Методы построения геодезической разбивочной основы
Министерство образования и науки Российской Федерации
ФГБОУ
Южно-Уральский
Архитектурно-строительный факультет
Кафедра Градостроительства
Современные геодезические приборы и инструменты для разбивочных работ
РЕФЕРАТ
по дисциплине «Инженерные изыскания, инвентаризация и реконструкция городской застройки»
Проверил, доцент Кондратенко Т.А.
Автор работы
студент группы АС-423
Романов И.А.
Реферат защищен с оценкой __________________________«___
Челябинск 2012
Аннотация
Романов И.А., студент группы АС-423.
Реферат на тему: «Современные геодезические приборы и инструменты для разбивочных работ» по дисциплине «Инженерные изыскания, инвентаризация и реконструкция городской застройки». - Челябинск: ЮУрГУ, АС-423, 31 с., 8 ил., библиогр. список - 6 наимен.
Цель реферата – изучить современные
геодезические приборы и
Задачи реферата – рассмотреть различные виды современных геодезических приборов, принципы их устройства и области их использования.
В данном реферате рассмотрены следующие виды современных геодезических приборов и инструментов: геодезическое GPS оборудование, электронные тахеометры, электронные (цифровые) теодолиты, электронные (цифровые) нивелиры, электронные тахеометры, а также лазерные сканеры. Сделано заключение по предпочтительному варианту прибора с точки зрения результативности и эффективности.
Оглавление:
Введение…………………………………………………………
Введение
Геодезия - наука которая нашла
широкое применение в строительстве
и решает следующие основные задачи:
получение геодезических данных
на стадии проектирования сооружения
(инженерно-геодезические
Современные геодезические приборы можно разделить на несколько особо значимых групп:
- геодезическое GPS-оборудование;
- электронные тахеометры;
- электронные (цифровые) теодолиты;
- электронные (цифровые) нивелиры;
- лазерные сканеры и пр.
Для того, чтобы было проще сориентироваться, необходимо знать, что каждая из вышеперечисленных групп имеет свое назначение и оптимальную область применения, хотя, конечно, области применения современных геодезических приборов могут частично пересекаться. Например, в частном случае, GPS-приемники могут заменить электронные тахеометры (например, при съемке местности), и наоборот.
Таким образом, то же геодезическое gps оборудование наиболее эффективно используется при геодезических съемках, создании и развитии геодезических сетей, создании государственного земельного кадастра, мониторинга земель и выполнения других работ, зачастую, в тех местах, где имеется редкая сеть исходных пунктов.
И тем не менее, едва ли не самые популярные современные геодезические приборы - электронные тахеометры. Это обусловлено тем, что они имеют самый широкий круг применения: от развития ГГС и топографической съемки до инженерной геодезии и землеустройства. Предлагаемая линейка приборов различных производителей довольно велика, но, в основном, держится на "четырех китах". Широко представлены на рынке как электронные тахеометры, как и GPS-приемники таких флагманов в мире производителей геодезического оборудования и приборов, как TOPCON, SOKKIA, LEICA, TRIMBLE.
- Геодезическое GPS оборудование и GPS ГЛОНАСС системы
Современные строительные, изыскательские и геодезические работы выполняются с применением самых современных и передовых технологий сбора и обработки информации, для чего и служит GPS оборудование.
Геодезическое GPS оборудование и GPS ГЛОНАСС системы в геодезии активно применяются на начальных этапах строительства, межевания, привязки контрольных точек разбивки теодолитных и тахеометрических ходов, с помощью GPS оборудования полевые геодезические работы выполняются в рекордно сжатые сроки позволяя не только собирать координатные данные, но и одновременно со сбором производить их обработку в реальном времени. GPS системы и геодезическое GPS оборудование применимы в достаточно широком спектре различных областей. Традиционно, GPS оборудование Leica, Trimble, Epoch применяется в строительстве и геодезии. Также, GPS оборудование служит для транспорта – в качестве основы навигационной системы и расчета местоположения. В самых современных системах мониторинга зданий и сооружений, важнейших инженерных объектов, все больше GPS оборудование интегрируется с разнообразным диагностическим оборудованием, таким как трассоискатели, эхолоты, беспилотные диагностические, наблюдательные и тепловизионные летательные аппараты. Геодезическое GPS оборудование и GPS системы позволяют привязывать данные диагностики объекта к точному времени и географическим координатам. Геодезические GPS приемники служат для определения координат различных объектов находящихся в определенных точках на местности. Геодезический GPS приемник принимает и обрабатывает спутниковый сигнал, преобразовывая данные в координаты на местности.
Геодезические GPS/ГЛОНАСС приемники позволяют определять координаты с точностью от нескольких метров до нескольких миллиметров. ГЛОНАСС приемник является российской альтернативой американским приёмникам системы спутникового позиционирования GPS. ГЛОНАСС приемники служат для определения координат, скорости и других параметров кроме того ГЛОНАСС приемник может быть использован в системах с высокой динамикой объектов.
1.1 Геодезические приемники:
-GNNS приемники, обеспечивающие сантиметровую точность определения координат пунктов. К этой категории относятся приемники, измеряющие псевдодальность до спутника и фазу несущей волны. Геодезические приемники бывают: одночастотными (L1) и двухчастотными (L1/L2); односистемными (GPS) и двухсистемными (GPS-ГЛОНАСС). Практически все современные геодезические приемники имеют возможность принимать дифференциальные поправки SBAS, используемые для задач навигации. Программное обеспечение, входящее в комплект геодезических GNSS приемников, позволяет предварительно планировать съемку, экспортировать данные с приемника на компьютер для последующей обработки (вычисления векторов и уравнивания сети), создавать цифровые карты с атрибутивной информацией, экспортировать данные в различные ГИС пакеты для дальнейшей обработки.
1.2 Приемники для задач ГИС:
-Это GNNS оборудование предназначено
для сбора пространственной и
атрибутивной информации для
создания цифровых карт и
Программное обеспечение, входящее в комплект ГИС приемников, выполняет следующие функции: вводит дифференциальные поправки в координаты пунктов; создает цифровые карты с атрибутивной информацией; обеспечивает экспорт данных в различные ГИС пакеты для дальнейшей обработки.
1.3 Навигационные приемники:
-К этому классу GNNS оборудования относятся кодовые приемники (как правило GPS приемники), обеспечивающие точность определения местоположения до 15 метров. Большинство приемников этого класса имеют встроенные цифровые карты местности, базы данных населенных пунктов, автозаправок, ресторанов и т.д. В навигационных приемниках используется навигационное программное обеспечение, позволяющее находить искомые пункты, прокладывать маршруты, записывать траектории во время движения. Программное обеспечение, входящее в комплект навигационных приемников, позволяет экспортировать данные с приемника на внешние устройства, и импортировать в него информацию о путевых точках, маршрутах и траекториях.
Внутреннее программное
Некоторые из навигационных приемников могут иметь встроенные барометр, компас и точечные базы данных (ТБД) с координатами городов и населенных пунктов мира. Более сложные приемники имеют встроенные электронные базовые карты, включающие в себя линейные и площадные объекты, такие как дороги, реки, моря, государственные границы и т.д.
1.4 GNSS датчики:
Рисунок 1 - GNSS-датчик серии N71
-Датчики являются элементом технических систем, предназначенных для измерения, сигнализации, регулирования, управления устройствами или процессами. Исторически и логически датчики связаны с техникой измерений и измерительными приборами. Обобщающий термин датчик укрепился в связи с развитием автоматических систем управления, как элемент обобщенной логической концепции: датчик — устройство управления — исполнительное устройство — объект управления. Как правило, датчик - это законченный по своей функциональности прибор, подключаемый по одному из известных интерфейсов к системе автоматического управления или регистрации. GNSS датчик включает в себя навигационные приемники для первичной и вторичной обработки навигационных спутниковых сигналов, объединенные в один блок.
- Электронные тахеометры
Электронный тахеометр - это высокоточный и высококачественный современный геодезический прибор который значительно упростил проведение геодезических измерений. По сути, электронный тахеометр состоит из угломерной части, светодальномера, и встроенного компьютера. Таким образом с помощью угломерной части определяются горизонтальные и вертикальные углы, светодальномера - расстояния, а встроенный компьютер решает различные геодезические задачи, обеспечивает управление прибором, контроль и хранение результатов измерений. Результаты измерений можно перекачать на ПК и обработать в специальных программах. Электронные тахеометры могут работать как в отражательном режиме (наблюдатель ведет измерения на специальные устройства - отражатели, призмы, отражающие марки) так и в безотражательном режиме (наблюдения ведутся непосредственно на наблюдаемый объект).
Рисунок 2 - Электронный тахеометр Sokkia SET RX
Существуют также
Тахеометр электронный - это по своей сути электронный теодолит с установленным внутри оптической трубы лазерным дальномером. Теодолитом можно измерять горизонтальные и вертикальные углы, тахеометр электронный позволяет измерять углы и расстояния, а затем результаты измерений записывать в память. Лазерный дальномер тахеометра способен измерять расстояния с большой точностью. Таким образом тахеометр электронный можно применять там, где раньше пользовались теодолитом и стальной рулеткой. Конечно, цена электронного тахеометра значительно больше чем у теодолита, однако вы получаете выигрыш в точности и производительности труда. Производительность труда геодезиста при переходе с теодолита на тахеометр электронный значительно увеличивается. Основными характеристиками электронного тахеометра являются: точность измерения углов, дальность измерения расстояний в безотражательном режиме, точность измерения расстояний, коммуникационные возможности.
Самыми востребованными на рынке геодезических приборов являются тахеометры с точностью измерения углов 5 секунд и дальномером, позволяющим измерять расстояния 200-300м без отражателя. Перед началом полевых работ следует установить геодезический прибор на нужной точке и ориентировать.
Тахеометр электронный состоит из следующих функциональных блоков: зрительная труба, блок измерения расстояний, блок измерения углов, вычислительное устройство для решения в поле типовых геодезических задач. Вычислительное устройство (процессор) позволяет прямо во время проведения полевых работ отображать необходимую геодезисту информацию на дисплее, также записывает результаты измерений в память тахеометра. Для передачи информации об отснятых точках все тахеометры снабжаются портом для подключения к компьютеру или слотом для карты памяти, на которую записывается информация во время проведения геодезических работ. Предусматривается также и закачка координат точек из проекта в память тахеометра. Тахеометр электронный снабжен компенсатором, который представляет собой двухосевой датчик наклона. Датчик автоматически отслеживает наклон оси геодезического инструмента и вносит поправки в отсчеты. При необходимости компенсатор тахеометра можно отключить.
2.1 Виды и принцип действия:
В электронно-оптических расстояния измеряются по разности фаз испускаемого и отраженного луча (фазовый метод), а иногда (в некоторых современных моделях) — по времени прохождения луча лазера до отражателя и обратно (импульсный метод). Точность измерения зависит от технических возможностей модели тахеометра, а также от многих внешних параметров: температуры, давления, влажности и т. п.
Диапазон измерения расстояний зависит также от режима работы тахеометра: отражательный или безотражательный. Дальность измерений при безотражательном режиме напрямую зависит от отражающих свойств поверхности, на которую производится измерение. Дальность измерений на светлую гладкую поверхность (штукатурка, кафельная плитка и пр.) в несколько раз превышает максимально возможное расстояние, измеренное на темную поверхность. Максимальная дальность линейных измерений для режима с отражателем (призмой) — до пяти километров (при нескольких призмах — ещё дальше); для безотражательного режима — до одного километра. Модели тахеометров, которые имеют безотражательный режим, могут измерять расстояния практически до любой поверхности, однако следует с осторожностью относиться к результатам измерений, проводимых сквозь ветки, листья и подобные преграды, поскольку неизвестно, от чего именно отразится луч, и, соответственно, расстояние до чего он измерит.
Существуют модели тахеометров, обладающие дальномером, совмещенным с системой фокусировки зрительной трубы. Преимущества таких приборов заключается в том, что измерение расстояний производится именно на тот объект, по которому в данный момент выставлена зрительная труба прибора.
Точность угловых
измерений современным
Автоматизированные тахеометры хорошо зарекомендовали себя при сканировании в заданном секторе большого количества точек (фасадного сканирования, а также при мониторинге деформации).
Рассмотрим и другие виды тахеометров, которые также востребованы, но менее современны.
2.2 Классификация тахеометров:
- По применению
Технические или строительные тахеометры — электронные тахеометры для строительства с дальномером для проведения традиционной съемки, дисплеем, и отсутствием алидады.
Отличительная особенность строительных тахеометров:
- Промеры дальномером сквозь препятствия (ветки деревьев, сетку рабицу и т.д);
- Измерение против солнца (засветка);
- Отсутствие винта лимба, что не позволяет выполнять измерения в два приема.
- По конструкции
- Модульные тахеометры — тахеометры, которые состоят из отдельно сконструированных элементов (угломерных, дальномерных, зрительной трубы, клавиатуры и процессора).
- Интегрированные тахеометры — тахеометры, в которых все устройства (оптический теодолит, светодальномер и система GPS) объединены в один механизм.
- Неповторительные тахеометры - тахеометры, в которых лимбы наглухо закреплены с подставкой и имеют лишь закрепительные винты либо приспособления для поворота и закрепления его в разных положениях.
- По принципу работы
- Электронно-оптические - электронные тахеометры для геодезических работ с без- отражательным дальномером, бесконечными наводящими винтами и изменением градации лимба в соответствии с классом проводимых работ.
- Автоматизированные тахеометры — тахеометры с сервоприводом и системами распознавания, захвата, слежения за целью, что позволяет выполнять работы одному сотруднику, гарантируя дополнительную точность измерений.
Рисунок 3 - Электронный тахеометр Trimble TS3603DR
- Электронные (цифровые) теодолиты
Теодолит — измерительный прибор для измерения горизонтальных и вертикальных углов при геодезических работах, топографических, геодезических и маркшейдерских съёмках, в строительстве и т. п. Основной рабочей мерой в теодолите являются лимбы с градусными и минутными делениями (горизонтальный и вертикальный). Теодолит может быть использован для измерения расстояний нитяным дальномером и для определения магнитных азимутов с помощью буссоли.
Рисунок 4 - Электронный теодолит GEOBOX TE-20
Теодолит является
один из самых известных и
Теодолиты электронные в отличие от оптических - просты в работе, не требуют визуального снятия отсчетов. Чтобы получить значения углов, достаточно просто навестись на цель и на дисплее отобразятся результаты. Таким образом, исключаются ошибки при снятии отсчетов, и, следовательно, повышается эффективность производства и качество работ. Все эти приборы имеют цилиндрический уровень, который используется для приведения прибора в рабочее положение. Кроме того, большинство приборов снабжено датчиком угла наклона, который автоматически компенсирует наклон вертикальной оси. Современные электронные теодолиты имеют прочный водонепроницаемый корпус, что позволяет работать с геодезическими приборами при неблагоприятных погодных условиях и в условиях сильной запыленности. Стандартная рабочая температура от -20˚С до +50˚С. Для работы с ними не обязательно нанимать высококвалифицированного работника. Независимо от того, взяли ли вы прибор напрокат, или решили купить теодолит, оператору достаточно знать основы геометрии из школьного курса.
Пожалуй, один недостаток,
все-таки есть. Такие приборы требует
своевременной подзарядки своих
аккумуляторов. В защиту можно сказать,
что практически все
Стандартный ряд теодолитов России в соответствии с ГОСТ 10529-96, в России предусматривается выпуск шести типов теодолитов:
- Т1 — высокоточные;
- Т2 и Т5 — точные;
- Т15 и Т30 — технические;
- Т60 — технические
(в настоящее время не
Литера Т — обозначает «теодолит», а последующие числа — величину средней квадратической погрешности в секундах, при измерении одним приёмом в лабораторных условиях. Обозначение теодолита, изготовленного в последние годы может выглядеть так: 2Т30МКП. В данном случае первая цифра показывает номер модификации («поколения»).
М — маркшейдерское исполнение (для работ в шахтах или тоннелях; может крепиться к потолку и использоваться без штатива, помимо этого, в маркшейдерском теодолите в поле зрения визирной трубы есть шкала для наблюдения за качаниями отвеса при передаче координат с поверхности в шахту).
К — наличие компенсатора, заменяющего уровни.
П — зрительная
труба прямого видения, то есть зрительная
труба теодолита имеет
А — с автоколлимационным окуляром (автоколлимационные);
Э — электронные
Далее рассмотрим другие виды теодолитов, которые являются менее современными.
3.1 Классификация теодолитов:
Теодолиты различаются по следующим параметрам:
— в зависимости
от конструкции выделяют
— в зависимости от точности выполнения работ выделяют высокоточные, точные и технические теодолиты.
- Механический теодолит обладает механической системой прицеливания и наведения (не содержит электронных и оптических компонент).
- Цифровой теодолит оснащен дисплеем и микропроцессором для запоминания координат точек на местности и их вычисления. Конструкция цифрового теодолита позволяет работать с ним в темноте. Чаще всего электронные теодолиты используются при проведении монтажных работ, проверке вертикальности стен, разбивке осей и т. д.
- Оптический теодолит оснащен отсчетным оптическим устройством, позволяющим вычислять координаты точек. Главное преимущество оптического теодолита — возможность работы при низких температурах.
- Лазерный теодолит представляет собой электронный теодолит со встроенным лазерным излучателем.
Также выделяют повторительный теодолит и ее повторительные теодолиты: повторительные теодолиты имеют специальную повторительную систему осей лимба и алидады, позволяющую лимбу вместе с алидадой вращаться вокруг собственной оси раздельно и/или совместно. Такой теодолит дозволяет последовательным вращением алидады несколько раз откладывать (повторять) на лимбе величину измеряемого горизонтального угла, что увеличивает точность измерений. В не повторительных теодолитах лимбы наглухо закреплены с подставкой, а поворот и закрепления его в разных положениях осуществляется при помощи закрепительных винтов либо приспособления для поворота.
3.2 Фототеодолит
Фототеодолит или кинотеодолит - разновидность теодолита, объединенного с фото- и/или кинокамерой и другими оптическими системами. Служит для точной фотосъемки с угловой привязкой геологических объектов и искусственных сооружений, а также для измерения угловых координат летательных аппаратов. Конструктивно может представлять собой кинокамеру, независимую от оптического канала теодолита и жестко скрепленную с ней или однообъективную зеркальную камеру, видоискатель которой служит оптическим каналом теодолита. Выпускавшиеся ранее кинотеодолиты осуществляли съемку на крупноформатные фотопластинки высокой разрешающей способности. В настоящее время выпускаются пленочные, пластиночные и цифровые фототеодолит. Если объект фотографируется двумя и более фототеодолитами, то возможно получить приблизительные данные относительно размера объекта, высоты и скорости полета.
- Гиротеодолит
Рисунок 5 - Гиротеодолит ГИ-Б2
Гиротеодолит - гироскопическое визирное устройство, предназначенное для ориентирования туннелей, шахт, топографической привязки и др. Гиротеодолит служит для определения азимута (пеленга) ориентируемого направления и широко используется при проведении маркшейдерских, геодезических, топографических и др. работ. По принципу действия гиротеодолит является и принадлежит к типу гирокомпасов. Ряд схем гиротеодолитов выполнен на принципе гирокомпаса Фуко. Помимо гироскопического чувствительного элемента, гиротеодолит включает угломерное устройство для снятия отсчётов положения чувствительного элемента и определения азимута (пеленга) ориентируемого направления. Угломерное устройство состоит из лимба с градусными и минутными делениями жестко связанного с его алидадой. Наблюдение ведётся по штриху, проектируемому на зеркале, которое укреплено на чувствительном элементе. При этом визирная линия зрительной трубы будет располагаться параллельно оси гироскопа. Определение азимута (пеленга), ориентируемого с помощью гиротеодолита направления, производится по шкале, связанной с теодолитом. При наблюдениях гиротеодолитом все измерения относят к отвесной линии в точке наблюдений и к плоскости горизонта. Следовательно, азимут, определенный гироскопически, тождественен астрономическому азимуту. Обычно по конструктивным соображениям отсчетное устройство по горизонтальному кругу располагают под некоторым углом D по отношению к оси вращения ротора гироскопа.
- Электронные (цифровые) нивелиры
Нивелир — геодезический инструмент для нивелирования, то есть определения разности высот между несколькими точками земной поверхности относительно условного уровня т.е определение превышения.
Работы, выполняемые нивелиром:
- Геометрическое (нивелиром и рейками);
- Тригонометрическое (угломерными приборами (в осн. теодолитом посредством измерения наклонения визирных линий с одной точки на другую);
- Барометрическое (при помощи барометра);
- Гидростатическое (основано на свойстве жидкости сообщающихся сосудов всегда находиться на одном уровне, независимо от высоты точек, на которых установлены эти сосуды);
- Радиолокационное (производится с помощью радиовысотомеров и эхолотов, установленных как на воздушных, так и на водных судах, автоматически вычерчивающих профиль проходимого пути);

- Методы построения и проведения лекций
- Методы построения отчета о движении денежных средств
- Методы построения структурных карт
- Методы построения функции схожести документов
- Методы построения эмпирического знания в теории и методике физического воспитания
- Методы правового регулирования заработной платы
- Методы правового регулирования заработной платы
- Методы получения спермы
- Методы получения тонких пленок
- Методы получения тонких пленок
- Методы поляризации света
- Методы поляризации света
- Методы по оценке эффективности инвестиций
- Методы портфельного анализа