TACHIMETRY
TACHIMETRY
TACHIMETRY OPTYCZNE
dalmierze optyczne m.in.:
- kreskowe,
- dwuobrazowe,
- jednoobrazowe.
Redta 002
Reduktions-Tachymeter
Redukcyjny tachimetr dwuobrazowy
Redta 002
Reduktions-Tachymeter
Łata noniuszowa
Pomiar odległości od 3 m do 170 m,
dokładność nawet 2 cm.
BRT 006
Basis-Reduktions-Tachymeter
Redukcyjny tachimetr dwuobrazowy z bazą wbudowaną w instrument.
Zasada pomiaru odległości w oparciu o stały kąt paralaktyczny i zmienną bazę.
BRT 006
Basis-Reduktions-Tachymeter
CELOWANIE
BRT 006
Basis-Reduktions-Tachymeter
Zakres pomiaru odległości od 2 m do 60 m.
Poprzez wykorzystanie tarczy celowniczej
zwiększany do a*200 (a - rozstaw kresek) –
do 90 m,
a z wykorzystaniem łaty pomocniczej do
240 m.
Dokładność pomiaru odległości
(błąd względny):
dla 60 m to 0,04 m.
1500
1
D
ΔD
DAHLTA
Redukcyjny tachimetr diagramowy, jedoobrazowy
Posiada dodatkowy, pionowo umieszczony, krąg szklany –
krąg diagramowy
, na
którym naniesione są krzywe (w zależności od modelu, typu, okresu produkcji) :
- krzywa zerowa,
- krzywe odległości o stałej mnożenia 100 i 200,
- krzywe przewyższeń o stałych mnożenia: +10, -10, +20, -20,
+50, -50, +100, -100.
Obraz diagramu
(naniesionych krzywych)
przerzutowany jest w pole widzenia lunety
– tworzy się w płaszczyźnie płytki
ogniskowej –
widoczny tylko w I położeniu
lunety
.
DAHLTA
0
100
200
Łaty tachimetryczna 4 m z zerem umieszczonym na wysokości 1,40 m od stopki
(oznaczonym wskaźnikami), kreski podziału łaty co 1 cm - w postaci klinów
zwężających się ku środkowi łaty.
Dahlta 010 z automatycznym kompensatorem:
- dokładności pomiaru odległości od 10 cm do 20 cm na 100 m,
- przewyższeń od 3 cm do 15 cm -
zależne m.in. od wykorzystanej
stałej mnożenia.
W polu widzenia lunety (w zależności od
modelu, typu, okresu produkcji) :
- krzywa zerowa,
- krzywe odległości o stałej mnożenia
100 i 200,
- krzywe przewyższeń o stałych
mnożenia:
+10, -10, +20, -20, +50, -50, +100, -100.
DAHLTA 010B
DAHLTA 020
TACHIMETR ELEKTRONICZNY (TOTAL STATION)
połączenie teodolitu optycznego lub elektronicznego, umożliwiające wyznaczanie
kątów poziomych i pionowych oraz dalmierza elektromagnetycznego realizującego
na drodze elektronicznej pomiar odległości.
Podstawowe funkcjonalne moduły tachimetru:
- luneta wraz z optyką,
- źródło zasilania — bateria,
- urządzenie kątomiercze,
- dalmierz elektrooptyczny,
- mikrokomputer,
- klawiatura numeryczna lub alfanumeryczna,
- wyświetlacz ciekłokrystaliczny pełniący funkcję monitora,
- ewentualnie zewnętrzny rejestrator,
- port do transmisji danych - do połączenia instrumentu z
komputerem lub karta pamięci.
Wcześniejszym i tańszym (lecz mniej wygodnym w użyciu) rozwiązaniem jest tzw.
modularny tachimetr elektroniczny
składający się z teodolitu i nasadki
dalmierczej nakładanej na lunetę - do niektórych można również dołączyć
zewnętrzną klawiaturę lub rejestrator.
Tachimetr modularny - teodolit optyczny lub elektroniczny
plus nasadka dalmiercza.
Tachimetr zintegrowany - jednolity system pomiarowy.
Koniecznym wyposażeniem tachimetru jest
reflektor zwrotny (pryzmat)
z tarczą -
sygnał celowniczy umieszczony na tyczce lub statywie.
Możliwy również jest też pomiar na
sygnały z folii odblaskowej
lub
pomiar bez
reflektora
.
Najbardziej znani (obecnie)
producenci tachimetrów
elektronicznych:
Leica, Nikon, Pentax, Sokkia,
Topcon, Trimble.
Ważniejsze parametry tachimetrów elektronicznych:
1.
błąd pomiaru kąta,
2.
błąd standardowy pomiaru odległości,
3.
powiększenie lunety,
4.
kompensator jedno- lub dwu- osiowy,
5.
zasięg pomiaru na1 lustro,
6.
pamięć wewnętrzna w MB/GB lub ilości pikiet,
7.
żywotność baterii w liczbie pomierzonych pikiet lub godzinach pracy,
8. waga instrumentu, wodo- i pyło- szczelność.
Działanie
dalmierza elektromagnetycznego
opiera się na pośrednim
wyznaczeniu czasu
podczas, którego sygnał pomiarowy przenoszony jest za
pomocą
fali
elektromagnetycznej
przebywa
mierzoną
odległość
2D
- w kierunku tam i z powrotem.
Dalmierze fazowe
- nadajnik wysyła ciągłą, zmodulowaną sinusoidalnie
falę elektromagnetyczną, zaś pomiar czasu
odbywa się w sposób pośredni na
zasadzie wyznaczenia przesunięcia fazowego, czyli różnicy faz emitowanej
z nadajnika i fazy fali powracającej do odbiornika po jej odbiciu przez reflektor
zwrotny.
Dalmierze impulsowe (laserowe)
- nadajnik wysyła impuls
w kierunku obiektu, pomiarowi podlega czas od momentu wysłania impulsu do
jego powrotu. Na podstawie tego czasu obliczana jest odległość od obiektu
Istnieje możliwość pomiaru odległości w kilku trybach różniących
się dokładnością i szybkością pomiaru zwykle są to:
1. dokładny, precyzyjny,
2. standardowy, zwykły,
3. śledzący (ciągły), szybki – tracking.
Dokładność pomiaru kątów w teodolitach i tachimetrach elektronicznych
określana jest poprzez odchylenie standardowe wyrażone w sekundach lub
decymiligradach,
dokładność pomiaru odległości - dwuczłonowo m
s
= a + b*D,
a - błąd stały wyrażony w mm,
b*D - wyrażony w ppm (parts per milion - w tym przypadku w mm/km)
proporcjonalny do mierzonej odległości, D w km.
Rezultat pomiaru wyświetlany
jest w postaci
szablonu wyświetlania
,
tj. w postaci
zespołów odczytów
obejmujących wartości pomierzone: kąty
pionowe i poziome, odległości skośne, lub też obliczone na podstawie wartości
zmierzonych: odległości zredukowane, przewyższenia lub współrzędne.
Przykładowe szablony wyświetlania zawierają:
Szablon
może być zmieniany (w niektórych przypadkach dowolnie
konfigurowany).
V
HP
SD
VH
HP
HD
X
Y
Z
Standardowe programy zainstalowane w mikrokomputerach
tachimetrów to
:
pomiar mimośrodowy (ekscentry), wyznaczanie współrzędnych stanowisk
swobodnych, obliczanie czołówek pomiędzy punktami, obliczanie pól wieloboków,
określanie wysokości punktów niedostępnych, tyczenie punktów i osi obiektów.
Niektóre modele tachimetrów umożliwiają realizację programów napisanych
przez użytkownika.
Literatura
Jagielski A., Geodezja 2, Wyd.2 GEODPIS, Kraków 2007.
Leśniok H., Wykłady z Geodezji I, tom I, PWN, Warszawa 1979.
Płatek A., Geodezyjne dalmierze elektromagnetyczne i tachymetry elektroniczne, cz. l i 2, PPWK, Warszawa-
Wrocław, 1991.
Szymoński J., Instrumentoznawstwo geodezyjne, cz. 3, PPWK, Warszawa 1972.
Tatarczyk J., Wybrane zagadnienia z instrumentoznawstwa geodezyjnego, Wyd. AGH, Kraków 1994.
Wanic A., Instrumentoznawstwo geodezyjne i elementy technik pomiarowych, Wyd. UWM, Olsztyn 2007.
Wanic A., Instrumentoznawstwo geodezyjne, przewodnik do ćwiczeń część II, Wyd. ART. Olsztyn, Olsztyn 1997.
Ząbek J., Adamczewski Z., Kwiatkowski S., Ćwiczenia z geodezji I, część I, PWN, Warszawa 1977.
www.geod.agh.edu.pl/abwydzialu/galeria/67.html (dostęp dn. 10.11.2012)
www.adityac.en.ec21.com/offer_detail/Sell_TOPCON_GTS_226_6--9201608.html (dostęp dn. 10.11.2012)
www.zs4-sanok.pl/?c=mdTresc-cmPokaz-610 (dostęp dn. 10.11.2012)
www.c01d01-ts6cxu0wkc.impexgeosite.kangur.onyx.pl/wiadomosci_2009_09_22.html (dostęp dn. 11.11.2012)
www.infopomiar.pl/sklep/k235,geodezja-leica-sklep-pryzmaty.html (dostęp dn. 11.11.2012)
www.globaltools.pl/pl/p/Mini-pryzmat-lustro-na-tyczce-HD103/249 (dostęp dn. 11.11.2012)
www.mierzymy.pl/69,pryzmat-cst-berger-63-3023-z-uchwytem-i-tarcza-celownicza.html (dostęp dn. 11.11.2012)
www.geodz.com/deu/d/Tachymeter (dostęp dn. 11.11.2012)
www.bern.ch/stadtverwaltung/tvs/vma/hist_geraete/theodolit/ (dostęp dn. 11.11.2012)
www.icollector.com/Toys-Office-Antiques-Clocks-Old-Technology_as3761_p6 (dostęp dn. 11.11.2012)
www.picasaweb.google.com/MapTack/CarlZeissGallery (dostęp dn. 11.11.2012)
www.michael-popp.de/czj-dahlta020.htm (dostęp dn. 11.11.2012)
www.vermessungsseiten.de/instrumente/dahlta010beng1.html (dostęp dn. 12.11.2012)
www.archiwumallegro.pl/przyrzady-pomiarowe-4900/71,1 (dostęp dn. 12.11.2012)
www.gpprague.cz/pl/instrumenty_uzywane.html (dostęp dn. 12.11.2012) www.lazerdist.ru/index.php?productID=1598
(dostęp dn. 13.11.2012) www.tpi.com.pl/sokkia-net (dostęp dn. 13.11.2012)
Podstawowe parametry
fali harmonicznej
Podstawowe parametry fali harmonicznej
- graficzne
i opisowe przedstawienie podstawowych
parametrów i własności
fali harmonicznej.
W
większości przyrządów geodezyjnych takich jak dalmierze, teodolity
elektroniczne, odbiorniki GPS stosuje
się jako
wzorzec pomiarowy
:
s
inusoidalną falę elektromagnetyczną
.
T – okres, czas jednego pełnego obiegu wektora A,
ω – prędkość (częstotliwość) kołowa, zwykle podawana w [rad/s],
f – częstotliwość, zwykle podawana w jednostkach [Hz]; f = 1 / T,
A – wektor wirujący wokół okręgu – podobny wektor tworzy ramka
obracająca się w polu magnetycznym między biegunami N i S, co
powoduje wytworzenie
prądu przemiennego,
φ
– kąt fazowy lub faza.
Podstawowe
parametry
i
zależności
opisujące –
parametry:
Zależności łączące powyższe parametry:
T
2
]
[
2
s
rad
T
]
[
2
s
rad
f
]
[
1
]
[
Hz
s
rad
T
f
i
ti
t
i
ti
t
f
2
Prędkość fal elektromagnetycznych w próżni równa się prędkości światła
- c - .
Prędkość światła jest równa c = 299792458
1,2 [m/s]
Natomiast w innym
ośrodku (np. powietrzu) prędkość:
(dla fali elektromagnetycznej lub
prądu elektrycznego)
, gdzie:
n
-
współczynnik załamania lub gęstości.
Współczynnik ten nie jest stały i zależy od temperatury, ciśnienia
i
prężności pary wodnej.
Długość fali
obliczamy ze wzorów:
n
c
f
T
n
c
T
2
f
2
Wynika z tego,
że im mniejsza
częstotliwość tym dłuższa fala. Im
krótsza fala tym mniejszy jest jej
zasięg.
Fale
dłuższe trafiając na przeszkodę
mogą się na niej uginać a trafiając na
teren
mogą się od niego odbijać. Jest
to szkodliwe, dlatego w geodezji
stosujemy fale mikrofalowe a nie fale
radiowe. Im
większa częstotliwość tym
bardziej fale
mogą rozchodzić się
prostoliniowo.
f
T
n
c
T
2
f
2
Zakres fal optycznych wykorzystywany jest w geodezyjnych dalmierzach
elektronicznych (elektrooptycznych). Stosujemy je,
ponieważ fale te
rozchodzą się prostoliniowo (światło rozchodzi się po linii prostej).
Gdy
natrafią na przeszkodę to zostaną zatrzymane, a nie załamane.
Literatura
Holejko
K., Precyzyjne elektroniczne pomiary odległości i kątów, WNT, Warszawa 1987.
Płatek A., Geodezyjne dalmierze elektromagnetyczne i tachymetry elektroniczne, część I, Geodezyjne
dalmierze elektromagnetyczne do pomiarów terenowych, PPWK, Warszawa – Wrocław 1991.
Płatek A., Elektroniczna technika pomiarowa w geodezji, Wyd. AGH, Kraków 1995.
Tatarczyk J., Elementy optyki instrumentalnej i fizjologicznej, Wyd. AGH, Kraków 1984.
Wanic A., Instrumentoznawstwo geodezyjne i elementy technik pomiarowych, Wyd. UWM, Olsztyn 2007.
www.zasoby1.open.agh.edu.pl/dydaktyka/automatyka/c_elektroniczna_techn_pomiarowa/w11.htm
(dostęp dn. 10.10.2010)
www.fizykon.org
(dostęp dn. 11.11.2012)