Для чего нужно геодезическое оборудование
Приборы геодезиста — что в своей работе используют люди данной профессии
Многие современные отрасли не представляют свое существование без такой науки, как геодезия. Развиваясь в ногу со временем, геодезия прочно вошла в такие отрасли, как строительство, сельское хозяйство, промышленность, где есть необходимость иметь точность при проведении измерений. В процессе геодезических изысканий в настоящее время используются приборы, которые позволяют за короткий промежуток времени выполнить широкий спектр работ – планировочных, ремонтных, строительных, начиная измерениями и заканчивая выносом точек по расстоянию и углу в натуру. Существует сверхточные приборы, понять работу которых необученному данной профессии человеку будет очень сложно. Но чаще можно встретить такие приборы, которые чаще всего используют геодезисты в своей работе.
Что измеряет геодезическое оборудование
Говоря простым языком, измеряют геодезисты расстояние и углы. Для этих целей могут использоваться как обычные рулетки и различные ленты, так и сложное геодезическое оборудование. Какими же приборами пользуется геодезист в своей ежедневной работе? Это:
Нивелиры, профилографы — измерение превышений
Служат для измерения различных высот. Измеряют также ее разницу. Первые бывают оптическими, цифровыми и лазерными. К нивелирам прилагаются определенные рейки.
Теодолит — измерение углов
Также измерение углов может проводиться обычными транспортирами, экерами. Нередко используется буссоль — подвид компаса, которым можно измерить тот угол, на который линия уходит от северного направления магнитного меридиана. Что касается теодолита, то это современный оптический инструмент, который с высокой точностью измеряет углы.
Навигационные спутники и GPS-техника — определение текущего местоположения
Эта техника является многофункциональной, позволяет точно, быстро и легко определить координаты определенной точки на местности. Также ей измерить длину, разделить местность на участки.
Оборудование геодезиста
Так какие же приборы использует в своей работе бригада геодезистов? Рассмотрим основные из них:
Тахеометр
Является наиболее востребованным и комбинированным электронно-оптическим инструментом. С помощью тахеометра можно измерить расстояние, высоту и угол по горизонтали. Именно такие приборы в своей ежедневной работе используют геодезисты, и которые можно видеть на строительных площадках, садовых участках и вдоль трасс. Очень часто тахеометр справляется со всеми необходимыми измерениями и проведением работ по межеванию, разбивки осей, топографической съемке. Ввиду этого они являются наиболее универсальными приборами.
Нивелир
Очень часто использование тахеометра сопряжено с работой другого прибора – нивелира, который позволяет контролировать высоту, уровень и вертикальность различных поверхностей. Нивелир измеряет превышение объектов. Бывают нивелиры электронные, оптические, лазерные и другие.
GPS-техника
Помогает определить местоположение на местности. Геодезическое GPS-оборудование имеет очень маленькую погрешность геодезических измерений и с высокой точностью определяют местоположение.
Штатив
Нет более простого, но в то же время полезного инструмента, чем штатив. Очень часто на нем фиксируются приборы, которые должны оставаться неподвижны в процессе работы геодезиста. Ведь иногда выполнять свою работу приходится не в самых лучших условиях.
Вешка
Еще один простой прибор для проведения геодезических работ. Как правило представляет собой высокую (до 2 м) круглую палку. Но может быть и выше. Наверху вешки находится отражатель, который отражает посланный дальномером сигнал, и GPS приемник. Именно на верхней точки прибора идет определение местоположения необходимой точки.
Лазерная рулетка
Удобный и относительно недорогой прибор в арсенале геодезиста. Используется для измерения небольших расстояний. В основном используется в помещения, так как в условиях улицы необходимо иметь поверхность, на которую необходимо навести луч рулетки. И очень часто в условиях яркой освещенности эту точку не видно. Поэтому стальные рулетки до сих пор используют геодезисты в своей работе. Они практичны, но для больших расстояний ими в одиночку измерять расстояние не получится, они провисают. Ввиду этого оба варианта рулеток востребованы в зависимости от территории и местности измерения.
Трубоискатель и кабелеискатель
Инструмент, позволяющий определять местоположение кабелей, труб и иных подземных коммуникаций, а также их точки поворота. Может также измерить глубину их залегания. После обнаружения всех необходимых коммуникаций их переносят на план.
Нельзя определенно сказать, какой из приборов является наиболее востребованным. Каждый из них выполняет свою особую роль в работе геодезистов.
Современные геодезические приборы и оборудование
Прогресс не стоит на месте, компании занимающиеся геодезическими работами заменяют проверенные годами аналоговые приборы современным цифровым и лазерным оборудованием. К проведению геодезических работ стало предъявляться больше требований. Они должны быть выполнены в кратчайшие сроки и с высокой точностью. Новейшие модели геодезических измерительных приборов активно используются при строительстве зданий и сооружений, в картографии, горном деле, сельском хозяйстве и промышленности.
Современное оборудование для геодезических работ условно разделено на следующие группы:
Основные геодезические приборы
К самым востребованным и популярным профессиональным приборам относятся тахеометры, нивелиры и GNSS оборудование. Мы рассмотрим последние на сегодняшний день модели, представленные на рынке.
Trimble- тахеометры представлены как бюджетными моделями, так и мощными дорогостоящим вариантами:
Какое геодезическое оборудование купить в первую очередь?
Для ответа на этот вопрос в первую очередь необходимо выяснить основной вид деятельности компании или поставленные задачи. Если оборудования требуется много, то стоит обратить внимание на варианты, сочетающие в себе сразу несколько приборов и выполняющие разные задачи. Обязательно нужно обратить внимание на ПО устройства, так как установка дополнительных программ может расширить функционал прибора.
Иногда довольно затратно одномоментно обновить все имеющееся приборы и купить современное геодезическое оборудование. К тому же такие изменения могут повлечь необходимость переобучения специалистов. Но все затраты окупятся за счет повышения качества и скорости проводимых работ. Мы осуществляем продажу геодезических приборов и оборудования по доступным ценам, а также проводим демонстрацию работы и бесплатный инструктаж по их использованию.
Зачем нужны геодезические приборы?
Геодезическое оборудование широко используется не только в строительной области, но и в сельском хозяйстве, промышленности и прочих сферах. Все дело в том, что подобные приборы позволяют получать особо точную информацию, независимо от климатических условий. При этом следует понимать, что для разрешения определенных задач приходится использовать конкретные устройства.
На самом деле все геодезическое оборудование разделяется между собой на несколько категорий в зависимости от принципа функционирования.
1. К первой группе относятся ДЖПС устройства, при помощи которых за считанное время можно определить координаты определенных точек на местности, измерить дистанцию, а также разделить участок на несколько частей. В основном здесь представлены многофункциональные приборы, которые одновременно способны справляться с несколькими функциями.
2. Ко второй группе относятся оптические установки, посредством которых определяются расстояния, вертикальные и горизонтальные углы, а также определенные превышения вертикальных точек. Бесспорным преимуществом оптических приборов является выдача особо точных данных, независимо от погодных явлений. Кроме этого следует отметить, что здесь можно найти приспособления не только для наружных, но и для внутренних работ. В частности это касается нивелиров, теодолитов, тахеометров, лазерных уровней и рулеток.
Если более подробно говорить о джпс технике, она широко используется для построения карт в сложных районах. Здесь применяется определенное профессиональное оборудование, которое выдает информацию с точностью до 1мм.
Электронные тахеометры позволяют проводить различные мероприятия в полевых условиях. Кроме этого они используются для проведения топографических съемок. Более того при использовании тахеометра можно измерять дистанции и углы. При этом важно понимать, что кодировка данных выполняется непосредственно в поле.
Лазерные дальномеры – это еще одни достаточно популярные геодезические приборы, которые широко используются архитекторами, строителями, дизайнерами и домашними мастерами. Это достаточно функциональные, удобные в использовании и недорогие устройства, которые справляются с поставленной задачей посредством лазерного луча
Нивелиры лазерного типа позволяют определять определенные превышения между точками. Именно поэтому они широко используются в строительной области, а также быту.
Если же говорить о теодолитах, это наиболее функциональные приспособления, которые одновременно определяют расстояния, превышения нескольких точек на местности, а также определяют градус вертикальных и горизонтальных углов.
GPS-координирование в геодезии
⇓Спутниковые приемники прочно укрепились в списках обязательного оборудования для геодезических изысканий и кадастровых работ, поэтому стоит разобраться в их предназначении и особенностях. В этой статье мы объясним принцип действия GPS приемников (система ГЛОНАС работает аналогично), как они помогают в геодезических работах, а также отличия геодезических от обычных GPS модулей на телефонах и навигаторах.
Что из себя представляет GPS?
Аббревиатура GPS расшифровывается как Global Positioning System, что означает «Система глобального позиционирования». Изначально эта система разрабатывалась военными армии США. Но со временем «ушла в народ», где нашлось для неё множество мирных применений. Спутниковое позиционирование очень плотно вошло в нашу жизнь, только об этом многие не задумываются. Для работы системе нужно три составляющие:
Задача GPS измерений в геодезии
С помощью GPS решается много задач. Рассмотрим вкратце:
Принцип работы GPS приемников
Чтобы определить просто положение на местности (широту и долготу), потребуется поймать сигнал минимум трёх спутников, а если нужна ещё и высота над уровнем моря — минимум четырёх. Это относится к ЛЮБЫМ спутниковым приемникам. Конечно, чем больше сигналов ловит приемник — тем точнее и быстрее определяется его местоположение.
Также нужно знать, что практически все геодезические спутниковые приемники обрабатывают не только сигналы GPS (США). Для более устойчивого определения местоположения используются одновременно и спутниковые системы ГЛОНАСС (Российская), Galileo (Европейская) и Compass (ранее Beidou — Китайская). С учетом всех четырех созвездий спутников точность и скорость работы повышается в несколько раз. В нашей полосе в открытом поле можно одновременно наблюдать до 60 спутников.
Принцип определения координат приемника достаточно прост. Они получаются методом обратных засечек от передатчиков спутников. Обо всем по порядку. Передатчик и приемник имеют высокоточные часы. В спутнике они атомные с погрешностью 10¯9 секунды/год. В геодезических приемниках часы попроще, но тоже гораздо точнее наручных. Передатчик высылает кодированный сигнал с данными о времени передачи, своей орбите и координатах и многое другое. Сигнал со скоростью света достигает приемника и обрабатывается им. Время передачи и приема различается на незначительную величину, но именно по этим данным можно определить расстояние до спутника. Поэтому и часы должны быть очень точными. Расстояние есть скорость помноженная на время. Перемножив скорость света и время прохождения сигнала и определяется псевдодальность до спутника. И так происходит со всеми спутниковыми сигналами.
Получается, что в каждый момент времени приемник получает одновременно сигналы от нескольких спутников и определяет свое местоположение относительно них. Понятно, что спутники постоянно движутся по разным орбитам, и приемник не стоит на месте. Учет этих и других факторов ложится на вычислительную мощь приемника и наземных центров управления системой.
Этот принцип един и для геодезических и для любых других гражданских приемников (навигаторы в телефонах, часах и т.д). Но отличия все же есть, и они достаточно критичны. Иначе любой бы смог с помощью телефона проводить геодезические работы.
Разница в GPS приемниках геодезических и обычных
Второе различие- приемники в навигаторах работают в одиночку и определяют свое абсолютное местоположение. То есть без дополнительных уравниваний и других приемников. Они самодостаточны. Точность определения может достигать 20 и более метров. А геодезические приемники работают минимум в паре. Один находится на пункте с известными координатами (база), а второй- на определяемом пункте (ровер). Они находятся в относительной близости друг от друга (до 50 км) и должны получать сигналы от одинаковых спутников. Получается, что координаты определяемого пункта вычисляются не относительно летающих спутников, а относительно известного пункта. За счет этого точность определения положения приемника достигает 1-2 сантиметра.
Важным в этом случае является выбор пунктов ГГС (где база стоит), к которым будут привязываться спутниковые измерения. Эти пункты нужно знать, где искать. Нужно иметь их координаты в необходимой системе и знать, какие можно использовать для расчетов, а какие нет. Так как закладывались пункты ГГС в середине прошлого столетия, и многие из них утеряны или имеют большую ошибку в местоположении. Для исключения погрешности самих исходных пунктов приходится пользоваться сразу несколькими и проводить уравнивание, исключая совсем бракованные экземпляры. Пункты находятся на расстоянии в среднем 5- 15 км друг от друга в европейской части России. Представьте, какую работу нужно сначала провести, чтобы в итоге на объекте приемник показывал среднеправильные значения координат для данной местности.
Также из отличий можно отметить цену (многократная разница), мощность, внутреннюю начинку и размер (геодезические значительно больше).
Приборы, используемые в геодезии
Когда люди проходят мимо геодезистов, работающих на улицах, стройках, на садовых участках, многие задаются вопросом- а что это за «тренога» такая, куда посмотреть в прибор, а что я там увижу? Как называется этот прибор, и зачем он здесь стоит? Часто-это праздное любопытство. Иногда просто пытаются вникнуть и понять, как это действует и что меряет. Некоторые просто работают в смежных отраслях и хотят расширить свой кругозор.
Существуют очень сложные системы и сверхточные приборы, которые редко используются, и в обычной жизни инженера Вы с ними не встретитесь. Попробуем вкратце рассказать про приборы, которые, в основном, используют геодезисты в прикладной геодезии. Про те штативы и «палочки», с которыми ходят геодезисты.
Известный российский профессор-геодезист, который жил и работал на рубеже XIX и XX столетий, генерал-лейтенант Василий Васильевич Витковский свою специальность называл одной из самых полезных областей знания. По его мнению, изучать форму и поверхность Земли человечеству необходимо настолько же, насколько каждому из нас — в подробностях узнать собственный дом.
Неудивительно, что геодезия всё время развивается и уже давно нацелилась не только на нашу отдельную планету, а и на всю Солнечную систему и даже галактику в перспективе. Вместе с развитием цивилизации эта наука очень усложнилась, разделилась на несколько дисциплин — и, естественно, начала ставить перед собой и решать всё более сложные задачи. Причём как теоретические по причине роста количества и масштабов исследований, так и практические — из-за увеличения числа уникальных инженерных конструкций и сооружений. Это не могло не привести, с одной стороны к повышению требований к точности измерений, а с другой — к усложнению оборудования. Особенно сильно это стало заметно в последние 10-20 лет в связи со стремительным развитием электроники и началом широкого применения лазеров.
Подробнее про зарождение геодезии, как науки, можно узнать в специальной статье, посвященной этой познавательной теме.
Что измеряют геодезические приборы:
Самая простая геодезическая задача — это измерение длины линии. Ленты и рулетки, длинномеры и геометрического типа дальномеры — это приборы, с помощью которых измеряют короткие линии со сравнительно невысокой точностью. А вот если речь идёт об измерениях высокоточных или базисных, а также о значительных расстояниях, понадобится уже дальномер — световой, электромагнитный, радиоволновый или лазерный. Особенно распространены такие приборы в космической и морской геодезии.
Для измерения высот и их разницы используются нивелиры и профилографы. Нивелиры используют вместе со специальными нивелирными рейками. Существуют оптические, цифровые и лазерные нивелиры. Причём последние нельзя путать с просто лазерными уровнями, которые отличаются не только конструктивно, но и по обеспечению точности.
Измерение углов очень долго обеспечивалось с помощью довольно простых инструментов — транспортиров, экеров и эклиметров. Более сложным прибором является буссоль — подвид компаса, которым можно измерить магнитный азимут, то есть угол, на который линия отклоняется от направления на север магнитного меридиана. Основной современный прибор для измерения углов — это теодолит, довольно сложный оптический прибор, позволяющий добиваться очень высокой точности измерений.
Давно не секрет — прогресс не стоит на месте. Время, когда измеряли все эти величины по отдельности, да еще и «дедовскими» приборами, ушло безвозвратно в прошлое. В рамках этой статьи не будем рассматривать буссоли, кипрегели и стальные рулетки- только актуальное и наиболее распространенное геодезическое оборудование.
Каждая уважающая себя геодезическая бригада, чтобы справиться практически с любыми инженерно-геодезическими изысканиями, должна иметь следующие приборы
Тахеометр
Понятное дело, измерять углы, длины и высоты разными приборами — не слишком удобно и довольно долго к тому же. Поэтому для тех случаев, когда нужно проводить несколько типов измерений, существуют приборы комбинированные, такие как тахеометр. Это наиболее современный электронно-оптический прибор, который позволяет измерять любые длины, разницы высот и горизонтальные углы.
Нивелир
GPS оборудование
Геодезистам эти приборы нужны не для ориентирования на местности, а для точного определения местоположения «тарелки» (обычно такой формы придерживаются производители GPS приемников). Погрешность обычно составляет 0,5-2 сантиметра относительно ближайшего пункта Государственной Геодезической Сети (ГГС). В то время, как обычные навигаторы дают ошибку местоположения около 10-20 метров, что в работе геодезиста недопустимо. Но есть множество факторов, которые весьма часто негативно влияют на величину погрешности геодезических измерений при помощи GPS оборудования. Поэтому недостаточно просто приобрести дорогостоящую «тарелку», и начать определять местоположение соседних заборов, например, как обычным навигатором. Без должной калибровки и последующей обработки измерений ничего не выйдет.
В общем, если увидите геодезиста с «тарелкой» на вешке, знайте- он определяет точное местоположение точки, над которой стоит приемник. В последнее время вынос границ участка на местность производится практически только GPS методом. Это гораздо быстрее и удобнее.
Штатив
Вешка
В конечном итоге-там где находится отражатель или приемник на геодезической вешке происходит определение местоположения измеряемой точки.
Лазерная рулетка
Ввиду этого, сейчас все еще достаточно часто приходится использовать стальные рулетки длиной до 50м. Большей длины не выпускают, поэтому расстояния более 50 метров являются источниками ошибок из-за нескольких этапов измерений. Измерения нужно проводить вдвоем, да и провис ленты доставляет некоторую ошибку в измерения.
В итоге лазерные рулетки используются повсеместно кадастровыми инженерами и геодезистами в тех случаях, когда это целесообразно и возможно. Практически все измерения помещений для экспертиз помещений или технических планов без нее не обходятся. В остальных случаях выручает старая-добрая стальная рулетка.