Тахеометр туралы жалпы мәлімет, өндірісте электронды тахеометрді қолдану

Кіріспе

 

 

Құрылыс өнімінің сапасына талаптары тез өсетіні белгілі. Сонымен қатар құрылыс жұмыстарының жалпы техникалық деңгейі, құрылыс өндірісінің технологиялылығы, беріктілігі, төзімділігі мен көркемділігінің тұрақты дамуының қажеттілігі де артады.

Құрылыс, жер қазу, жол және геодезиялық жұмыстар жүргізген кезде техникалық нормативтерді сақтау және салынатын құрылыстардың жобалық құжаттамаларына сәйкестігі үшін нақты өлшеулер пен есептеулер қажет. Қажетті есептеулерді орындау үшін әртүрлі геодезиялық жабдықтар қолданылады, солардың бірі болып тахеометр табылады.

Электронды тахеометр – бұл геодезиялық өлшеулердің анағұрлым жеңілдеткен жоғары дәлдікті және жоғары сапалы заманауи геодезиялық аспап. Негізінде электронды тахеометр бұрыш өлшеуіш, жарық қашықтық өлшеуіш бөлікттерінен және кіріктірілген компьютерден тұрады. Осылайша бұрыш өлшеуіш бөлігі арқылы тік және жазық бұрыштар, жарық қашықтық өлшеуішпен – қашықтықтар өлшенеді, кіріктірілген компьютер әртүрлі геодезиялық есептерді шешеді, аспапты басқару, өлшеу нәтижелерін бақылау мен сақтауды қамтамасыз етеді. Өлшеулердің нәтижелерін дербес компьютерге көшіруге және арнайы бағдарламаларда өңдеуге болады. Электронды тахеометрлер шағылыстырғыш тәртіпте де (бақылаушы өлшеулерді арнайы құралдарға – шағылыстырғыштар, призмалар, шағылыстырғыш маркаларға орындайды, шағылыстырғышсыз тәртіпте де (бақылаулар тікелей бақыланатын нысанаға орындалады) жұмыс істей алады. Сонымен қатар роботтандырылған тахеометрлер бар, бұлар арқылы өлшеулерді бір адам ғана орындау мүмкін, яғни бұл аспаптар берілген бағдарлама бойынша шағылыстырғыштардың жағдайын өздері тауып, өлшеулерді өздері орындайды. Электронды тахеометрдің пайдалану өрісі кең: құрылыс, жерге орналастыру, топография, инженерлі іздестірулер және т.б. Тахеометрдің негізгі функциялары: координаталарды анықтау; координаталарды, сызықтар мен доғаларды жер бетіне көшіру; кері қима; қолжетімсіз нысанның биіктігін анықтау; ауданды есептеу және т.б.

Қазіргі таңда геодезиялық жабдықтардың нарығы лық толық. Ондаған ірі компаниялары өз жабдықтары мен қызметтерін ұсынуға әзір. Сондықтан геодезиялық жабдықтарды дұрыс таңдау сауалы туындап тұр.

Берілген зерттеу тақырыбының өзектілігі - қазіргі уақыттағы геодезиялық жабдықтарды таңдаған кезде көптеген фирмалар мен жеке тұлғалар үшін бастапқы шарт болып техникалық сипаттамалары емес, баға табылатынында. Одан басқа қызмет көрсету сияқты шарттар қарастырылмайды, алайда бұның жоқтығы қымбатқа түсері сөзсіз. Жөндеуге келмейтін аспаптармен жұмыс істеу артынан, тіпті лицензияны алып тастауға дейін, көптеген қиындықтарға ұшыратуы мүмкін.

Берілген дипломдық жұмыстың мақсаты болып Қазақстан Республикасының нарығында ұсынылған тахеометрлерінің техникалық сипаттамаларын салыстыру және заманауи геодезист үшін ең тиімді шешім шығару табылады.

Қойылған мақсатқа жету үшін келесі тапсырмаларды шешу керек:

- әлемдік геодезиялық жабдықтарға шолу жасау;

- геодезиялық жабдықтардың қазақстандық нарығына талдау жасау;

- электронды тахеометрлердің техникалық сипаттамаларын салыстыру;

Жұмыстың ғылыми жаңалығы:

- Қазақстан Республикасының нарығында ұсынылған геодезиялық жабдықтардың толық талдануы жасалды;

- алуан түрлі жұмыстардың өндірісі үшін арналған электронды тахеометрлерінің аса тиімді түрлері үсынылды;

- электронды тахеометрлерді пайдалану бойынша ұсыныстар енгізілді.

Зерттеу нысаны болып геодезиялық жабдықтардың қазақстандық нарығы табылады.

Жұмыста геодезиялық жабдықтарды шығарушы компаниялардың техникалық-коммерциялық ұсыныстары мен бұлардың каталогтары қолданылды. Сонымен қатар ұлттық және аймақтық ғылыми-зерттеу мекемелерінің мақалалары мен баспалары қолданылды.

Дипломдық жұмыс кіріспе, төрт тарау мен тармақтардан, қолданылған әдебиеттер тізімі, қорытынды ме қосымшалардан тұрады. Жұмыстың жалпы көлемі – 77 бет. Диплом 1 кесте, 8 сурет пен 16 қосымша бетінен тұрады. Қолданылған әдебиеттер тізімі 35 атаулардан тұрады.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 Тахеометр туралы жалпы мәлімет, өндірісте электронды тахеометрді қолдану

 

 

Қазіргі уақытта топография-геодезиялық жұмыстар жүргізу жәнебұлардың қажетті дәлдігі пен сапасын қатаң сақтау кезінде орындалу мерзіміне көп көңіл бөлінеді. Берілген жағдай жобалық-іздестіру, жер-кадастрлық және құрылысты кеңістік координаталарды өлшеудің жаңа құралдарын, әмбебап және ыңғайлы бағдарламалық қамту, жұмыстардың далалық және камералдық кезеңдерін автоматтандыруға және геодезиялық мәліметтерді ең оңай түрде жұмыстарды жобалаудың автоматтандырылған жүйесі (ары қарай ЖЖАЖ) және геоақпараттық жүйелерге (ары қарай – ГАЖ) интегралдауға мүмкіндік беретін кешендік технологияларды пайдалануды ынталандырады.

Өлшеулердің серіктік түрлері мен жер үстілік лазерлі сканирлеу сияқты геодезияның жаңа салаларының қарқынды дамуына қарамастан дәстүрлі геодезиялық аспаптар - электронды тахеометрлер геодезиялық аспаптар арасында маңызды орын иеленуде.

Электронды тахеометрлерді әртүрлі геодезиялық есептерді шешу үшін белсенді қолданады. Берілген жұмыста тахеометрлік түсірісті орындауға арналған электронды тахеометрлерді қолдану қарастырылған.

 

1.1 Тахеометр, электронды тахеометр

 

 

Тахеометр – бұл қашықтықтарды, жазық және тік бұрыштарды анықтаумен қатар өлшеуге арналған геодезиялық аспап. Барлық алынған мәліметтерді электронды тахеометр жадысында сақтайды да, бұлардың негізінде инженерлі есептеулерді орындайды. Тахеометр жергілікті жердің топографиялық түсірісі, межелеу, бөлу жұмыстары, геодезиялық іздестірулер мен жобалық шешімдерді жер бетіне көшіру кезінде таптырмайтын зат жәнежер бедері мен ситуацияны көрсетуімен нысанның жоспарын алу сияқты қойылған барлық құрылыс және басқа да қолданбалы тапсырмаларды шешуге мүмкіндік береді [1].

Тахеометр - бұл геодезиялық әлемде төңкеріс жасаған аспап. Бұның шығуы лазерге байланысты болған. Тек ықшам және энергия жағынан тиімді жартылай өткізгіш лазер арқылы шағын корпуста қашықтық өлшеуішті орналастыруға және ішкі аккумуляторлардан қуаттандыруға мүмкіндік пайда болды. Ғылым мен техникадағы берілген жетістіктер электронды тахеометрлер құру мүмкіндігіне жағдай жасады. Электронды тахеометрдің теодолиттен негізгі айырмашылығы - тек бұрыштарды ғана емес, қашықтықтарды да өлшеуге мүмкіндік беретін қашықтық өлшеуіштің бар болуы. Осындай аспаптың құрылуы геодезияда жаңа дәуірді бастады, енді қосымша құралдарсыз қашықтықтарды өлшеуге және бұрын қолжетімсіз болған көптеген есептерді шешуге мүмкіндік туды. Электронды өнеркәсіптің дамуымен геодезиялық жабдықтардың өндірушілері жаңа аспаптарда, соның ішінде тахеометрлерде, көптеген мүмкіндіктерді максималды енгізген. Мәліметтерді ішкі жадыға жазуға және одан қарай бұларды қолданбалы есептерді шешуде қолдануға мүмкін болатын аспап 90-шы жылдары пайда болды. Көптеген компаниялар өз мәселелерін өзінше шешкен, бір оптика-электронды аспап аясында өз ойларын жүзеге асырудың амалдарын тапқан. Бұны жүзеге асыра алған алғашқы компаниялардың бірі болып швед компаниясы табылды. Бұл AGA-136 электронды тахеометрін шығарды, бұнда бұрыштық шамалардың есебін алудың оптикалық жүйесіэлектронды түрге ауыстырылды, яғни жарық қашықтық өлшеуіш пен сандық теодолиттің мүмкіндіктерін біріктірді деп айтуға да болады. Алғашқы тахеометрлер 1000-2000 м шағын қашықтықтарда тек шағылыстырғыш, қабықшалармен немесе призмалармен ғана жүмыс істей алды (салыстыру үшін, заманауи аспаптар бір призма бойынша 5000 м алшақтықта да өлшей алады). Қолайлы өлшемдегі мықтырақ қашықтық өлшеуіштердің пайда болуынан кейін электронды тахеометрлерді шағылыстырғышсыз қашықтық өлшеуіштік құралымен жабдықтау мүмкін бола бастады, осы кезден бастап аспаптар шағылыстырғыш (тек призмалар және қабықшалар бойынша ғана жұмыс жасайды) және шағылыстырғышсыз (кез-келген нысанның бетіне жұмыс жасайды) деп бөліне бастады. Шағылыстырғышсыз аспаптар дамуы геодезиялық үрдісте көптеген жаңа мүмкіндіктерді ашты: көптеген үрдістер жеңілдетілді, қауіпсіздік деңгейі артты, орындалатын жұмыстың тиімділігі мен үнемділігі артты. Бүгінгі күні электронды тахеометр геодезисттің қолайлы, берік, көптеген қолданбалы бағдарламалары мен мүмкіндіктері бар негізгі аспабы болып саналады.

 

 

1.1.1 Аспап сипаттамасы мен геодезиялық нарықтағы жаңа тенденциялар

 

 

Тахеометрлердегі жарқын экран, эргономикалықпернетақта мен жоғары дәлдікті қашықтық өлшеуішт қиын геодезиялық жұмыстардың жұмысын жеңілдетеді, қажет болған жағдайда тахеометрлерді екі пернетақтамен немесе өлшеулердің жоғары дәлдігімен қашықтық өлшеуішпен жинақтауға болады. Негізінен өлшеулердің алшақтығы аспаптың тек техникалық сипаттамаларынан, соның ішінде тахеометрге кіріктірілген қашықтық өлшеуішке ғана емес, сонымен қатар сыртқы факторларға байланысты: сыртқы ортаның температурасы, ауа-райы жағдайы, атмосфералық қысым, ауа ылғалдылығы. Сонымен қатар жұмыс аясы таңдалған тәртіпке де байланысты - шағылыстырғыш немесе шағылыстырғышсыз. Шағылыстырғышсыз тәртіпте тахеометр дәлдігі                       1 шақырымға дейін максималды болады, шағылыстырғыштарды (призмалар) пайдаланған кезде бұл қашықтықты 5 шақырымға дейін алшақтатуға болады. Ең жаңа электронды тахеометрлер бұрыштық секундтың жартысына тең (0°00'00,5”) бұрыштық дәлдікті болады, қашықтықтарды өлшеу дәлдігі - бір шақырымға 0.6мм+1мм. Кіріктірілген қашықтық өлшеуіштер шағылыстырғышсыз тәртіпте 2мм + 2мм х км шамасына қателесуі мүмкін. Өлшеулердің ең жоғары дәлдігі желсіз күнде және жұмыс істеп тұрған механизмдердің тербелістері (вибрациялары) жоқ болған кезде болуы мүмкін [2]. 1

Өнім каталогында ұсынылған Leica, Trimble, Nikon, Sokkia, Topcon тахеометрлері максималды функционалдық мүмкіндіктері бар ең заманауи модельдері болып табылады. Бұндай жабдықтар өңделмеген мәліметтерді жинай отырып өлшеулерді жүргізуге ғана емес, сонымен қатар нақты уақытта алынған өлшеулердің өңделуін жүргізуге мүмкіндік береді.

Sokkia тахеометрі - күрделі геодезиялық өлшегіш аспабы. Бөлу, жер бетіне көшіру, көлем мен аудандарды есептеу, кадастрлық немесе топографиялық түсіріс - жұмыстардың осындай түрлері жоғары дәлдікті талап етеді. Ең нақты дәлдікті Leica немесе Trimble тахеометрлері қамтамасыз етеді.

Заманауи құрылыс Nikon немесе Trimble тахеометрлері компьютермен тікелей жұмыс істеу мүмкіндігімен Windows базасында негізделген операциялық жүйесімен жабдықталған, осылайша тахеометрге сандық жобаны жүктеуге болады. Сонымен қатар бұны белсенді координаталары бар файл немесе графикалық еске түсіргіш ретінде пайдала отырып бөлу немесе нүктелерді жер бетіне көшіру жұмысын орындауға болады. Алайда Nikon маркасының аспаптары немесе Sokkia тахеометрі белгілі бір жұмыстар түрлерінде Leica швейцариялық маркасының тахеометрлерінен асып түсе алмайды.

Тахеометрлер моделі мен өндірушісіне байланысты бұлардың мақсаты мен пайдалануын анықтайтын бірқатар артықшылықтарға ие:

- Nikon Nivo тахеометрлері шағылыстырғышсыз қашықтық өлшеуішпен және пайдаланушыға қолжетімді кәсіптік интерфейспен жабдықталған, бұл бірігіп ең үздік нәтиже береді;

- Leica тахеометрі анағұрлым функционалды, қолайлы, бұнымен жұмыс істеу оңайырақ, ал нәтижесі дәл болады;

- Topcon  тахеометрлері шағылыстырушысыз тәртіпте 350-2000 м, ал шағылыстырғыш тәртіпте 7500 м дейін қашықтықта өлшеулерді жүргізуге мүмкіндік береді. Бұлардың роботтандырылған және көп функционалды түрлерімен қоса, қарапайым түрлері де бар.

 

 

 

 

 

 

2 Әлемдік геодезиялық жабдықтарды  шолу

 

 

Берілген дипломдық жұмыста электрондық тахеометр класына жатқызуға болатын геодезиялық жүйелердің даму тенденциялары қарастырылады, бұлар ағылшын тілінде totalstation деп аталады.

Тоқтала кететін жайт, серіктік жүйелердің алдыңғы қатарлы шығарушылары Trimble немесе Magellan/Ashtech электронды тахеометрлерді геодезиялық жүйелердің екінші реттік мәнділікке жатқызады да, (RTK) шынайы уақыттық серіктік жүйелеріне бірінші реттік мәнді тағайындап, әдейі бұларға артықшылық береді. Осылайша, 1999 жылдың 1 қаңтарында шығарылған Trimbleфирмасыныңалғашқы электронды тахеометрі - TTS 500 ең алдымен Trimble серіктік геодезиялық жүйелерінің тұтынушыларына тұспалданып,шығарушылардың ойларынша RTK серіктік жүйелерінің мүмкіншіліктерді толықтыру үшін жасалған [6].

Электрондық тахеометрлік жүйелердің алдыңғы қатарлы шығарушылары: электрондық тахеометрлердің жүздеген модельдері мен модификацияларын шығаратын Spectra Precision (Швеция/Германия), Leica (Швейцария), Sokkia, Topcon, Nikon, Pentax (Жапония), бұлар соңғыларын бірінші реттік мәнділік геодезиялық жүйелер ретінде қарастырылыда және бұлардың функционалдық мүмкіншіліктері серіктік қабылдағыштар мүмкіншіліктермен толықтырыла алады. Осылайша, Spectra Precision 1998 ж. алғашқы рет серіктік қабылдағыштар мен тахеометр мүмкіншіліктерін біріктіретін жүйесі ұсынылды.Жүйенің негізі – Geodimeter 600 модульді электрондық тахеометрі, бұның модульдерінің бірі – бір жиілікті серіктік GPS-қабылдағышы, бұл қосымша пернетақта орнында орналастырылады. Антенна тасымалдау тұтқышында бекітіледі.

Бүгінгі таңда далалық геодезиялық жүйелердің екі даму концепциясы жаңа аспаптар мен құралдардың пайда болуын анықтайды. Болашақта қандай концепция басым болатыны және геодезиялық қондырғылар нарығына қандай жаңа жүйелер енгізілетінін уақыт қаңа көрсетеді. Электрондық тахеометрлердің халықаралық нарығындағы қатал бәсекелестік бұлардың үзіліссіз дамуына түрткі болады, сонымен қатарөндірушілерді тиімді шешім табуға, өлшеулер үрдісін жеңілдетіге және интегрирленген жүйелерді, компьютерлердің, тахеометрлер, серіктік қабылдағыштардың құрамдас функцияларын құрып, қолайлы тұтынушылық интерфейстерді пайдалануға итермелейді.

Заманауи тахеометрлер тек өзінің техникалық сипаттамаларымен және конструктивті ерешеліктерімен ғана емес, сонымен қатар белгілі бір тұтынушы мен белгілі бір қолданыс аясына бағытталуымен де ерекшеленеді. Сондықтан тахеометрлер белгілі бір тапсырмаларды шешу үшін арналған мақсаты бойынша жіктеледі. Өлшеулердің дәлдігі мен алшақтылығы берілген жағдайда аса маңызды емес. Анықтаушы фактор ретінде белгілі бір тапсырма түрін шешу үшін аспапты қолдану тиімділігі болып табылады.