Ηλεκτρονικοί θεοδόλιθοι και ολικοί σταθμοί χρησιμοποιούνται ενεργά για εργασίες μέτρησης και τοπογραφίας στη γεωδαισία και το σχεδιασμό.
Λίγη ιστορία
Μέχρι τις αρχές του 16ου αιώνα, η μέτρηση κάθετων και οριζόντιων γωνιών γινόταν με πολλά διαφορετικά όργανα. Για πιο αποτελεσματικές εργασίες τοπογραφίας και αναζήτησης, χρειαζόταν μια καθολική συσκευή που θα μπορούσε να συνδυάζει πολλές λειτουργίες ταυτόχρονα.
Το πρωτότυπο του σύγχρονου θεοδολίτη των μέσων του περασμένου αιώνα ήταν ένα όργανο που ονομαζόταν πολύμετρο. Οι αναζητητές εκείνης της εποχής το δέχτηκαν με μεγάλο ενθουσιασμό και το χρησιμοποιούσαν παντού στη δουλειά τους. Μεταγενέστερες εκδόσεις των μέσων του 19ου αιώνα έθεσαν τα θεμέλια για το σχεδιασμό του.
Περιγραφή του ηλεκτρονικού θεοδόλιθου
Ο σύγχρονος θεοδόλιθος έχει πολλές λειτουργίες μέτρησης στο οπλοστάσιό του. Οι οριζόντιες γωνίες υπολογίζονται χρησιμοποιώντας ειδικές συσκευές - alidade και limbus. Το άκρο είναι ένας γυάλινος κύκλος με κλίμακα 360 τμημάτων, ο οποίος είναι μόνιμα στερεωμένος και προστατεύεται από φθορές. Το alidade περιστρέφεται γύρω από το limbus μαζί με το σώμα της συσκευής.
Αρχή μέτρησης και μετάδοσης δεδομένωνΟ ηλεκτρονικός θεοδόλιθος διαφέρει σημαντικά από τον οπτικό. Όλες οι τιμές είναι κρυπτογραφημένες σε δυαδικό σύστημα, επομένως αντί για μοίρες, λεπτά και δευτερόλεπτα, υπάρχουν μηδενικά ή ένα. Η ένδειξη μεταδίδεται με χρήση φωτοηλεκτρονικών συσκευών.
Για να αυξηθεί η αξιοπιστία των μετρήσεων της συσκευής, η σχεδίαση περιλαμβάνει επίπεδα φυσαλίδων και κάθετη γραμμή ράβδου. Για πιο ακριβείς μετρήσεις, η συσκευή παρέχει ένα ειδικό μικροσκόπιο. Μια χαρακτηριστική διαφορά μεταξύ ενός ηλεκτρονικού θεοδόλιθου και της οπτικής του έκδοσης είναι η παρουσία μιας συσκευής λήψης και καταγραφής μετρήσεων σε αυτόματη λειτουργία, ακολουθούμενη από την καταγραφή τους στο τσιπ μνήμης της συσκευής.
Τυχόν θεοδόλιθοι που χρησιμοποιούνται για έρευνα ή άλλη εργασία πρέπει να επαληθεύονται. Εάν το σφάλμα ανάγνωσης υπερβαίνει τα καθιερωμένα πρότυπα, είναι απαραίτητο να πραγματοποιηθεί προσαρμογή για διόρθωση. Υπάρχει ένα κρατικό πρότυπο για τους τύπους θεοδολίτη. Ανάλογα με την ακρίβεια των μετρήσεων, χωρίζονται σε τρεις κατηγορίες: ιδιαίτερα ακριβείς, ακριβείς και τεχνικές. Τα τελευταία χρησιμοποιούνται κυρίως για εκπαιδευτικούς σκοπούς.
Η αρχή λειτουργίας του ηλεκτρονικού θεοδόλιθου
Από τη φύση του σχεδιασμού, υπάρχουν: ηλεκτρονική, άμεση εικόνα, τοπογραφία ορυχείων, αυτοκολλητισμός, φωτοθεοδόλιθοι, γυροθεοδόλιθοι με γυροσκοπική πυξίδα, επαναλήπτες. Για παράδειγμα, ένας φωτοθεοδόλιθος έχει μια κάμερα στο σώμα του για ακριβή λήψη και αναφορά γεωλογικών αντικειμένων.
Οι ηλεκτρονικοί θεοδόλιθοι είναι συσκευές που μπορούν να απλοποιήσουν σημαντικά τη διαδικασία λήψης γωνιακών τιμών, σε σύγκριση με τους πλήρως οπτικούςσυσκευές. Αυτό το εργαλείο σας επιτρέπει να εργάζεστε ακόμα και στο σκοτάδι. Και η παρουσία της οθόνης θα εξαλείψει το σφάλμα λήψης μετρήσεων. Από την άλλη πλευρά, τα ηλεκτρονικά αντίστοιχα δεν είναι χωρίς μειονεκτήματα, όπως η παρουσία μπαταρίας που πρέπει να επαναφορτίζεται περιοδικά από το δίκτυο, ένα μικρό εύρος επιτρεπόμενων θερμοκρασιών λειτουργίας.
Επιλέγοντας ένα συγκεκριμένο μοντέλο ηλεκτρονικού θεοδολίτη, θα πρέπει πρώτα από όλα να αποφασίσετε για το είδος των εργασιών που θα εκτελεστούν. Εάν η υψηλή ακρίβεια μέτρησης δεν αποτελεί προτεραιότητα, τότε είναι πολύ πιθανό να τα βγάλετε πέρα με μια συσκευή κατηγορίας από T15 έως T30. Για πιο ακριβείς μετρήσεις, είναι κατάλληλη μια συσκευή κατηγορίας Τ2 έως Τ5. Εάν χρειάζεστε πρωτοφανή ακρίβεια, τότε θα πρέπει να επιλέξετε ένα μοντέλο κατηγορίας T1.
Δεν θα είναι περιττό να γνωρίζουμε για την επίδραση των συνθηκών λήψης στην τελική του ποιότητα. Έτσι, για παράδειγμα, η παρουσία δέντρων στην περιοχή μπορεί να επηρεάσει την αξιοπιστία των μετρήσεων της ρουλέτας λέιζερ. Η δέσμη μπορεί να ανακλά από τους κλάδους αντί του επιθυμητού αντικειμένου και να παραμορφώνει σημαντικά τα δεδομένα. Η παρουσία υψηλών κατασκευών στην τοποθεσία, όπως πύργοι ή σωλήνες - επηρεάζουν επίσης το τελικό αποτέλεσμα.
Η θήκη μιας συσκευής μέτρησης υψηλής ποιότητας πρέπει να είναι κατασκευασμένη από μέταλλο και όλοι οι πιθανοί σύνδεσμοι θα πρέπει να είναι ελαστικοί για να αποτρέπεται η είσοδος σκόνης και υγρασίας. Οι φθηνότερες επιλογές από πλαστικά μέρη είναι βραχύβιες και συχνά αποτυγχάνουν. Μια φωτογραφία ενός ηλεκτρονικού ψηφιακού θεοδόλιθου παρουσιάζεται παρακάτω.
Σύνολο σταθμών
Ένας πιο τέλειος τύπος συσκευής είναι το total station. Είναι ένα είδος συμβίωσης υπολογιστή και θεοδόλιτου. Το κόστος του είναι πιο ακριβό από το συνηθισμένο, αλλά η δυνατότητα κατασκευής είναι μια τάξη μεγέθους υψηλότερη. Είναι εξοπλισμένο με οθόνη και πληκτρολόγιο για την εισαγωγή δεδομένων, διαθέτει ενσωματωμένο μικροεπεξεργαστή για υπολογισμούς. Ο αυτοματισμός σάς επιτρέπει να εκτελείτε όλες τις εργασίες εν κινήσει, ενώ αυξάνει σημαντικά την παραγωγικότητα.
Ο κύριος σκοπός του ταχύμετρου είναι η δημιουργία κατόψεων εδάφους σε δεδομένη κλίμακα με χαρακτηριστικά σχεδίασης του ανάγλυφου. Η καρδιά οποιουδήποτε μηχανισμού είναι ένας ενσωματωμένος ή εξωτερικός ελεγκτής, ο οποίος είναι υπεύθυνος για την επεξεργασία των δεδομένων που λαμβάνονται κατά τη διάρκεια της έρευνας.
Ένα ξεχωριστό χαρακτηριστικό του σχεδιασμού του συνολικού σταθμού από άλλα γεωδαιτικά όργανα είναι η σπονδυλωτότητά του, η οποία σας επιτρέπει να δημιουργήσετε μια τροποποίηση της συσκευής για συγκεκριμένες ανάγκες.
Ποικιλίες συνολικών σταθμών
Δεδομένου ότι οι περισσότεροι συνολικοί σταθμοί είναι εξοπλισμένοι με μετρητή απόστασης που βασίζεται σε δέσμη λέιζερ, υπάρχουν δύο τύποι σύμφωνα με τη μέθοδο καταχώρησης σήματος:
- διαφορά φάσης δέσμης χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό των αποστάσεων;
- για τη μέτρηση της απόστασης από ένα αντικείμενο, υπολογίζεται ο χρόνος διέλευσης της δέσμης λέιζερ.
Για να μετρήσετε αποστάσεις έως και πέντε χιλιόμετρα, συνιστάται η χρήση ανακλαστικών πρισμάτων για αποστασιόμετρο λέιζερ. Σε απόσταση έως και ενός χιλιομέτρου, μπορείτε να κάνετε χωρίς ανακλαστήρες, αλλά πρέπει να σημειωθεί ότι όλα θα εξαρτηθούν από την ποιότητα της ανακλαστικής επιφάνειας του αντικειμένου. Το σφάλμα στη μέτρηση των γωνιακών τιμών με έναν σύγχρονο συνολικό σταθμό μπορεί να φτάσει το όριο του ενός εκατομμυρίουτοις εκατό ή ένα χιλιοστό ανά χιλιόμετρο.
Μικρές δυνατότητες χρήσης
Είναι σημαντικό να γνωρίζετε ότι στην πράξη ένα τέτοιο σφάλμα είναι σχεδόν αδύνατο να επιτευχθεί λόγω της επίδρασης των καιρικών συνθηκών και των σφαλμάτων τοποθέτησης και ορισμένων ανθρώπινων παραγόντων.
Κατά κανόνα, οι περισσότερες εργασίες έρευνας εκτελούνται σε απόσταση έως και 300 μέτρων. Πολύ λιγότερο συχνά, καθίσταται απαραίτητο να πυροβολήσετε σε απόσταση αρκετών χιλιομέτρων. Τα σύγχρονα οπτικά επιτρέπουν εμβέλεια μέτρησης έως και 7500 μέτρα.
Ορισμένα σύγχρονα μοντέλα μπορούν να εξοπλιστούν με ένα παγκόσμιο σύστημα εντοπισμού θέσης για τη σύνδεση των αποτελεσμάτων των μετρήσεων με τις συντεταγμένες του χάρτη εδάφους, καθώς και με ένα πλήρως αυτοματοποιημένο σύστημα που δεν απαιτεί τη συμμετοχή του χειριστή.
Κριτήρια επιλογής
Όταν επιλέγετε έναν συνολικό σταθμό, πρέπει να προσδιορίσετε τις εργασίες που του έχουν ανατεθεί. Για τους περισσότερους, μια συσκευή με σφάλμα 1-2 mm ανά χιλιόμετρο είναι κατάλληλη. Η λειτουργική εργασία απαιτεί την άμεση μεταφορά δεδομένων στον υπολογιστή επεξεργασίας. Για τους σκοπούς αυτούς, μπορείτε να επιλέξετε ένα μοντέλο εξοπλισμένο με τηλεχειριστήριο και ασύρματη μονάδα, όπως Wi-Fi ή Bluetooth. Αυτές οι τροποποιήσεις των οργάνων μέτρησης, κατά κανόνα, έχουν τη λειτουργία παρακολούθησης του θέματος.
Εάν καταστεί απαραίτητο να μεταφέρετε τα σημεία έρευνας σε έναν πραγματικό ιστότοπο, τότε, σε αυτήν την περίπτωση, χρειάζεστε μια συσκευή με σύστημα διπλής όψης για εισαγωγή και μετάδοση δεδομένων.
Υπάρχουν φορές που χρειάζεται να τραβήξετε ένα μεγάλο αντικείμενο σε τρεις διαστάσεις. Για τους σκοπούς αυτούς, κάντε αίτησησυνολικά μοντέλα σταθμών που μπορούν να λειτουργήσουν σε λειτουργία σαρωτή 3D. Τα δεδομένα μιας τέτοιας μελέτης μεταφέρονται σε έναν υπολογιστή με τη μορφή νέφους σημείων και μπορούν να υποβληθούν σε περαιτέρω επεξεργασία χρησιμοποιώντας εξειδικευμένα προγράμματα CAD.
