для какой цели вводятся метеопараметры в тахеометр

Электронный тахеометр инструкция как пользоваться

Главная страница » Электронный тахеометр инструкция как пользоваться

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:

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:

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:

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.

Электронный тахометр + элементная база (одна из конструкций): 1 — система TSshield; 2 — антенна 300 метровой дальности связи; 3 — USB 2.0 интерфейс; 4 — батарейный отсек; 5 — светодиодный индикатор; 6 — клавиатура; 7 — электронная система выравнивания; 8 — графический дисплей; 9 — лазерный отвес; 10 — захват цели; 11 — триггерная кнопка; 12 — система углового датчика; 13 — 500 мм диапазон без призмы

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:

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:

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.

Установка точки отсчёта и треноги: 1 – маркерный клин; 2 – тренога из комплекта

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.

Установка крепёжной пластины и предварительная настройка: 1 – трегер (крепёжная пластина); 2 – тренога, выровненная по точке отсчёта; 3 — вид через оптический центрир трегера

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

Установка электронного тахеометра + тонкая настройка: 1 — пузырьковый уровень; 2 — монтаж электронного прибора тахеометра на пластину; 3 — функционал тонкой настройки с помощью контроллера

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

КРАТКИЙ БРИФИНГ

Источник

Для какой цели вводятся метеопараметры в тахеометр

Сильно ли влияет температура и давление на качество измерений? Стоит ли их вводить?

Спросил 28 ноября в 15:36

-40, т.е. поправка за распространение лазерного излучения в среде (применительно к тахеометрам) составит 40 мм на длину измеряемой линии в 1 км. Соответственно на 100 метров доп. погрешность составит 4 мм, помимо точности работы самого лазерного дальномера.

Ответил 29 ноября в 12:08 Пономарев Максим рейтинг 286

Температура и давление это факторы влияющие на платность среды в которой будет распространяться GPS-сигнал или сигнал при измерениях тахеометром. Влияние этих параметров не велико и имеет смысл учитывать эти факторы только при сверх точных измерениях (мониторинг) когда Вам нужно получить точность первые миллиметры и менее.

Ответил 28 ноября в 16:47 PIFAGOR рейтинг 657

Ввод поправки на условия окружающей среды, она же ppm, обязательна, т.к. введённые в электронный тахеометр значения температуры и давления, несоответствующие действительности, внесут ошибку в измерения расстояний. Чем больше разница между вбитыми значениями и действительными, тем больше погрешность измерений!
Ещё один аспект: при вводе данных проверьте, на всякий случай, единицы измерения забиваемых величин. были случаи, когда дальномер врал на 10см, а виной тому оказались вбитые по невнимательности 760 ГПа, а не мм.рт.ст. 🙂

Ответил 28 ноября в 16:46 _Ejik_ рейтинг 201

Сан Саныч, данные факторы влияют на качество измерений. Их необходимо вводить, т.к. могут вылезти большие ошибки. По собственному опыту знаю.

Ответил 28 ноября в 15:40 Читер рейтинг 181

Источник

МУ_ч1 Приборы для определения метеорологических параметров. Вычисление влажности воздуха. Определение поправки за атмосферные условия по номограмме Leica

Донецкий национальный технический университет

Кафедра Геоинформатики и Геодезии

по курсу «Геодезические приборы и измерения»

к лабораторной работе

«Приборы для определения метеорологических параметров. Вычисление влажности воздуха. Определение поправки за атмосферные условия по номограмме Leica »

Методические указания к выполнению лабораторных работ по курсу «Геодезические приборы и измерения» по теме «Приборы для определения метеорологических параметров. Вычисление влажности воздуха. Определение поправки за атмосферные условия по номограмме Leica » для студентов с направлением подготовки 0709 «Геодезия, картография и землеустройство» специальностей 7.070901 «Инженерная геодезия», 7.070908 «Геоинформационные системы и технологии», 7.070905 «Землеустройство и кадастр»/ Сост. Серых А.П. – Донецк: ДонНТУ, 2012.- хх с.

Рассмотрены вопросы определения метеорологических параметров атмосферы с целью дальнейшего определения поправок в измеряемые с помощью светодальномеров длины линий за атмосферные условия.

Дано описание и устройство метеорологических приборов – термометра-праща, барометра-анероида, психрометра Ассмана — и методика выполнения измерений по ним. Объяснена методика расчета относительной влажности воздуха по показаниям сухого и влажного термометров психрометра Ассмана.

В заключении сформулированы задания для выполнения лабораторной работы и варианты исходных данных для выполнения заданий.

Краткие теоретические сведения

Приборы для измерения метеорологических параметров. Определение метеопараметров атмосферы. Вычисление влажности воздуха

Определение поправки за конкретные атмосферные условия на 1 км длины линии для тахеометра Leica TCR 405 с использованием номограммы

Задания для выполнения лабораторной работы

Требования к отчету по лабораторной работы

Рекомендуемый список методических указаний и литературы

Приложение 1. Исходные данные к заданию 1

Приложение 2. Исходные данные к заданию 2

Приложение 3. Номограмма для определения атмосферной поправки ppm

Цель лабораторной работы: научиться оценивать влияние метеорологических параметров атмосферы на результаты измерений длин линий физическими способами (с использованием электромагнитных волн).

Задача лабораторной работы:

— освоить работу с метеорологическими приборами для определения параметров атмосферы и выполнить измерения указанных параметров;

— графически определить по номограмме для тахеометров серии Leica TPS 400 значение поправки за атмосферные условия на 1 км длины линии и вычислить значение поправки в конкретно заданные значения длин линий;

— решить вопрос, в каких случаях введение поправок за атмосферные условия в измеренные значения длин линий является обязательным, а в каких нет.

Выносимые на изучение вопросы:

1. Приборы для измерения метеорологических параметров.

2. Методика измерения метеопараметров атмосферы

3. Расчет влажности воздуха

4. Определение графическим способом по номограмме Leica по измеренному давлению и температуре значения поправки за атмосферные условия на 1 км длины и в заданные значения длин линий применительно к тахеометрам серии Leica TPS 400.

— величина — поправка за атмосферные условия в мм на 1 км длины линии.

— номограмма для определения значения поправки за атмосферные условия на 1 км длины линии для тахеометров серии Leica TPS 400.

— формула для вычисления значения влажности воздуха по показаниям психрометра Ассмана (парциального давления водяных паров).

Используемое приборы, оборудование, таблицы, методические указания:

— номограмма для определения значения поправки за атмосферные условия на 1 км длины линии для тахеометра Leica TCR 405;

— методические указания к лабораторной работе по курсу «Электрооптические и радиогеодезические измерения» (для студентов специальности 1301). Донецк: ДПИ., 1988 г. – 36 с. – Составитель Ю.Ф. Кругликов. — № 3.11

Организация лабораторной работы

1. Группу/подгруппу студентов в аудитории разбить на бригады из 3-5 человек в зависимости от имеющегося количества метеорологических приборов. Показания по приборам снимает каждая бригада.

2. Кратко обрисовать проблему влияния метеопараметров атмосферы на скорость распространения электромагнитных волн в атмосфере и, соответственно, на правильность определения длин линий, измеряемых физическими способами. Подвести к необходимости определения метеопараметров.

3. Показать и охарактеризовать метеорологические приборы, используемые при геодезических измерениях.

Обратить внимание студентов на то, что хотя приборы и находятся в состоянии, далеком от рабочего, это не мешает выполнению работы. Пояснить, что задача лабораторной работы заключается не в том, чтобы получить, максимально близкие к реальным, значения параметров атмосферы, а в том, чтобы научиться работать с приборами, освоить методику работы. Для этого в данном случае вовсе не обязательно иметь метеоприборы в идеальном состоянии. В качестве примера можно привести подготовку спортсменов, солдат в армии и др. Там ситуация аналогичная: сначала учатся на макетах, тренажерах, заменителях и т.д.

4. Объяснить методику измерения температуры с использованием термометра-праща, давления с использованием барометра-анероида и температуры по сухому и влажному термометрам для определения влажности воздуха с использованием психрометра Ассмана.

При объяснении необходимо, чтобы студенты активно работали с методическими указаниями [1].

5. Дать задание каждой бригаде выполнить измерения указанных метеопараметров с помощью имеющихся приборов. При этом в измеренные значения ввести соответствующие поправки.

6. По исправленным значениям (вне зависимости от достоверности полученных значений) вычислить парциальное давление водяных паров, а по нему относительную влажность воздуха. Для этого использовать методические указания [1].

7. Объяснить, что означает величина . В каких единицах она записывается, и к какой величине и значению самой величины она относится. Показать, как величина используется в геодезии, в частности при измерении длин линий. Пояснить, что в рассматриваемом случае это не что иное как поправка в миллиметрах на 1 км длины линии. Объяснить, как через величину записывается в общем виде поправка к любой длине линии. Отметить, что именно значение вводится в электронный тахеометр для учета атмосферных условий. Дать задание записать в общем виде с использованием конкретно заданного значения : а) поправку к произвольной длине линии; б) произвольную длину линии

8. Перейти к номограмме Leica для определения графическим способом значения величины . Для этого каждому студенту выдать отдельный лист формата А4 с номограммой для тахеометров серии Leica TPS 400. Объяснить, что такое номограмма и как ею пользоваться. Указать какие величины являются входными для определения значения . При этом необходимо пояснить, как переводятся миллиметры ртутного столба в миллибары, в которых оцифрована номограмма, и наоборот. Пояснить, в каких случаях и почему вместо давления можно использовать высоту точки стояния прибора, и как в этом случае определять значение . Дать задание определить значение для произвольно заданных значений температуры и давления, а также температуры и высоты точки стояния.

9. Для закрепления полученных знаний все студенты должны выполнить четыре задания по данной лабораторной работе. С этой целью каждому студенту должен быть выдан номер варианта индивидуального задания, по которому студент выбирает значения исходных данных к заданию. Значения исходных данных приведены в настоящих методических указаниях в разделе Приложения. Выполнение задания заключается в изучении материала по теме задания, выполнении всех необходимых вычислений и анализе полученных результатов. Выполнение задания должно сопровождаться кратким описанием выполняемых действий и завершаться соответствующими выводами. Выполнение каждого задания базируется на тех знаниях, которые были получены в аудитории на лабораторной работе, а также на материале, изложенном в настоящих методических указаниях. Для более углубленного понимания рассматриваемых вопросов в настоящих методических указаниях приводится список рекомендованной дополнительной литературы.

1 Краткие теоретические сведения

1. Атмосфера по своей природе является неоднородной средой, плотность которой меняется от точки к точке. Плотность атмосферы зависит главным образом от таких ее параметров, как температура, давление и влажность, а. также от состава газов ее составляющих. Неоднородность плотности атмосферы (воздуха) влияет на характер прохождения электромагнитных волн (ЭМВ) в ней, что проявляется в изменении направления и уменьшении скорости распространения ЭМВ. Кроме этого, скорость распространения ЭМВ в атмосфере (как и в любой другой среде) зависит от длины самой волны.

Изменение направления и скорости распространения ЭМВ в конкретной среде характеризуется показателем преломления среды. Так как плотность атмосферы меняется от точки к точке, то точно также меняется и показатель преломления, т.е. он является функцией пространственных координат , , точки. Пространственное распределение показателя преломления атмосферы называется рефракционным полем. Поскольку показатель преломления в силу вышеназванных причин не является постоянной величиной, то это и вызывает, как отмечено выше, непрямолинейность (искривление) пути распространения ЭМВ и неравномерность (неодинаковую скорость) ЭМВ.

В геодезии с указанным явлением приходится сталкиваться в двух случаях.

Первый случай — это рефракция атмосферы, т.е. изменение показателя преломления слоев воздуха на пути следования оптического луча. В этом случае сигнал распространяется не по прямой линии, а по пространственной кривой. Проекция пространственной кривой на вертикальную плоскость называется кривой вертикальной рефракции, а на горизонтальную плоскость – кривой горизонтальной рефракции.

Второй случай — это изменение времени прохождения ЭМВ между двумя точками, между которыми измеряется расстояние, т.е. между излучателем и отражателем (задержка распространения сигнала).

Вследствие указанных эффектов данное явление требует учета его влияния при выполнении геодезических работ. При выполнении оптических измерений таких, как измерение горизонтальных и вертикальных углов и направлений, либо измерение превышений между точками местности, требуется учет вертикальной и боковой рефракции. При выполнении работ по измерению расстояний между точками местности с использованием светодальномеров и радиодальномеров, необходимо знать степень замедления скорости электромагнитных волн, чтобы учесть потом это замедление в виде поправки в измеренное значение длины линии.

2. В основе способа определения расстояний между двумя точками с использованием свето- или радиодальномеров лежит формула

, (1)

где — скорость распространения электромагнитных волн в среде, — время прохождения светового сигнала от излучателя до отражателя и обратно.

Скорость распространения электромагнитных волн в среде с показателем преломления определяется формулой

, (2)

где — скорость распространения электромагнитных волн в вакууме (с=299792458 м/с).

Для волн оптического диапазона показатель преломления является функцией 4-х параметров: длины волны , температуры , давления и относительнойвлажности воздуха , вдоль пути прохождения волны, а для УКВ волн показатель преломления является функцией только 3-х параметров: температуры, давления иотносительной влажности воздуха. И в том и в другом случаях измеренные значения длин линий должны исправляться поправкой из-за влияния указанных факторов. Все вышесказанное можно записать как

(3)

(4)

Поскольку воздушная среда на пути прохождения сигнала является неоднородной, то для точного учета влияния метеопараметров атмосферы на измеряемую длину линии значения метеопараметров должны определяться на всем пути следования сигнала. Однако сделать это абсолютно нереально. В крайнем случае, значения метеопараметров могут быть определены в нескольких наиболее характерных точках трассы сигнала. Но и такие определения могут выполняться лишь в редких случаях и только в научных, но не в практических целях. На практике метеопараметры определяются либо на конечных точках линии (на точках установки излучателя и отражателя), либо, как правило, только на одной точке — в месте установки излучателя (светодальномера или тахеометра). При этом определяются температура, давление и относительная влажность воздуха.

Полный файл с методическими указаниями можно бесплатно скачать по ссылке:

Источник