственное
унитарное предприятие
«Московский городской трест геолого-геодезических
и картографических работ»

ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ, КАРТОГРАФИЧЕСКИЕ ИНСТРУКЦИИ,
НОРМЫ И ПРАВИЛА

Руководство по выполнению измерений
при создании ОГС Москвы
электронными тахеометрами
Geodimeter (Trimble)

ГКИНП
(ОНТА)-01-265-02

Москва
ГУП «Мосгоргеотрест»
2002

1. РАЗРАБОТАНО
Государственным унитарным предприятием «Московский городской трест
геолого-геодезических и картографических работ» (ГУП «Мосгоргеотрест»)

2. СОГЛАСОВАНО
Федеральной службой геодезии и картографии России 22 июня 2002 г.

3. ВВЕДЕНО В ДЕЙСТВИЕ
приказом по Москомархитектуре № 168 от 23 сентября 2002 года.

4. ВВЕДЕНО ВПЕРВЫЕ

5. Методика
выполнения измерений аттестована ГОМС-ЦНИИГАиК, Per. №
ГО-010-02 от 20 марта 2002 г.

1. ОБЩАЯ ЧАСТЬ

1.1.
Настоящее руководство устанавливает порядок производства работ при развитии
опорной геодезической сети г. Москвы (ОГС Москвы) электронными тахеометрами Geodimeter System 600 (Trimble 5600).

Применение иных
типов электронных тахеометров при создании ОГС г. Москвы допускается по
согласованию в установленном порядке.

1.2. В
Руководстве приведены общие сведения об электронных тахеометрах Geodimeter 640, Trimble 601, Trimble 5602, которые не заменяют инструкций по их
эксплуатации [1, 2]. Описаны методика выполнения измерений
тахеометрами, порядок подготовки приборов к работе, операции поверочных работ,
приведены сведения о порядке подготовки полевых материалов для камеральной
обработки.

1.3.
При подготовке руководства учтены требования действующих нормативно-технических
актов системы ГКИНП, принятых Федеральной службой геодезии и картографии
России, положения государственной системы обеспечения единства измерений (ГСИ)
и ГОСТ
Р 8.563 в отношении изложения методик выполнения измерений (МВИ).

2. НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ

В настоящем
Руководстве используются ссылки на следующие нормативные документы:

— Закон РФ от
27.04.1993 № 4871-1
«Об обеспечении единства измерений».

— Инструкция
по нивелированию I, II, III и
IV классов, ГУГК при СМ СССР, М., Недра, 1990.

— СНиП
11-02-96, Инженерные изыскания для строительства. Основные положения,
Минстрой России, 1997.

— СП
11-104-97, Инженерно-геодезические изыскания для строительства, Госстрой
РФ, 1997.

— СНиП 1.02.07-87,
Инженерные изыскания для строительства, Госстрой СССР, ГУГК при СМ СССР,
Москва, 1988.

— ГКИНП
(ГНТА) 17-195-99, Инструкция по проведению технологической поверки
геодезических приборов, Москва, 1999.

— ОСТ
68-15-01, Измерения геодезические. Термины и определения. Стандарт отрасли,
Москва, ЦНИИГАиК, 2001.

— МИ
08-00 Теодолиты. Методика поверки. Изд. ЦНИИГАиК. М., 2000.

— МИ БГЕИ 15-93
Светодальномеры. Методы и средства поверки. Изд. ЦНИИГАиК, М., 1993

— ПТБ-88
Правила по технике безопасности на топографо-геодезических работах. Изд. «Недра». М., 1990

— РД
БГЕИ 36-01 Требования безопасности труда при эксплуатации
топографо-геодезической техники и методы их контроля. М., ЦНИИГАиК, 2001

3.
МЕТРОЛОГИЧЕСКОЕ И ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

3.1.
Метрологическое обеспечение геодезических измерений осуществляется в соответствии
с Законом РФ
«Об обеспечении единства измерений».

3.2. Электронные
тахеометры должны подвергаться первичной и периодической поверке по графику,
утвержденному главным метрологом ГУП «Мосгоргеотрест».

3.3.
Технологическую поверку тахеометра проводят в соответствии с «Инструкцией по
проведению технологической поверки геодезических приборов ГКИНП
(ГНТА) 17-195«. Перед началом полевых работ ежедневно выполняют операции
поверки прибора по определению значения коллимации, места зенита и угла наклона
оси вращения трубы в соответствии с инструкцией по его эксплуатации ([1], раздел 2, подраздел 4). Результаты
выполнения поверки фиксируют в журнале (Приложение 1). В столбце <До измерений> фиксируются
хранящиеся в памяти прибора старые значения, а в столбце <После
измерений> — значения определенные по результатам поверки.

3.4. Библиотека
полевых программ прибора должны содержать программы пользователя UDS8 — UDS11 (Приложение 2).

3.5. Методы и
средства поверки.

1) Операции
первичной и периодической поверки электронного тахеометра приведены в таблице 1.

Межповерочные
интервалы определяются в установленном порядке: первый раз — по материалам испытаний
для целей утверждения типа, в дальнейшем — с учетом рекомендаций
метрологической службы на основе данных эксплуатации допускается их
корректировка по согласованию с центром «Ростест-Москва».

Таблица
1

2) При
технологической поверке проверяют правильность установки сетки нитей зрительной
трубы, установочного уровня, работоспособность компенсатора, значения места
нуля и коллимационой погрешности, погрешность оптического центрира.
Установочные уровни, компенсатор, место нуля и коллимационную погрешность
проверяют ежедневно; правильность установки сетки нитей, наклон горизонтальной
оси и погрешность центрира проверяют не реже, чем один раз в 15 дней, если технология
работ не требует необходимости более частой проверки.

3) При проведении
поверки применяют средства поверки, признанные в установленном порядке
пригодными для производства поверочных работ и имеющие свидетельства с
действующими сроками годности.

4) Поверку
допускается проводить в нормальных условиях или в естественных климатических
условиях, но при отсутствии осадков, удовлетворительной видимости и при силе
ветра не более 5 м.с^-1.

5) Проверку
внешнего состояния тахеометра производят внешним осмотром. При этом проверяют
сохранность маркировки и покрытий, полноту комплектности, чистоту поля зрения
оптических систем, наличии механических повреждений или следов коррозии,
затрудняющих работу прибора.

6) Проверку
работоспособности деталей и узлов прибора проверяют опробованием. При этом
проверяют плавность и легкость движения подвижных частей, надежность соединения
кабельных разъемов, функционирования рабочих клавишей, качество отображения
информации на табло.

7) Проверку
установочного уровня, сетки нитей и наклона зрительной трубы выполняют также,
как это принято у теодолитов (см. ГКИНП
17-195).

Компенсатор
проверяют по методике, указанной в инструкции по эксплуатации тахеометра.

9) Циклическую
погрешность дапьномерной части тахеометра проверяют в пределах фазового цикла
по методике, принятой для светодальномеров аналогичного класса точности.

10) Проверку СКП
измерения горизонтального и вертикального угла электронного тахеометра
выполняют по методике, аналогичной для теодолитов соответствующего типа (см. МИ
08-00).

11) Проверку СКП
измерения длин линий выполняют по методике, принятой для топографических
светодальномеров соответствующего класса точности (см. МИ БГЕИ 15-93).

12) Проверку
погрешности измерения превышений и (или) приращений координат выполняют путем
измерений в эталонной геодезической сети по методике, изложенной в инструкции
по эксплуатации тахеометра.

13) Погрешность
оптического центрира, встроенного в тахеометр, проверяют по методике,
аналогичной принятой для теодолитов.

14) Положительные
результаты первичной и периодической поверки оформляют свидетельством
установленной формы; при отрицательных результатах поверки оформляют извещение
о непригодности тахеометра, свидетельство предыдущей поверки аннулируется.

Результаты
технологической поверки регистрируются в журнале поверки (см. приложение 1).

4. ТРЕБОВАНИЯ К ПОСТРОЕНИЮ ОГС МОСКВЫ,
НУМЕРАЦИИ И КОДИРОВАНИЮ ТОЧЕК

4.1. Одним из
методов построения ОГС г. Москвы является метод полигонометрии 1 и 2 разрядов.
Требования к ходам полигонометрии, прокладываемых с использованием электронных
тахеометров Geodimeter 640, Trimble 601
и Trimble 5602 в соответствии с СП
11-104, Приложение В, приведены в таблице 2.

Таблица
2

4.2. Нумерацию и
кодирование точек при развитии ОГС Москвы выполняют в соответствии с таблицей
3.

Таблица
3

Сокращения

ВП — вертикальная
поверхность, ГП — горизонтальная поверхность.

5. ТРЕБОВАНИЯ К КВАЛИФИКАЦИИ ИСПОЛНИТЕЛЕЙ

5.1. Исполнитель
должен иметь среднее специальное или высшее геодезическое образование, опыт
геодезических работ не менее 2 лет, знать инструкцию по эксплуатации
тахеометра, руководство по обмену данными и применению программного
обеспечения.

5.2. Исполнитель
допускается к работе с электронным тахеометром после изучения настоящего
Руководства и разделов Инструкций [1, 2], указанных в п.п. 5.3 и 5.4.

5.3.
Инструкция по эксплуатации [1]:

1) Часть 1,
раздел 1 полностью.

2) Часть 1,
раздел 2, подразделы 1, 2 и 4.1.

3) Часть 1,
раздел 3, подразделы 1.1 — 1.3.

4) Часть 1,
раздел 4, подразделы 1.1 — 1.5.

5) Часть 2,
разделы 1, 2, 7 и 9.

Приложение 1,
список меток.

5.4.
Обмен данными и программное обеспечение [2]:

1) Раздел 1
полностью.

2) Раздел 4,
подраздел 1.

3) Раздел 3
полностью.

6. ПОДГОТОВКА ПРИБОРА К РАБОТЕ НА
СТАНЦИИ

6.1. Прибор
приводят в рабочее положение в соответствии с [1], раздел 3, подразделы 1.1 — 1.3. Последовательность
подготовки прибора к выполнению измерений следующая.

1) Прибор
устанавливают на штативе, центрируют над точкой и горизонтируют по
установочному круглому уровню.

2) Включают
прибор клавишей PWR.

3) Проверяют
качество горизонтирования по показаниям компенсатора на дисплее прибора, при
необходимости подъемными винтами корректируют положение пузырька уровня и
проводят инициализацию компенсатора.

4) Выполняют
указания инструкции служебной программы РО.

5) Нажимают
клавишу D_bar для выбора режима повышенной точности измерений.

7. МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ

7.1. Угловые
измерения производят способом круговых приемов с наблюдением направлений на
начальный предмет в начале и конце приема (с замыканием горизонта). В
соответствии с СП
11-104, Приложение В, «измерение углов на пунктах полигонометрии при двух
направлениях производится без замыкания горизонта». Количество приемов угловых
измерений приведено в таблице 2.

7.2. Перед
началом работ на каждой станции измеряют температуру и давление.

7.3. Измерения
выполняют в режиме повышенной точности D-bar ([1], раздел 4, подраздел 1.5).

7.4.
Порядок наблюдения одного направления одним приемом следующий.

1) Разворачивают
прибор в положение С2.

2) Наводящими
винтами совмещают изображение визирной цели с перекрестьем сетки нитей прибора.

3) Нажимают
клавишу А/М на алидадной части прибора.

4) Разворачивают
прибор в положение С1.

5) Наводящими винтами
совмещают изображение визирной цели с перекрестьем сетки нитей прибора. В
последней строке дисплея выводится полуразность отсчетов по горизонтальному
кругу dГор=(ГКII — ГКI)/2. Эта величина не должна отличаться от значения коллимации,
полученной по результатам поверки, выполнявшейся перед началом работ, более чем
на 6». Если указанный допуск не соблюдается, результаты измерения не фиксируют
в памяти прибора, наблюдения точки повторяют полностью.

6) Для измерения
расстояния нажимают клавишу А/М. Количество приемов при
измерении длин линий приведено в таблице 2.
Завершение одного приема измерения длины линии определяют по характерному
щелчку, сопровождающему переключение призмы дальномерного блока. После
выполнения требуемого количества приемов повторно нажимают клавишу А/М.

7) Нажимают
клавишу REG для записи
результатов в память прибора.

7.5. Направления
на стенные знаки в соответствии с СП
11-104, Приложение В, измеряют по программе измерения основных углов.
Требования к измерению направлений на стенные знаки приведены в таблице 4.

Таблица
4

При расстояниях до
стенного знака более 30 м расхождения в отдельных приемах не должны превышать
значений расхождений (колебаний), установленных для наблюдения направлений в
ходах полигонометрии.

7.6. При
наблюдении стенных знаков, установка штативов над которыми невозможна, для
размещения отражателя допускается использование следующих приспособлений:

1) Портативная
вешка с держателем отражателя и круглым уровнем. Применяется для наблюдения
стандартных стенных знаков. Наконечник вешки устанавливают в отверстие стенного
знака. При необходимости длину вешки допускается увеличить за счет
использования дополнительных штанг.

2) Держатель
отражателя с коническим окончанием задней части (артикул Trimble
571 125 036). Применяется для наблюдения компактных знаков на
вертикальной поверхности. Окончание держателя совмещается с центром компактного
знака. При регистрации определенной таким образом точки к ее коду в
соответствии с таблицей 3 добавляют справа
символ «+» (например, 13+ при наблюдении компактного знака на вертикальной
поверхности). Поправка в измеренное расстояние вводится в камеральных условиях.

Использование
отвесов или любых других приспособлений для размещения отражателя над стенным
знаком не допускается.

7.7. Допускается
разделять направления на станции на группы, измерения в которых проводятся в
разное время. В каждой группе должно присутствовать не менее двух общих
направлений. Расхождения между значениями одноименных направлений,
наблюдавшихся в разных группах и приведенных к общему нулю, не должны превышать
8ʺ.

8. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПОЛЕВЫХ ПРОГРАММ

8.1. Полевые
программы используются для автоматического размещения в памяти прибора
предусмотренных методикой результатов измерений. До начала использования
полевых программ прибор должен быть приведен в рабочее положение в соответствии
с указаниями раздела 6.

8.2. На первой
станции текущего рабочего дня, выбирают программу UDS-8.
В остальных случаях при начале работ на новой станции выбирают программу UDS-9.

8.3. С помощью
программы UDS-8 в рабочем файле размещается
административная информация в следующей последовательности:

1) Вводится
название рабочего файла (P-файла), в котором будут
регистрироваться результаты измерений. Название P-файла
должно состоять из 7-ми символов и формироваться по правилу № ДДММГГ,

где № — условное
обозначение съемного пульта управления (А, В, С и т.д.);

ДД — число;

ММ — месяц;

ГГ — год.

Например, если
измерения производились 15 января 2002 года с использованием съемного пульта
управления А, P-файл должен иметь номер А150102.

2) Вводится шифр
объекта (должен совпадать с шифром объекта по его паспорту) и фамилия
исполнителя.

3) Подтверждаются
дата, № прибора и используемые единицы измерений.

После завершения
работы программы UDS-8 управление автоматически
передается программе UDS-9.

8.4. С помощью
программы UDS-9 выполняется описание станции в
следующей последовательности:

1) Вводятся номер
и код станции в соответствии с таблицей 3.

2) Подтверждается
время начала наблюдений на станции, вводятся температура и давление.

3) Вводится номер
ориентирной (задней) точки, перекрестие сетки нитей зрительной трубы прибора
наводится на ориентирную (заднюю) точку, вводится отсчет по горизонтальному
кругу (Исх. ГК), равный 0°00’20» (для удобства работы).

8.5. С помощью
программ UDS-10 или UDS-11 выполняется
регистрация результатов наблюдений всех предусмотренных проектом направлений.

8.6.
Программа UDS-10 используется в том случае, если над
наблюдаемой точкой установлен отражатель. Она позволяет разместить в P-файле результаты угловых и линейных измерений. Эта
программа автоматически вызывается после завершения работы программы UDS-9. С ее помощью регистрация результатов измерений
производится в следующей последовательности:

1) Вводится номер
и код наблюдаемой точки.

2) Выполняется
наблюдение точки в соответствии с п. 7.4.

8.7.
Программа UDS-11 используется в том случае, если над
наблюдаемой точкой не устанавливается отражатель или ее положение определяется
угловой засечкой. С помощью этой программы регистрация результатов измерений
производится в следующей последовательности:

Вводятся номер и
код наблюдаемой точки.

Выполняется
наблюдение точки в соответствии с п. 7.4.
Измерение расстояний не производится.

На станции может
быть комбинированный веер направлений (над частью точек отражатели установлены,
над другой — нет). В этом случае порядок использования полевых программ
следующий:

После завершения
работы программы UDS-9 «Описание станции» управление
автоматически передается программе UDS-10 «Угловые и
линейные измерения».

 Если над
наблюдаемой точкой установлен отражатель, результаты измерений регистрируются с
помощью этой программы в соответствии с п. 8.6.

Если требуется
измерить только направление, вместо ввода номера наблюдаемой точки следует
вызвать программу UDS-11 «Угловые измерения» и
выполнить регистрацию данных в соответствии с п. 8.7.

Если после этого
потребуется выполнить измерение направления и расстояния, вместо ввода номера
наблюдаемой точки следует вызвать программу UDS-10 «Угловые
и линейные измерения» и выполнить регистрацию данных в соответствии с п. 8.6.

После завершения
наблюдений всех предусмотренных проектом точек следует выйти из программы
размещения результатов измерений (UDS-10 или UDS-11), вызвав программу PRG-0.

9. ПОРЯДОК ПОДГОТОВКИ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ КАМЕРАЛЬНОЙ ОБРАБОТКИ

9.1 Исполнитель
полевых работ обязан провести предварительную обработку результатов измерений в
соответствии с [4] и передать в
камеральную обработку следующие материалы:

Схема сети в
произвольном масштабе, на которой выписываются:

Номера пунктов;

Приведенные к
общему нулю значения измеренных направлений;

Горизонтальные
проложения;

Угловые
допустимые и фактические невязки;

Формируемые в [4] документы:

Журнал измерений;

Протокол анализа
качества измерений;

Ведомость
предварительно обработанных данных.

10 ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ

При производстве
геодезических работ, связанных с построением ОГС г. Москвы, с использованием
электронных тахеометров, должны соблюдаться требования по охране труда и
безопасному ведению работ, изложенные в ПТБ-88
и РД
БГЕИ 36-01.

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение
1

Государственное
унитарное предприятие
«Московский городской трест геолого-геодезических и
картографических работ»

ГУП
«МОСГОРГЕОТРЕСТ»

________________________________________________

Отдел
№8, тел. 257-5072

Журнал поверки
электронного тахеометра

Новые значения
параметров записаны в память прибора.

Исполнитель:
__________________(____________________________)

ф. и. о.

Приложение
2

Программное
обеспечение электронного тахеометра

Приложение 3

Паспортные данные
электронных тахеометров Geodimeter 640, Trimble 601, Trimble 5602,
применяемых при развитии ОГС Москвы

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1.
Электронные тахеометры Geodimeter System 600.
Инструкция по эксплуатации. Русская версия, редакция вторая, 1999.

2.
Электронные тахеометры Geodimeter System 600. Обмен
данными и программное обеспечение. Русская версия, редакция вторая, 1999.

3.
Инструкция по полигонометрии и трилатерации. Изд. «Недра». М., 1976.

4.
Предварительная обработка результатов измерений в сети полигонометрии,
выполненных электронными тахеометрами Geodimeter System 600.
Утверждено Управляющим ГУП «Мосгоргеотрест» 10.10.2001г.

Электронный тахеометр – устройство, конструктивно представляющее комбинацию приборов теодолит и дальномер. Система позволяет определять координаты отражателя путём совмещения перекрестия инструментов на отражателе и одновременного измерения вертикальных/горизонтальных углов и наклонных (откосных) расстояний. Используемый в составе электронной схемы устройства микропроцессор обеспечивает запись показаний в память, а также необходимые вычисления. Полученные данные легко переносятся на компьютер для последующего использования под создание геодезической карты.

Как применяется электронный тахеометр на практике?

Для того чтобы правильно использовать на практике электронный тахеометр, необходимо знать и понимать:

• физику проведения измерений,
• геометрию вычислений,
• статистику для анализа результатов хода.

В полевых условиях всё это объединяется воедино, включая планирование и внимательные наблюдения. Если электронный тахеометр оборудован регистратором данных, необходимо организовать соединение регистратора данных с компьютером, передачу данных и работу с данными на компьютере. Умение распознавать ошибки в работе, а также исправлять эти ошибки — очень важный аспект профессиональной работы.

Несмотря на то, что электронные устройства тахеометры способны выполнять точные измерения, полевые условия не всегда позволяют получить требуемую точность, просто направив инструмент на цель с последующим снятием показаний. Не исключаются системные ошибки, например:

• внутренние ошибки юстировки прибора,
• ошибки измерителя расстояния,
• ошибки кривизны и рефракции.

Конечно же, вполне допустимы и ошибки оператора, которые уже не устраняются непосредственно прибором. Геодезисты разработали процедуры съёмки, которые обычно включают многократное снятие показаний в «нормальном» и «обратном» положениях инструмента.

Фундаментальные измерения электронным тахеометром

При наведении на соответствующую цель, электронный тахеометр измеряет три параметра:

1. вращение оптической оси инструмента от Севера инструмента в горизонтальной плоскости (горизонтальный угол).
2. наклон оптической оси относительно местного положения по вертикали (вертикальный угол).
3. расстояние между инструментом и целью (наклонное расстояние).

Все остальные значения, которые также может предоставить пользователю электронный прибор тахеометр, получают на основе этих трёх базовых измерений.

Измерение горизонтального угла

Горизонтальный угол отсчитывается от нулевого направления по горизонтальной шкале (или горизонтальному кругу). Когда пользователь впервые настраивает инструмент, выбирается нулевое направление — Север инструмента. Пользователь волен установить ноль (Север) в направлении длинной оси области карты. Или же возможен выбор ориентации инструмента приблизительно по истинному, магнитному или сетчатому Северу.

Нулевое направление необходимо устанавливать так, чтобы иметь возможность восстановления, если инструмент требуется применять в том же месте повторно через какое-то время. Как правило, это делается путём наведения на другую точку отсчёта или удалённого узнаваемого объекта. Применение магнитного компаса для определения ориентации инструмента не рекомендуется, так как ведёт к неточностям.

Большинство эксплуатируемых электронных тахеометров позволяют измерять углы с точностью до 5 секунд (0,0013888°). Соответственно, выровнять инструмент по истинному Северу с учётом возможностей измерений прибора, практически невозможно. Лучшим вариантом применения электронного тахеометра видится установка удобного для пользователя «Севера» с проводкой через съёмку, используя задние точки при перемещении инструмента.

НЕДОРОГОЙ

Внутри электронного устройства тахеометра имеется градуированный стеклянный круг, полосами градации которого определяется класс точности прибора. С одной стороны стеклянного круга расположен светодиод, тогда как с другой стороны имеются два фотодиода (схема оптопары). Цепь работы оптопары прерывается, когда полосы градации закрывают путь излучению светодиода. Таким образом, количеством прерываний определяется величина поворота инструмента.

Полосы градации часто делаются ежеминутными (21600 градуировок). Секунды интерполируются по силе сигнала, принимаемого двумя фотодиодами. Это достигается размещением третьего фотодиода на одной линии со светоизлучающим диодом с целью обеспечить опорную мощность сигнала. Относительная сила сигнала других диодов позволяет рассчитать количество секунд.

По умолчанию горизонтальные углы измеряются по часовой стрелке, что соответствует нормальному режиму считывания азимутов на компасе. Но есть также устройства, измеряющие горизонтальные углы против часовой стрелки, что в математическом смысле является положительным направлением угла.

Измерение вертикального угла

Вертикальный угол измеряется относительно местного вертикального (отвесного) направления. Вертикальный угол обычно измеряется как зенитный угол (0° по вертикали вверх, 90° по горизонтали, 180° по вертикали вниз). Правда, также предоставляется возможность сделать 0° по горизонтали.

Измерение зенитного угла рассматривается более простым способом. Телескоп направляется вниз для зенитных углов более 90° и вверх для углов менее 90°. Если же делается горизонтальный 0°, в этом случае придётся работать с положительными и отрицательными вертикальными углами, что сопровождается появлением ошибок.

Для измерения вертикальных углов прибор устанавливается строго вертикально. Тахеометры электронного типа содержат внутренний датчик (вертикальный компенсатор). Сенсор обнаруживает небольшие отклонения инструмента от вертикали. Электроника прибора регулирует, соответственно, горизонтальный и вертикальный углы.

Компенсатор, однако, ограничивается малым диапазоном регулировки, поэтому инструмент следует выравнивать тщательно. Если отмечается значительный отход от уровня, электронный тахеометр выдаёт сообщение об ошибке. Вертикальные углы измеряются той же механико-оптической системой, что и горизонтальные углы. Индексирование круга является обычным делом.

Измерение расстояния по откосу

Расстояние от инструмента до отражателя измеряется посредством электронного дальномера. Большинство таких схем имеют диод на основе ареснида галлия — излучатель инфракрасного светового луча. Этот луч обычно модулируется двумя или более разными частотами.

Инфракрасный луч излучается электронным тахеометром, отражается рефлектором, принимается и усиливается схемой. Полученный сигнал сравнивается с опорным сигналом, генерируемым прибором (тем же генератором сигналов, который передаёт микроволновый импульс), после чего определяется фазовый сдвиг. Этот фазовый сдвиг является мерой времени в пути, следовательно, расстоянием между электронным тахеометром и отражателем.

Методика измерения расстояний нечувствителен к фазовым сдвигам, превышающим одну длину волны. Поэтому невозможно определять расстояния между прибором и отражателем, превышающие 1/2 длины волны (прибор измеряет двустороннее расстояние). Например, если длина волны инфракрасного луча составляла 4000 м, тогда если отражатель находился на расстоянии 2500 м, будет получено значение расстояния — 500 метров.

Поскольку измерение с точностью до миллиметра требует очень точных измерений разности фаз, организуется излучение двумя (или более) длинами волн. Одна длина волны, к примеру, составляет 4000 метров, тогда как другая длина волны составляет 20 метров. Большая длина волны позволяет считывать расстояния от 1 метра до 2000 метров с точностью до метра. Вторая длина волны позволяет измерять расстояния от 1 мм до 9,999 метров.

Объединение двух результатов даёт расстояние с точностью до миллиметров. Поскольку два показания перекрываются, значение счётчика каждого показания допускается использовать в качестве теста.

Например, задействованы длины волн λ1 = 1000 м и λ2 = 10 м. Цель расположена на расстоянии 151,51 метра. Расстояние, возвращаемое длиной волны λ1, равно 151 метр. Расстояние, возвращаемое длиной волны λ2, равно 1,51 м. Объединение двух результатов, соответственно, даёт 151,51 метр.

Базовые расчёты при работе электронного тахеометра

Как уже отмечалось, электронные тахеометры измеряют только три параметра:

• горизонтальный угол,
• вертикальный угол,
• наклонное расстояние (откос).

Все эти измерения имеют некоторую погрешность, однако для демонстрации геометрических расчетов можно предполагать, что показания безошибочные.

Расчёт горизонтального расстояния

Чтобы вычислить координаты или отметки, изначально необходимо преобразовать наклонное расстояние в горизонтальное расстояние. Горизонтальное расстояние (HD) составляет:

HD = SD cos (90° — ZA) = SD sin (ZA)

где SD — наклонное расстояние, ZA — зенитный угол. Горизонтальное расстояние будет использоваться в расчётах координат.

Расчёт вертикального расстояния

Обычно рассматриваются два вертикальных расстояния. Одно расстояние — разница высот (dZ) между двумя точками на земле. Другое расстояние — вертикальная разница (VD) между осью оголовка инструмента и осью наклона рефлектора. Для расчёта перепада высот необходимо знать высоту оси наклона инструмента (IH). То есть высоту центра телескопа и высоту центра отражателя (RH).

Проще расчёт выглядит следующим образом: нужно мысленно представить точку на земле под инструментом:

1. Продвинуться вверх на расстояние IH.
2. Пройти горизонтально до вертикальной линии, проходящей через отражатель.
3. Пройти вверх (или вниз) на расстояние по вертикали (VD) до отражателя.
4. Пройти вниз до земли (RH).

Результат — полученная разница высот между двумя точками на земле. Формула такого расчёта записывается так:

ED = VD + (IH – RH)

Величины IH и RH измеряются и записываются в полевых условиях. Вертикальный перепад (VD) рассчитывается по вертикальному углу и наклонному расстоянию.

VD = SD sin (90 ° — ZA) = SD cos (ZA)

Подстановкой этого результата в уравнение выше, получается:

dZ = SD cos (ZA) + (IH — RH)

где dZ — изменение высоты над уровнем земли под тахеометром.

Следует обратить внимание: если высота инструмента и отражателя совпадает, указанная часть уравнения не нужна. Если расчёты проводятся вручную, удобно установить высоту отражателя такой же, как высота инструмента. Если инструмент находится на известной высоте (IZ), тогда высота земли под отражателем (RZ) равна:

RZ = IZ + SD cos (ZA) + (IH — RH)

Инструкция пользования прибором стандартно

Установить точку отсчёта конкретного проекта. Как правило, точка отсчёта измеряется посредством конвентационных средств. Отметить точку отсчёта вбитым в грунт маркерным клином.

АССОРТИМЕНТ

Подготовить штатив электронного тахеометра, раскрыть штатив и установить над отмеченной точкой отсчёта. Желательно постараться расположить центр штатива по оси вбитого в грунт маркерного клина.

Прикрепить трегер (крепёжную пластину) и уровень грубой настройки к штативу. При необходимости отрегулировать. Используя этот начальный инструмент для измерения курса, установить штатив ровно и прямо над точкой отсчёта.

GEOMAX ZOOM

Поместить электронный тахеометр на крепёжную пластину штатива, стараясь не допустить смещения по центру, закрепить. Подключить аккумулятор и контроллер электронного тахеометра с помощью соответствующих кабелей.

LEICA TS10 R500

Включить аппарат и открыть функционал уровня тонкой настройки с помощью алгоритмов контроллера. Через уровень тонкой настройки отрегулировать прибор с учётом расположения прямо над маркером обследования на стойке. Необходимо получить идеальный уровень перед тем, как начинать работу.

---

При помощи информации: PDX