Тахеометр

Тахеометр Leica TCRP 1203

Тахео́метр (от др.-греч. ταχύς, род. пад. ταχέος — «быстрый») — это геодезический прибор, который применяется для измерения определённых геометрических параметров, включающих углы, расстояния и превышения. Это оборудование также может использоваться для определения координат точек. Несмотря на свои компактные размеры тахеометр объединяет функции теодолита и светодальномера. Благодаря встроенному микропроцессору тахеометр может осуществлять вычисления и измерения с высокой точностью и в кратчайшие сроки. Наличие программного обеспечения позволяет прибору запомнить и обработать большие объёмы информации.

Область применения

Тахеометры имеют широкое применение в геодезии, строительстве и других областях, где точные измерения и планирование являются необходимостью. Эти приборы значительно упрощают процесс сбора данных и обеспечивают высокую точность измерений. Благодаря им инженеры и строители могут эффективно планировать и контролировать проекты, обеспечивая нужную точность и соответствие требованиям.

Применение электронных тахеометров затрагивает широкий круг областей деятельности и задач:

• топография и геодезия, создание карт и планов местности, кадастровые работы (измерение земельных участков объектов недвижимости, строительства и т.п.);
• исследования особенностей рельефа местности для научных и проектных целей, при разработке месторождений, изучение и измерение объектов и артефактов;
• маркшейдерские работы (измерение величины углов откосов, уступов, бортов карьеров, склонов и т.п.), определение координат для строительства транспортных и инфраструктурных объектов;
• спасательные работы, съемки местности для научных задач, составление схем и планов для МЧС.

В части решаемых задач тахеометры применяются для:

• планирования и разбивки участков, определения взаимного расположения точек и элементов местности относительно координат (пикетов);
• замеры на местности при невозможности физического доступа к объектам и определённым точкам;
• выполнение вычислительных задач, связанных с картографированием, топографическими планами и схемами, определением углов и расстояний при наличии функций у модели тахеометра;
• тригонометрическое (или геодезическое) нивелирование(определение разницы высоты между точками местности), засечки, сложные измерения.

Для использования тахеометра с отражателем (призмой) требуется команда из двух человек. С роботизированными приборами можно справиться одному.

История

В 1970-х годах появились первые модели прототипов тахеометра. В то время были разработаны полуэлектронные приборы, включающие оптический теодолит, оснащённый светодальномером (SM-41, Zeiss West Germany; EOТ-2000, Karl Zeiss Iena). Позднее Уральский оптико-механический завод (УОМЗ) создал модель ТА-5, объединяющую корпус теодолита и дальномера, а также имеющую панель управления для ввода угловых значений. Это устройство позволяло проводить расчёты прямо в поле, определять превышения, проложения и приращения. Однако процесс работы всё равно требовал дополнительных усилий и не особенно ускорял полевые работы. Большим прорывом в геодезическом приборостроении стал выпуск электронного тахеометра AGA-136 (Швеция), в котором оптическая система отсчёта углов была заменена электронной. Это открыло широкие возможности для автоматизации работы геодезистов. После шведских тахеометров фирмы Geodimetr на рынке стали появляться приборы марок Sokkia, Topcon, Nikon, производимых в Японии, Leica в Швейцарии.

Классификация

По применению

• строительные;
• технические;
• инженерные.

Строительные и технические тахеометры — это электронные инструменты для строительства с функцией дальномера для проведения традиционной съёмки, дисплеем и без алидады.

Отличительные особенности строительных тахеометров:

• замеры дальномером сквозь препятствия (ветки деревьев, сетку рабица и т. д.);
• измерение против солнца (засветка);
• наличие Li-ion аккумулятора, ограничивающего температурный диапазон использования;
• высокая производительность труда.

Инженерные приборы отличаются от технических более высокой точностью и функциональностью, что естественно для инженерного оборудования.

На строительных площадках обычно используются более простые и доступные технические приборы из-за большого объёма стандартных операций, в то время как для исполнительной съёмки и разбивочных работ требуются более продвинутые модели инженерного класса.

По принципу работы

• Номограмные тахеометры.

Это оптические теодолиты, оснащённые специальным номограммным кругом и предназначенные для измерения горизонтальных и вертикальных углов, длин линий и их горизонтальных проекций.

• Электронные тахеометры.

Это электронно-оптические приборы для геодезических работ с безотражательным дальномером, бесконечными наводящими винтами и изменением градации лимба в соответствии с уровнем проводимых работ.

В зависимости от максимальной допускаемой средней квадратической погрешности измерения горизонтального угла одним приёмом и максимальной допускаемой средней квадратической погрешности измерения расстояния одним приёмом тахеометры должны изготовляться следующих типов (ГОСТ Р 51774-2001):

• Тахеометры точные — Та2 и Та5;
• Тахеометры технические — Та20.

Электронные тахеометры разделяются на две группы:

• Полярные — β, d, h (Н -высота) определяются и высвечиваются на табло.
• Ортогональные — измеряются и вычисляются ∆х, ∆у, h, Х, Y, H.

• Автоматизированные тахеометры.

Это тахеометры с сервоприводом и системами распознавания, захвата и отслеживания цели, что позволяет одному специалисту выполнять работы с увеличенной точностью измерений.

По конструкции

• Модульные.

Это приборы, состоящие из отдельно разработанных элементов (угломерных, дальномерных, зрительной трубы, клавиатуры и процессора).

• Интегрированные.

Это тахеометры, где все устройства (оптический теодолит, светодальномер и система GPS) объединены в одном механизме.

• Неповторительные.

Это приборы, где лимбы наглухо закреплены на подставке и имеют только закрепительные винты или приспособления для поворота и фиксации их в различных положениях.

По режиму работы

• С отражателем — до 5 километров.
• Без отражателя — до 1,5 километров.

Модели тахеометров с режимом без отражателя могут измерять расстояния практически до любых поверхностей. Однако результаты измерений, проведённых сквозь ветки или листья, следует рассматривать с осторожностью, поскольку неизвестно, от чего отразится луч и, соответственно, до чего он будет измерять расстояние.

Принцип работы

Принцип работы тахеометра основан на фазовых или импульсных методах.

• Фазовый метод.

Расстояние определяется путём измерения разности фаз между излученными и отраженными световыми лучами.

• Импульсный метод.

Расстояние измеряется на основе времени, затраченного лазерным лучом на прохождение до отражателя и обратно.

Современные электронные тахеометры могут измерять расстояния как импульсным, так и фазовым методом.

Точность измерений тахеометра и его структура — взаимосвязанные понятия, но на точность измерений также влияют условия работы, такие как температура, влажность, давление и др. Точность измерения углов современного тахеометра достигает одной угловой секунды (0°00’01), а при измерении расстояний — до 1 миллиметра.

В соответствии с ГОСТ Р 51774-2001:

Тип тахеометра	Класс тахеометра	Область применения	Допустимая СКП угла 1 приёмом
Та2	точный	Прикладная геодезия, измерение углов и расстояний в геодезических сетях	2"
Та5	точный	Измерение углов и расстояний в геодезических сетях сгущения	5"
Та20	технический	Измерение углов и расстояний в съёмочных сетях. Топографическая съёмка масштаба 1:10 000 и крупнее. Изыскательские землеустроительные и кадастровые работы. Геодезический контроль в строительстве	20"

Галерея

• 

  Тахеометр UOMZ Ta20 1995

• 

  Тахеометр DTM-A20LG-04

• 

  Тахеометр Leica

• 

  Роботизированный тахеометр

• 

  Тахеометр Leica Viva TS16

• 

  Тахеометр Sokkia 2

Литература

• Богуславский Н. А. Дальномер-высотомер или тахеометр Гамера-Фенеля. — СПб.: Т-во И.Н. Кушнерев и К°, 1904. — 16 с.
• Струсь С. С. Прикладная геодезия. Использование современных тахеометров : учебное пособие. — Краснодар: КубГАУ, 2021. — 91 с.
• Гауф М. Электронные теодолиты и тахеометры. — М.: Недра, 1978. — 150 с.
• ГОСТ Р 51774-2001. Тахеометры электронные. Общие технические условия: государственный стандарт Российской Федерации: издание официальное: принят и введён в действие Постановлением Госстандарта России от 6 июля 2001 г. № 260-ст : введён впервые: дата введения 2002-07-01 / разработан Центральным ордена Знак почёта научно-исследовательским институтом геодезии, аэросъемки и картографии им. Ф. Н. Красовского.. — М.: Издательство стандартов, 2001.

Ссылки

• ГОСТ на тахеометры