Для чего нужна тахеометрическая съемка
Тахеометрическая съемка: что это, способы выполнения съемки местности тахеометром
Тахеометрическая съемка: всё о съемке и методах её проведения
Содержание
Тахеометрической съемкой называют один из способов, который используется при проведении геодезических работ. Данная съемка осуществляется при помощи теодолита и тахеометра. Специалист должен навести данный прибор на рейку, таким образом можно рассчитать все имеющиеся углы, а также расстояния. Если говорить о преимуществах данного вида топосъемки, то это то, что она очень быстро выполняется.
Особенности метода
Данная съемка предназначена для того, чтобы установить точки, которые помогут определить рельеф у данной местности. Для каждой из точек должно быть определено направление, а также наклон. После того, как специалист получает эти данные, он сможет подготовить план местности.
Для того, чтобы провести такую съемку, геодезист будет применять пункты геодезической сети. Кроме того, ПОС уплотняется съемочными точками для того, чтобы была возможность обеспечения тахеометрических ходов. Существует несколько разновидностей таких точек:
Для того, чтобы результаты работы были точными, нужно правильно выбрать пикеты. Только в этом случае топоплан будет подготовлен должным образом. На рельефе всегда есть определённые особенности, линии, а также точки. На всё это обязательно располагаются пикеты. Между точками, которые находятся рядом друг с другом, не должно быть перегибов. Если правильно определить пикеты, то можно:
От сложности рельефа будет зависеть и количество пикетов. Если разделять съемку на виды, то можно выделить маршрутную, а также площадную съемку. Первая съемка нужна для того, чтобы строить линейные объекты, а второй вид съемки используют для выполнения топосъемки земельного участка.
Данную съемку обычно используют в том случае, если нужно выполнить работу максимально быстро. Оборудование, которое применяется при такой съемке, быстро измеряет как расстояние, так и углы. Благодаря этому работа проводится намного быстрее, чем с применением иных методов. Может применяться современное роботизированное оборудование. Благодаря этому может очень сильно сократиться время съемки.
Однако, даже у данного способа есть недостатки. Обработать результаты, а также выполнить план местности можно только при проведении камерального этапа. Кроме того, при составлении плана можно пропустить несколько абрисов, которые используются для того, чтобы определить объекты во время нанесения их на план. Иногда ошибки могут быть замечены только в тот момент, когда план будет сравниваться с настоящей местностью.
Как избежать неточностей
К сожалению, специалист может допустить определённую ошибку во время проведения данной работы. К примеру, во время того, как он будет переставлять свой прибор, или наводить его на определённую точку. Однако, случаются и ошибки, которые могут возникнуть по естественным причинам. Естественно, для топосъемки очень важна точность, именно поэтому необходимо соблюдать некоторые меры предосторожности:
Этапы
Перед тем, как начать топографическую съемку, необходимо провести подготовительный этап. Во время данного этапа специалисты должны изучить все материалы. Из данных материалов можно выделить:
После подготовительного этапа может начинаться полевой этап. Наши специалисты сделают все необходимые замеры на местности специальными инструментами. Всё, что было измерено, записывается в специализированный журнал. Далее будут произведены расчёты. В конце проводят камеральные работы:
Чем делают тахеометрическую съемку
Для того, чтобы провести тахеометрическую съемку, применяют современные тахеометры, которые являются электронными. Если сравнивать их с обычными теодолитами, то при помощи современного оборудования можно измерить расстояние, а также углы. Все результаты, которые были получены во время замеров, останутся в памяти данного оборудования. У всех современных тахеометров есть свой процессор, именно поэтому все данные, которые были получены во время съемки, могут быть переданы на компьютер. Из преимуществ электронного оборудования можно выделить:
Однако, для того чтобы специалист успешно использовал все имеющиеся преимущества электронного оборудования, его постоянно нужно проверять. В нашей компании мы используем только свое оборудование для того, чтобы проводить топосъемку. Все наши инструменты мы проверяем в обязательном порядке, именно поэтому все полученные нами данные максимально точные.
Тахеометры можно разделить по конструкции:
Если говорить о приборах, которые могут обеспечить высокую точность, то это тахеометры, в которых дальномер совмещается с системой фокусировки зрительной трубы. Самые последние вышедшие устройства выпускаются с сервоприводом. Этот прибор является роботизированным. Из преимуществ таких устройств можно выделить то, что:
Также такое современное оборудование очень часто используется в том случае, если необходимо снять объект, который движется. В данном случае оператор должен располагаться на точке, которая движется. При помощи дистанционного управления на прибор подается определенная команда. Затем прибор наводится на отражатель, проводит все необходимые измерения, а также сохраняет их в памяти устройства. Очень часто такие устройства используются для строительной геодезии. Например, при помощи данных устройств можно хорошо контролировать то, насколько деформированы строительные конструкции.
Если вам нужна помощь в проведении тахеометрической съемки, то вы можете позвонить по номеру телефона, указанному на сайте, либо же оставить заявку. Мы бесплатно дадим вам консультацию, а также рассчитаем цены на наши услуги.
Понятие о тахеометрической съемке и современные приборы для ее проведения
Тахеометрическая съемка — один из видов топографической съемки, которая выполняется при помощи геодезических устройств — теодолитов и тахеометров. В буквальном смысле, слово «тахеометрия» с древнегреческого языка обозначает быстрое измерение. В основе тахеометрической съемки лежит замысел того, чтобы при разовом наведении прибора на рейку будет произведен расчет расстояния, а также горизонтальных и вертикальных углов или их превышения, тогда можно будет добиться высокой скорости выполнения задания.
Тахеометрами называются оптические теодолиты, которые автоматически позволяют находить превышения и горизонтальные положения на местности. Тахеометр в отличие от теодолита оборудован дальномером, благодаря которому появляется возможность измерять как углы, так и расстояния.
Сущность метода тахеометрической съемки заключается в установлении точек, представляющих рельеф местности и очертания объектов. В месте каждой снимаемой точки, пользуясь способом полярных координат, находятся направление и угол наклона. Главной целью съемки является подготовка плана исходной местности.
Работа на станции при тахеометрической съемке
Данный абзац описывает порядок работы на станции. Естественно, всякий рассматриваемый объект индивидуален и этот процесс необходимо подогнать под конкретную ситуацию, однако, существует определенная последовательность действий, сопровождающая работы.
Для начала в точке съемки располагают штатив, закрепляют на нем прибор так, чтобы зрительная труба находилась на уровне глаз, центрируют теодолит и приводят его к горизонту, замеряют высоту от точки до устройства (обозначается буквой i). Далее, выполняется ориентирование на исходный пункт путем установки ноля лимба с учетом истинного или магнитного меридиана на какую-либо из смежных точек. В большинстве случаев ориентирование производится при круге лево.
Устройство наводится на измеряемую точку, по лимбу определяется направление, измеряется расстояние с использованием нитяного дальномера, далее по вертикальному кругу измеряется угол наклона.
Данные, полученные в ходе проведенных работ, должны заноситься в журнал, современные виды тахеометров способны сохранять их в память устройства или на внешние накопители.
Производство тахеометрической съемки
Перед началом проводится уплотнение имеющейся геодезической сети съемочными точками до такой плотности, которая будет обеспечивать на всей площади съемки тахеометрические ходы, соблюдая установленные требования, их отображает инструкция.
В основном работы выполняются из точек тахеометрических ходов, точки из которых производится съемка местности называют съемочными станциями, снимаемые точки – пикетами.
Полевые работы при тахеометрической съемке начинаются после вынесения на карту исследуемой местности тахеометрических ходов, станции обозначают с помощью деревянных либо металлических кольев, в зависимости от необходимости их долговечности.
Существуют два типа тахеометрических съемок – первый это съемка земельного участка, иначе называемая площадной и съемка, применяемая при линейном строительстве – маршрутная.
Маршрутная тахеометрическая съемка производится для проектирования линейных объектов: автомобильных дорог, трубопроводов, железнодорожных линий и т.д. На начальном этапе работ необходимо проложить теодолитный ход между станциями съемки. Далее, с каждой точки полярным способом отдельно замерить ситуационные пикеты – которые отображают контур ситуации и орографические – отображающие рельеф.
Места точек определяют на характерных участках рельефа данной территории. Для орографических пикетов определяют горизонтальные углы, углы наклона и расстояния, а для ситуационных расчет углов наклона не требуется. Реечные точки располагают равномерно и в достаточном количестве, чтобы они максимально описывали рельеф исследуемой территории.
В том случае, когда расстояние между точками превышает максимально допустимое (табл. 3), то прокладывается висячий ход от станции съемки, который по размерам не должен быть больше 500 метров и иметь не более 3 точек.
Замеры горизонтальных углов необходимо брать от линии нулевого направления, за нее принимают переднюю либо заднюю сторону хода. Для этого на каждой станции до того как снять пикеты нужно навести лимб прибора на переднюю или заднюю точку хода, совместив нулевую отметку первого верньера алидады с нулем на лимбе горизонтального круга. После этого на лимбе закрепляют алидаду и, ослабив фиксирующий винт лимба, визируют на необходимую точку хода. Затем, ослабив фиксирующий винт алидады горизонтального круга, визируют на пикеты.
В результате горизонтальными углами будут отсчеты, полученные по верньеру горизонтального круга. В конце съемки пикетов на каждой съемочной точке выполняют проверку лимба, визируя на переднюю или заднюю точку хода, где отсчет по первому верньеру не должен отличаться более чем на 2*t, где t-точность верньера.
При площадной съемке выполняют замкнутый ход, его стороны замеряют с помощью дальномера, а углы при круге лево (КЛ) и круге право (КП). Данные измерения записывают в полевом журнале. Стороны хода желательно наносить вблизи водораздельных линий, если сложно наметить их направления, то необходимо сделать съемку рельефа местности и после этого по горизонталям нанести водораздельные линии.
Расстояния между точками замкнутого хода не должны превышать допустимые (табл. 1), в противном случае необходимо добавлять диагональные ходы и проводить досъемку территории.
Допустимые длины от точек тахеометрических ходов до пикетов и между ними указаны в таблице 2.
Плотность пунктов съемки также должна отвечать требованиям (табл. 3). Поэтому перед началом работ проводят рекогносцировку снимаемой территории, полученная информация сопоставляется с абрисами соседних станций.
На каждом пикете необходимо выполнять абрисы (рис. 1) – это схематичные зарисовки с нанесением съемочных точек, условных знаков и направлением лимба. Абрисы показывают основную информацию об исследуемой территории, которую в дальнейшем применяют при составлении плана.
Рисунок 1 – абрис тахеометрической съемки
Если абрис максимально точно описывает ситуацию изучаемой местности, ход камеральных работ пройдет значительно быстрее.
Ошибки и меры предосторожности при тахеометрической съемке
Во время выполнения описываемых работ могут допускаться следующие ошибки: инструментальные погрешности, при перестановке и наведении прибора, ошибки по естественным причинам.
Когда перед началом работ прибор находится в состоянии регулировки, заданные заводом-изготовителем константы устройства должны быть проверены в полевых условиях путем фактического наблюдения. Это обязательное требование для измерений, так как точность при работах является основным критерием. Значения на мерной рейке должны четко прослеживаться, при любом несоответствии нужно внести необходимые коррективы.
Ошибки при манипуляциях с прибором в большинстве случаев зависят от квалификации рабочего, поэтому измерения необходимо проводить под надзором более опытного геодезиста.
Ошибки по естественным причинам могут возникать в следствие погодных условий таких, как ветер, туман, осадки и так далее, а также при рефракции света. Последняя ошибка является самой распространенной, ее причиной оказывается преломление лучей света при их прохождении через слои воздуха разной плотности. Для того, чтобы избежать этого, не рекомендуется проводить работы в середине дня.
Методы ухода за прибором и полезные советы
Камеральные работы при тахеометрической съемке
Камеральные работы при тахеометрической съемке выполняются в 4 этапа. На первом этапе работ проводится проверка полевых журналов, путем перерасчета полученных данных выполняется обработка результатов тахеометрической съемки. При обнаружении погрешностей их устраняют с помощью необходимых исправлений. Далее вычисляют плановые положения съемочных станций на поверхности и их высотные отметки. Прибавив к их отметкам высоту реечных точек определяют отметку пикетов.
По завершению вышеизложенных работ проводится составление плана тахеометрической съемки местности, с этой целью в нужном масштабе на него наносят пункты съемки и тахеометрические ходы, измеряют расстояния между ними для проверки. Полярным способом располагают на плане точки пикетов, рядом с ними указывают номер и отметку.
Руководствуясь абрисом наносят объекты, присутствующие на местности. Следующим шагом служит построение плана горизонталей по отметкам пикетов, для удобства горизонтали подписываются в разрывах, таким образом, чтобы верх цифр располагался в сторону повышения рельефа. Также они не должны перекрывать элементы, отмеченные на местности (дома, реки и так далее). В результате проведенных работ получают план исследуемой территории.
Современные приборы для тахеометрической съемки
Благодаря электронным тахеометрам достигается автоматизация ведения тахеометрической съемки. Для этого рейку на пикете заменяет светоотражающая вешка, и при наведении на нее прибор можно использовать для измерения горизонтальных, вертикальных углов и расстояния. Он также интегрирован с микропроцессором и внутренней системой хранения данных.
Микропроцессор позволяет моментально получить нужные данные, а именно плановые координаты наблюдаемых точек, высоту объектов, расстояния между любыми двумя точками и другие. Данные, собранные и обработанные на тахеометре, могут быть загружены в компьютер для дальнейшей обработки.
Для примера рассмотрим компактный тахеометр Японской компании Sokkia, его вес всего 5,8 кг, схема с расположением частей представлена на рисунке 2.
Рисунок 2 – Схема электронного тахеометра Sokkia
1 – ручка для перемещения прибора; 2 – крепежный винт ручки; 3 – терминал ввода/вывода данных; 4 – отметка высоты тахеометра; 5 – аккумулятор; 6 – панель управления; 7 – зажим трегера; 8 – основание трегера; 9, 10 – регулировочные винты; 11 – круглый уровень; 12 – дисплей; 13 – линза объектива; 14 – компас; 15, 16, 17 – устройства оптического отвеса; 18 – винт закрепляющий горизонтальный круг; 19 – микрометренный винт горизонтального круга; 20 – разъем для ввода/вывода данных; 21 – разъем внешнего источника питания; 22 – уровень трегера; 23 – винт регулировки уровня трегера; 24 – микрометренный винт вертикального круга; 25 – винт закрепляющий вертикальный круг; 26 – окуляр зрительной трубы; 27 – кольцо фокусировки зрительной трубы; 28 – визир; 29 – отметка центра устройства.
Трегером называется приспособление на котором закрепляется прибор.
Дальность измерений этого прибора колеблется от 2,8 до 4,2 км, а точность от 5 до 10 мм на километр измерения. Точность измерения углов варьируется от 2 до 6 секунд.
Тахеометр оснащен мощным процессором, который с помощью измеренного вертикального, горизонтального угла и наклонного расстояния вычисляет горизонтальное расстояние и координаты X, Y, Z. Если выставлены значения атмосферного давления и температуры, то при обработке данных не нужно проводить соответствующие коррекции. На дисплее устройства можно отображать расстояния, углы, разницу высот и все три координаты наблюдаемых точек.
Данные по каждой точке могут храниться в электронном журнале, емкость которого составляет от 2000 до 4000 пунктов, информацию можно выгрузить на компьютер и использовать журнал повторно.
Точечные данные, загруженные на компьютер, могут быть обработаны в программах GEOMIX, AutoCad, которые позволяют строить контура на любом заданном интервале и поперечные сечения вдоль указанных линий.
Прибор может успешно применяться в строительстве, маркшейдерском деле, землеустройстве, топографии, проведении изысканий и во многом другом.
Ниже приведены основные преимущества электронного тахеометра по сравнению с обычными геодезическими приборами:
Однако, необходимо своевременно проводить проверку устройства на заранее подготовленных пунктах. В этом случае электронный тахеометр совместно с компьютером дает возможность максимально автоматизировать процесс работ.
Из недостатков стоит отметить то, что при камеральных работах отсутствует возможность своевременного обнаружения ошибок, допущенных во время съемки. Устранить их можно лишь путем сравнения плана с местностью на которой производились работы.
Тахеометрическая съёмка
С XIX века и по сегодняшний день, для получения топографических планов местности часто используется тахеометрическая съёмка. Планово-высотное положение точек при этом определяется, как правило, полярным способом, при котором измеряется полярный угол β, угол наклона ν и расстояние D (рис.1). Либо же, осуществляется угловая засечка тахеометром. Для этой цели используются оптические или оптико-электронные тахеометры.
Определение «тахеометр» впервые, в ХIХ веке ввел венгерский геодезист Тихи. В переводе с греческого это означает «быстро измеряющий».
С помощью оптического тахеометра угол β измеряется по горизонтальному кругу, угол наклона ν по вертикальному кругу, а расстояние D по нитяному дальномеру.
Во второй половине прошлого века были созданы светодальномеры компактных размеров. Это позволило устанавливать их на теодолит и с их помощью выполнять более точное измерение расстояний по сравнению с нитяным дальномером. Впоследствии, приборостроение эволюционировало так, что можно было интегрировать светодальномер и теодолит в единый корпус прибора.
Однако прорывом в геодезическом приборостроении по праву можно считать выпуск первого электронного тахеометра AGA-136 швейцарского производства. В этом инструменте оптическая система считывания была заменена на электронную. А так как прибор был оснащен светодальномером, то измерения и углов, и расстояний стали выполняться в автоматическом режиме.
Позднее, в электронный тахеометры стали внедряться вычислительные платы и полевые программы для выполнения геодезических работ. Приборы были дополнены встроенной памятью, что позволило исключить необходимость ведения полевого журнала. За счет всего вышеперечисленного, скорость выполнения работ повысилась в разы. Значительно увеличилась точность и надежность полученных результатов измерений.
Вернемся к основополагающим принципам выполнения тахеометрической съемки…
Тахеометрическая съёмка местности обычно осуществляется при круге право с опорных точек (станций), в качестве которых могут быть использованы пункты государственной геодезической сети, сети сгущения, а также пункты съёмочной геодезической сети. Последняя может быть создана различными способами:
При выполнении съёмки оптическим (не электронным тахеометром) прибор устанавливают на точку В, центрируют и горизонтируют. Прежде чем начать работу на каждой станции, определяется значение МО и измеряется высота инструмента i. Затем наводят зрительную трубу тахеометра по вертикальной сетке нитей на заднюю опорную точку А (либо переднюю опорную точку) и ориентируют прибор так, чтобы при этом отсчёт по горизонтальному кругу был равен 0. После этого лимб закрепляют и начинают набор пикетов. При этом перекрестье сетки нитей наводят на рейку, установленную на точке местности, и измеряют горизонтальный (β) и вертикальный (ν) углы, а нитяным дальномером измеряют расстояние D до неё. Результаты измерений записывают в полевой журнал.
Превышение h вычисляют из тригонометрического нивелирования
h = D tgν + i – l.
Здесь l – высота знака (высота точки наведения на рейке, по которой берётся отсчет при измерении вертикального угла ν). Для простоты вычислений при обработке журнала обычно во время съёмки выбирают i = l. Для этого во время съёмки пикетов среднюю нить сетки зрительной трубы прибора наводят на точку рейки, соответствующую высоте инструмента.
Снимаемые точки (пикеты), в которых устанавливают рейку во время съёмки, выбирают таким образом, чтобы при минимальном их количестве правильно изобразить снимаемую ситуацию и рельеф. Одновременно с выполнением работы рисуют абрис (рис.2). На нём отображают станцию, направление ориентирования горизонтального круга, ситуацию и расположение снимаемых пикетов, их номера и соответствующими условными знаками отмечают ситуацию местности. Здесь же пунктирными линиями изображают схему рельефа, а стрелками указывают направления склонов местности. Высотные пикеты должны быть установлены по всем основным линиям направления рельефа: водоразделам, водостокам, линиям скатов.
По завершению съёмки на станции прибор вновь визируют на начальное направление, чтобы проверить, не сместился ли во время работы лимб инструмента. Этот отсчёт может отличаться от исходного не более чем на угловую величину, установленную инструкцией для съемки конкретного масштаба.
Как правило, это несколько угловых секунд. Если допуск превышен, все измерения на данной станции выполняют заново. Аналогичную операцию следует выполнять и в процессе съёмки каждых 10 – 15 точек, чтобы исключить переделку большого объёма работ.
Обработку тахеометрической съёмки производят в следующем порядке:
Hi = Hст + hi,
При построении плана тахеометрической съёмки (классическими, не компьютеризированными способами) предварительно строят координатную сетку и наносят по координатам точки хода. Нанесение на план снятых точек выполняют с помощью транспортира, совмещая его нуль с направлением, принятым на станции за начальное. После этого отмечают направление для каждой снятой точки и, затем, по поперечному масштабу откладывают расстояние от станции до пикета и накалывают точку. Рядом с наколотой точкой пишут номер пикета и отметку точки.
По результатам съёмки накладывают на план ситуацию местности и проводят горизонтали, интерполируя между соответствующими нанесёнными точками. План тахеометрической съёмки вычерчивают, используя условные знаки. Пример выполнения плана тахеометрической съёмки показан на рис 3.