Embed Size (px)
Citation preview
1
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
КИЇВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ІМЕНІ ТАРАСА ШЕВЧЕНКА
Географічний факультет
Кафедра геодезії та картографії
МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ ДО ВИКОНАННЯ ЛАБОРАТОРНИХ РОБІТ
З КУРСУ “ГЕОДЕЗІЯ”
Київ 2020
2
УДК 528.5; 528.02
Рецензенти:
док. геогр. наук, професор Бондаренко Е.Л.,
канд. техн. наук, доцент Міхно О.Г.
Затверджено вченою радою географічного факультету
Київського національного університету імені Тараса Шевченка
(протокол № 9 від 24.04.2020 р.)
Методичні вказівки обговорено й схвалено на засіданні кафедри геодезії та
картографії (протокол № 13 від 16.05.2020 р.)
Боднар С.П., Білоус В.В. Методичні вказівки до виконання лабораторних робіт з
курсу «Геодезія». Частина 2. – К.: КНУ імені Тараса Шевченка, 2020 р. – 49 с.
В методичних вказівках описані призначення, будова, початкові
налаштування, основні перевірки, деякі режими роботи електронних тахеометрів
та геодезичних GNSS-приймачів, що використовуються в навчальному процесі
кафедри геодезії та картографії. Наведені методи виконання електронно-
тахеометричного та супутниково-наземного способу топографічного знімання і
способи передачі-конвертування даних для їх наступної камеральної обробки.
Методичні вказівки написані у відповідності до програми дисциплін
«Геодезія», «Радіоелектронна геодезія», програми навчальної топографо-
геодезичної практики і призначені для студентів другого курсу освітнього рівня
«Бакалавр» галузі знань «19 Архітектура та будівництво» спеціальністі «193
Геодезія та землеустрій» та галузі знань «10 Природничі науки» спеціальністі
«103 Науки про Землю». Крім того вони можуть бути корисними, в оволодінні
основами роботи із сучасними геодезичними приладами, усім зацікавленим
здобувачам вишої освіти, які навчаються за спорідненими спеціальностями.
© С.П. Боднар, В.В. Білоус 2020
3
Зміст
Вступ …………………………………………………………………………… 4
Лабораторна робота №1. Призначення, будова та основні технічні
характеристики тахеометра Topcon ES-105 …………………………….…....
5
Лабораторна робота №2. Основні перевірки та юстування електронного
тахеометру………………………………………………………………………
13
Лабораторна робота №3. Перехід до режиму вимірювань. Вимірювання
горизонтального кута між двома точками……………………………………
15
Лабораторна робота №4. Вимірювання відстані…………………………..… 18
Лабораторна робота №5. Визначення координат станції методом
зворотньої засічки………………………………………………………………
19
Лабораторна робота №6. Електронно-тахеометричне знімання.
Координатні вимірювання…………………………………………..…………
23
Лабораторна робота №7. Експорт даних електронно-тахеометричного
знімання на ПК……………………………………………………………….…
27
Лабораторна робота №8. Геодезичний супутниковий приймач Topcon
GRS-1. Будова, призначення та програмне забезпечення …………………...
30
Лабораторна робота №9. Підключення приймача GRS-1 до мережі Internet
через зовнішній Bluetooth GSM/GPRS Modem……..………………
35
Лабораторна робота №10. Виконання налаштувань знімань в режимі
RTK………………………………………………………………..………….…
40
Список рекомендованих джерел … ………………………………………….. 49
4
Вступ
Сучасне геодезичне обладнання відрізняється високою продуктивністю,
точністю й зручністю у використанні. На даний момент геодезичні прилади
представляють собою комп’ютиризовані комплекси, що дозволяють оперативно
отримувати і обробляти дані вимірювань, проводити їх аналіз і надавати кінцеві
результати. Відмінною рисою таких приладів є програмне забезпечення,
розроблене для вирішення широкого спектру завдань, високий ступінь інтеграції
різних засобів вимірювань, невідривний зв'язок процесу вимірювань з
комп'ютерною постобробкою даних.
Прикладами такого обладнання служать електронні тахеометри та
геодезичні супутникові GNSS-приймачі. До користувачів таких приладів
пред'являються особливі вимоги, пов'язані з наявністю у них певних навичок
роботи зі високотехнологічним, складним, з технічної та програмної точок зору,
обладнанням.
Викладені у форматі покрокових вказівок лабораторні роботи розраховані
для навчання студентів-початківців, акумулюють досвід авторів, методичні
розробки інших викладачів, поради практикуючих фахівців не претендують на
цілковиту повноту подання матеріалу та ніяким чином не замінюють
спеціалізовані інструкції.
Мета написання цієї розробки – надати рекомендації студентам для перших
кроків в оволодінні роботи з сучасними геодезичними приладами під час
лабораторних занять, польової практики та самостійного навчання.
ВАЖЛИВО!
Під час роботи з лазерним вказівником та при вимірюванні
відстані необхідно дотримуватись правил техніки безпеки з
системами оснащеними лазерними випромінювачами!
Ніколи не наводьте лазерний промінь на людей. Попадання
лазерного променя на шкіру або в очі людини може виклакати
серйозні ушкодження!
Не дивіться в об’єктив при включеному джерелі лазерного
випромінювання. Це може призвести до втрати зору!
Уникайте встановлення приладу на такій висоті, на якій
лазерний промінь може поширюватися на рівні голови
присутніх в аудиторії, пішоходів або водіїв.
За можливості використовуйте спеціальні захистні окуляри.
Необхідно пересвідчитися, що вибраний для роботи тип
відбивача відповідає відбивачеві, який використовується!
5
Лабораторна робота №1
Призначення, будова та основні технічні характеристики тахеометра
Topcon ES-105
Мета роботи: вивчити будову електронного тахеометра на прикладі Topcon
ES-105 та його початкові налаштування.
Завдання: перевірити та за потреби налаштувати одиниці вимірювань, які
прийняті для виконання геодезичних робіт в Україні, ввести атмосферні
параметри та створити файл роботи.
Коротка довідка. Електронний тахеометр Topcon ES-105 виробництва
японської фірми Topcon/Sokkia є подальшим розвитком серії тахеометрів Sokkia
SET 30R та Topcon 3100N. На даний час тахеометри серій Sokkia SET 30RK, SET
50RK, СХ, іМ та тахеометри серій Topcon ES, GM є одними з найбільш
поширених серед геодезичних і землевпорядних організацій. Прилади цього
типу зручні у користуванні завдяки високій швидкості проведення кутових і
лінійних вимірювань, широкому діапазону вимірюваних відстаней, можливості
проводити вимірювання без використання відбивача, зручному меню, що
налаштовується під вимоги конкретного користувача.
Технічні характеристики тахеометра Topcon ES-105 наведені в таблиці 1.
Таблиця 1.
Характеристики тахеометра Topcon ES-105 Збільшення зорової туби 30
×
Кутова точність вимірювання 5"
Точність системи зчитування кутових відліків 1"
Кут поля зору 1,5
Мінімальна відстань фокусування 1,3 м
Діапазон вимірювання відстаней:
на відбиваючу марку
на міні-призму
на стандартну призму
в безвідбивачевому режимі
до 500 м
до 3000 м
до 4000 м
до 500 м
Точність вимірювання відстані:
на відбивач по одній призмі
без відбивача (на відстані до 100 м)
(2 + 2 × 10-6
× D) мм
(3 + 2 × 10-6
× D) мм
Тип компесатора двохосьовий 6
СКП вимірювання кута одним прийомом 5"
Збільшення оптичного центриру 3×
Час роботи від одного акумулятора до 36 год.
Маса приладу 5,6 кг (з акумулятором і трегером)
Температурний діапазон роботи -20 … +50
Об’єм памяті до 10000 рядків
Емність USB накопичувача до 8Гб
Формати запису даних Sokkia SDR33 / Topcon raw, xyz, gt7, pnt
Водо- та пилезахищеність ІР66
Тахеометри серії Topcon ES-105 оснащені віддалеміром, що використовує
вузький червоний лазерний промінь. Максимальна вимірювана відстань заявлена
6
виробником при вимірюванні на білу гладку поверхню під кутом, близьким до
нормалі, і температурі повітря ~ + 5º С, складає до 500 м. Безвідбивачевий
віддалемір дозволяє проводити вимірювання відстаней менше, ніж за 1 секунду з
точністю 3 мм + 2 ppm. Прилад оснащений видимим оку лазерним покажчиком,
що полегшує наведення на цілі, особливо в умовах недостатнього освітлення та
створовказівником.
Розглянемо детально будову електронного тахеометра Topcon ES-105.
Рис. 1. Будова електронного тахеометра Topcon ES-105 (Sokkia СХ-105).
1. Ручка.
2. Антена модуля Bluetooth.
3. Кришка відсіку зовнішнього інтерфейсу
(USB порт).
4. Мітка висоти тахеометра.
5. Кришка акумуляторного відсіку.
6. Робоча панель керування тахеометром.
7. Роз’єм послідовного порту.
8. Круглий рівень.
9. Юстувальні гвинти круглого рівня.
10. Основа трегера.
11. Підйомнийі гвинт трегера.
12. Фокусуюче кільце оптичного центриру.
13. Окуляр оптичного центриру.
14. Кришка сітки оптичного центриру.
15. Рідкокристалічний дисплей.
16. Об’єктив зорової труби з функцією
лазерного вказівника.
17. Гвинт фіксації ручки.
18. Паз для установки бусолі.
19. Гвинт точного наведення по вертикалі.
20. Закріплювальний гвинт вертикального
наведення.
21. Динамік.
22. Кнопка «Запуск швидкого вимірювання».
23. Закріплювальний гвинт горизонтального
наведення.
24. Гвинт точного наведення по горизонту.
25. Закріплювальний гвинт трегера.
26. Фокусуюче кільце окуляра.
27. Фокусуюче кільце зорової труби.
28. Візир.
29. Мітка вертикальної осі обертання приладу.
30. Місце розташування датчику нахилу та
31. юстувальних гвинтів.
7
Виробник гарантує пило- та вологозахист приладу на рівні стандарту IP66
за умови закритої кришки акумуляторного та комутаційного відсіку. Це означає,
що тахеометр повністю захищений від проникнення всередину будь-якого пилу,
в тому числі і дрібнодисперсного, а також від сильних струменів води з будь-
якого напрямку, але перевіряти це недоцільно.
Тахеометри Topcon ES-105 забезпечені алфавітно-цифровою клавіатурою з
25 функціональними клавішами з режимом підсвічування та 1 клавішею на
боковій панелі. Користувач має можливість задати потрібну функцію (або
обчислювальну задачу) будь-якій програмній клавіші. Завдяки наявності двох
моніторів та панелей керування, процес вимірювань кутів повними прийомами
істотно спрощується.
Рис. 2 Панель керування
Таблиця 2
Призначення клавіш панелі керування тахеометра Клавіші Назва клавіш Функція
{ON} Вкл./Викл. Включення / виключення приладу. Виключення
здійснюється затисканням клавіші на 3 с.
{0}-{9} Числові клавіші
Введення потрібної цифри при числовому наборі.
При літерному наборі – введення відповідного
символу, який вказано на клавіші.
{F1}- {F4} Програмні клавіші При натисканні запускають виконання команди
розташованої над ними на екрані панелі
{BS} Клавіша «Backspace» Видалення символу зліва від курсора
{ Ent } Клавіша «Enter» Вибір/підтвердження введеної команди, назви,
значення або символу
{Esc} Клавіша «Escape» Відміна введених даних або команди
{SHIFT} Клавіша «SHIFT» Служить для переключення режимів набору літер/
цифр; вимірювань на призму/плівку/без відбивача;
{FUNC} Клавіша «FUNCTION» Перемикає три вікна режиму вимірювань Р1, Р2, Р3
{◄ ►▼ ▲} Клавіші навігації Переміщення курсора по та між рядками екрану
Літерно-цифрові символи, які розташовані на панелі керування тахеометра,
призначені для введення необхідних значень – наприклад: назви файлу роботи;
висоти приладу; координат та назв точок стояння, орієнтування, пікетажу, кодів
тощо.
8
Призначення більшості вузлів та частин тахеометра зрозуміле та відоме
студентам з будови інших геодезичних приладів, але деякі потребують
додаткового пояснення.
Прилад оснащений двохосьовим компенсатором нахилу за допомогою
якого відслідковуються значення відхилень в двох площинах (в межах
компенсації до 6), обчислюються і автоматично вносяться відповідні поправки
у виміряні горизонтальні та вертикальні кути і результати вимірювань.
Обов'язкова умова якісної роботи – вірне приведення тахеометра до
горизонту, виконується завдяки вбудованому датчику нахилу приладу
(електронному рівню).
Функція лазерного цілевказівника передбачає можливість наведення приладу
на ціль без використання зорової труби та в умовах недостатньої освітленості за
допомогою видимої плями лазерного випромінення.
Створовказівник - додатковий елемент сучасних тахеометрів, який
призначений полегшити виконання розмічувальних робіт за допомогою
застосування секторального видимого (зеленого та червоного) світлового діода.
Для збільшення продуктивності праці та прискорення виконання
вимірювань (не відриваючись від окуляра), поруч з гвинтом точного навідення
розташована кнопка «Запуску швидкого вимірювання».
Обмін даними між тахеометром та ПК можливий з використанням
кабельного з'єднання, за допомогою USB-flash диска і модуля Bluetooth.
Дальність роботи модуля Bluetooth становить до 300 метрів, що дозволяє
забезпечити комунікацію з польовими контролерами і дистанційне керування
процесом знімання або розмічування.
Рис. 3 Розташування порта для під’єднання USB flash диска
Мітка висоти тахеометра служить для вимірювання перевищення приладу
над точкою геодезичної основи, яка вводиться при налаштуванні даних про
станцію. Висота приладу складає 236 мм від верхньої частини трегера до мітки
висоти і може бути врахована під час вимірювання висоти стояння.
Графічні дисплеї і розширена клавіатура панелі управління роблять роботу з
тахеометрами простою і зручною.
Вбудований телекомунікаційний модуль «TSshield-захисник» у випадку
пропажі тахеометра, надає можливість дистанційно його заблокувати.
9
Програмне забезпечення (ПЗ) тахеометрів, яке, доречі, постійно
оновлюється та удосконалюється, базується на новітньому баченні технології
виконання топографо-геодезичних робіт – координатному просторі та
координатних вимірюваннях. Це докорінно змінило підходи до організації,
виконання польових робіт та обробки даних геодезичних вимірювань.
Допомогло цим трансформаціям використання в ПЗ електронних тахеометрів
математичного апарату координатної геометрії (COGO) та потужностей
комп’ютерних ресурсів приладу.
Слід відзначити той факт, що ПЗ тахеометра дозволяє вирішувати як
традиційні завдання геодезії, такі як зворотня засічка, вимірювання кутів
декількома прийомами, «винесення в натуру», передача висотних відміток,
топографічне знімання, визначення недоступної відстані тощо, так і
нетривіальні, такі як, визначення точки перетинів і проекцій, вирівнюванняння
теодолітних ходів, обчислення площ або винесення «в натуру» дуг і кривих.
Перелік прикладних програм ПЗ Topcon ES-105 наведений нижче:
Топографія.
Винесення «в натуру» точок, ліній, дуг і кривих.
Зворотня засічка.
Висота недоступного об’єкту.
Кругові прийоми.
Визначення недоступної відстані.
Проекція точки на лінію.
Обчислення площі.
Вимірювання зі зміщенням.
Вірівнювання теодолітного ходу.
Обчислення точки перетину ліній.
Базова лінія.
Знімання поперечників.
Траса.
Програми тахеометра для кращого розуміння функціональних можливостей
забезпечені графічними підказками.
Суттєвою перевагою приладу є автоматичне програмне введення поправок
в результати вимірювань, а саме: у виміряні кути вводяться поправки за
колімаційну похибку і місце зеніту; виміряні приладом відстані приводяться до
горизонтального прокладання; у виміряні відстані вводяться поправки за
атмосферні умови, кривизну поверхні Землі, рефракцію, а також за приведення
довжин ліній на рівень моря (ці опції властиві всім сучасним тахеометрам).
Зазначемо, що час роботи середньої інтенсивності від одного штатного
повністю зарядженого акумулятора становить близько 36 годин.
Початкові налаштування тахеометра. Початок роботи з будь-яким
електронним тахеометром в першу чергу пов'язаний з:
- встановленням, закріпленням та вмиканням тахеометра;
- приведенням приладу в робоче положення - виконання центрування/
горизонтування над точкою стояння;
10
- виконання його перевірок (за необхідності) та юстування (для досвідчених
користувачів);
- виконанням початкових налаштувань – вибір та введення назви робочого
файлу, записування координат відомих точок, налаштування (перевірка)
одиниць вимірювання.
Після встановлення та закріплення приладу на штативі виконується
оснащення приладу акумулятором та його вмикання.
Горизонтування та центрування приладу – стандартна процедура, яка
описана в багатох настановах. Єдиною особливістю виконання горизонтування
для Topcon ES – 105 - є використання датчика нахилу (цифрового рівня), з
візуалізацією на екрані переміщення його «бульбашки» та відображення кутових
величин нахилу по відповідним осям.
Після приведення приладу до горизонту за допомогою датчика нахилу, для
завершення процедури і переходу в інший режим, Потрібно натиснути [ДА],
після чого завантажиться екран дисплея, на якому відображено початкове меню,
наведене на рисунку
В даному меню показані тип та серійний номер приладу, версія програмного
забезпечення, а також файл, в який проводиться запис даних. Нагадаємо, що
прилад має пам'ять на 10000 точок, але кількість файлів роботи в ньому
обмежена десятьма. При цьому всі файли за замовчуванням мають назви «Job», з
наскрізною нумерацією від 1 до 10.
Вибір (активування) команд меню здійснюється функціональними
клавішами: {F1, F2, F3 і F4}, які знаходяться під відповідними командами меню.
Натискання клавіш дозволяє зайти в режими Вимірювань, передачі даних через
порт USB, роботи з Пам'яттю приладу і Конфігурацією приладу відповідно.
Для миттєвого переходу в режим вимірювань, без додаткових налаштувань,
достатньо натиснути [ИЗМЕР]. Таким чином стане можливим вимірювання
кутів та відстаней без запису даних у пам'ять приладу. При необхідності ведення
електронного запису даних вимірювань та додаткових налаштувань, необхідно
перейти до роботи з пам’яттю і конфігурацією приладу.
Команди двох сторінок меню Р1, Р2 Конфігурації приладу показано на
рисунку:
11
Доступні наступні опції Умов спостереження:
Зайшовши в це підменю, переходячи між рядками, можна змінити наступні
установки: формат відображення виміряної відстані - горизонтальне
прокладання D, нахилена відстань S або перевищення h; включення або
виключення роботи компенсатора, врахування поправок за колімаційну похибку,
кривизну землі, за приведення довжин ліній на рівень моря. Зміна налаштувань
проводиться за допомогою стрілок {◄ ►} на панелі управління.
Також в меню Умови спостережень є можливість встановити відлік по
вертикальному кругу в форматі «зенітних відстаней», або «кутів нахилу»,
змінити порядок відображення і введення координат.
Рис.4 Встановлення відліків вимірювання зенітних відстаней та вертикальних
кутів: від зеніту 0÷360; від горизонту 0÷360; від горизонту 90.
Подвійна стрілка в правому нижньому кутку екрана інформує про те, що
пункти меню розташовані на декількох сторінках. Переміщення між пунктами
меню та сторінками здійснюється за допомогою кнопок {▼ ▲}.
В меню Параметри приладу встановлюються призначені для користувача
особливості експлуатації, наприклад, яскравість підсвічування сітки ниток або
контрастність дисплея.
12
Далі, в меню Константи приладу показані поточні константи
компенсатора. В цьому ж меню виконується визначення значення колімаційної
похибки і місця нуля, а також перевірка і юстирування компенсатора нахилу.
Наступне підменю - Параметри зв'язку. У ньому виконуються налаштування
передачі і прийому даних на ПК.
У підменю Одиниці встановлюються одиниці вимірювань відстаней, кутів,
а також супутньої інформації про зовнішні умови: температури повітря і
атмосферного тиску.
На цьому зміну налаштувань приладу можна завершити, і перейти до
створення файлу роботи, в який будуть записуватися всі виміряні дані. Для цього
необхідно вийти в початкове меню приладу, натиснувши {Esc}, і увійти в меню
Пам'ять, натиснувши клавішу {F3}.
Для створення файлу роботи слід увійти в однойменне підменю Файл.
Далі потрібно натиснути Вибір файлу і вибрати вільний файл. У разі якщо
прилад використовується з очищеною пам’яттю, необхідність в цьому відпадає,
оскільки за замовчуванням за файл роботи приймається файл з ім'ям Job1. В
цьому випадку можна перейти безпосередньо до присвоєння файлу
індивідуального імені.
Слід зазначити, що в підменю Вибір файлу перший рядок вибору показує
файл, в який буде проводитися запис даних при зніманні, а другий, - це файл з
якого будуть завантажуватися відомі дані (наприклад, координати опорних
точок, або дані для виносу в натуру).
Для зручності рекомендується в обох випадках користуватися одним і тим
же файлом. Якщо в пам'яті приладу є кілька файлів з даними, то їх вибір може
бути здійснений зі списку натисканням клавіші {F1}, яка є активною. При цьому
в списку файлів, напроти імені буде значитися кількість записаних даних. Вибір
файлу підтверджується натисканням клавіші {Enter}.
13
Привласнення файлу роботи індивідуального імені проводиться в підменю
Файл → Имя файла. У ньому необхідно ввести ім'я файлу, довжиною не більше
восьми символів, при цьому в імені можуть використовуватися як літери, так і
цифри. Перемикання між введенням літерних або цифрових символів
здійснюється за допомогою кнопки {SHIFT} на панелі управління. Те, які саме
знаки вводяться в даний момент, показується у верхньому правому кутку екрана.
Лабораторна робота №2
Основні перевірки та юстування електронного тахеометру
Мета роботи: освоїти методику виконання перевірок електронного
тахеометра.
Завдання: під керівництвом викладача виконати перевірки тахеометра.
Після довгого зберігання, перевезення або у випадку сильного механічного
струсу перед початком використання необхідно провести огляд та перевірку
приладу. Перевірка проводиться у заданій послідовності розпочинаючи з
перевірки «Круглого рівня».
Зауваження: якщо датчик нахилу розрегульований, то неможливо вірно
відюстувати круглий рівень.
Порядок виконання роботи.
1. Приведіть прилад до горизонту і перевірте положення бульбашки круглого
рівня.
2. Поверніть верхню частину приладу на 180° і перевірте положення бульбашки.
Якщо бульбашка залишилася на місці, то юстування не потрібне. Якщо
бульбашка змістилася з центру, виконайте юстування таким чином, як це
описано нижче.
3. Спочатку необхідно визначити в яку сторону від центру змістилася
бульбашка.
4. За допомогою юстувальної шпильки, обертаючи юстувальний гвинт зі
сторони, протилежної напрямку зміщення рівня, перемістіть бульбашку рівня
в центр.
5. Повертайте юстувальні гвинти так, щоб вони були затягнуті однаково, а
бульбашка залишалася в центрі при будь-якому положенні тахеометра.
6. Перевірте якість виконання юстування і за необхідності повторіть.
Визначення місця нуля компенсатора.
Зауваження: якщо кут нахилу, що виводиться на екран, відрізняється від 0°
(місце нуля), прилад не точно приведено до горизонту. Це негативно
позначиться на точності кутових вимірювань. Щоб усунути помилку місця нуля
компенсатора, виконайте наступні процедури.
14
Порядок виконання роботи.
1. Встановіть, згоризонтуйте та включіть прилад.
2. Двічі натисніть клавішу [Уст_0] на 1 сторінці режиму вимірювання та
встановіть нульовий відлік по горизонтальному кругу.
3. Виведіть на екран зображення електронного рівня. Для цього на 2 сторінці
режиму вимірювання виберіть [НАКЛ]. В цьому режимі ретельно приведіть
прилад до горизонту. Потім поверніть прилад на 180° 1. Якщо значення X та
Y при крузі «Право» відрізняється від значень при крузі «Ліво» менше 20", то
юстування не потрібне. В гіршому випадку необхідно виконати юстування.
4. Процедура юстування. Наведіть зорову трубу на віддалену чітку візирну ціль
при положенні КП, та обнуліть значення лімба горизонтального круга. Для
цього на першій сторінці режиму вимірювань [P1] двічі натисніть програмну
клавішу {F3} [УСТ_0]. Відлік горизонтального кругу на візирну ціль стане
рівним 0°, що відразу відобразиться на екрані.
5. На екрані режиму Конфігурація потрібно вибрати Константи приладу, щоб
відобразити поточні значення поправок в напрямку X (напрямок
спостереження) і в напрямку Y (вісь обертання зорової труби).
6. На екрані Константи приладу виберіть Комп: X Y і нажміть {ENTER} для
виведення значень кутів нахилу в напрямку X і в напрямку Y.
7. Збержіть ці величини натиснувши [ДА]. На екрані з’явиться напис «Відлік
при КП».
8. Поверніть прилад на 180°, поки значення кута не стане рівним 180° 1 і не
з’явиться клавіша [ДА]. Зачекайте декілька секунд, поки відліки
стабілізуються, та натисніть [ДА] для збереження кутових відліків X та Y.
Будуть обчислені та з’являться на екрані нові значення поправок.
9. Переконайтесь, що величини знаходяться в діапазоні 20" та натисніть [ДА],
щоб оновити місце нуля компенсатора.
15
Визначення колімаційної похибки. Колімаційна похибка викликана
неперпендикулярністю візирної осі до осі обертання зорової труби, призводить
до виникнення постійної похибки при вимірюванні горизонтальних кутів.
Перевірка виконується з метою наступного автоматичного внесення
визначеної величини колімаційної похибки приладу у результати виміряних
кутів при одному положенні круга.
Порядок виконання роботи:
1. На екрані режиму Конфігурація потрібно вибрати Константи приладу і у
вікні, що відкрилося, вибрати Колімація. Виведеться вікно Колімація.
2. Наведіться на чітку віддалену ціль при положенні КЛ і натисніть [ДА].
3. Наведіться на ціль при положенні КП і натисніть [ДА].
4. Натисніть [ДА], щоб встановити поправку.
Крім описаних перевірок за потреби проводяться перевірка та юстування
сітки ниток, оптичного центриру та визначення поправки віддалеміру.
Ознайомитися з процедурою їх виконання можна самостійно за навединими
посиланнями.
Таким чином, після виконання необхідних для користувача налаштувань,
проведення повірки приладу, вибору файлу роботи і присвоєння йому імені
завершується підготовчий етап підготовки тахеометра до роботи і можна
переходити до безпосереднього виконання вимірювань.
Лабораторна робота №3
Перехід до режиму вимірювань. Вимірювання горизонтального кута між
двома точками
Мета роботи Освоїти методику вимірювання кутів електронним
тахеометром та методику введення заданого відліку по горизонтальному кругу.
Завдання: виконати вимірювання горизонтального кута.
Для переходу до режиму вимірювань необхідно в початковому меню
натиснути клавішу {F1}. Слід зауважити, що перехід до режиму вимірювань з
початкового меню може бути здійснений натисканням кнопки {Esc}.
Основне меню вимірів має три сторінки з яких може бути здійснений
перехід в різні спеціальні програми, дві з них [Р1] та [Р2] мають безпосереднє
відношення до виконання даного завдання:
16
В основному меню вимірювань [Р1] виводяться поточні дані: горизонтальне
прокладання, зенітна відстань і горизонтальний кут.
У верхньому правому куті вказуються:
- поправка у вимірювані відстані за атмосферні умови ррm (в даному випадку
сама абревіатура «ppm» (з англ. part per million) означає мм/км,
- постійний коефіцієнт відбивача – [ПП] (при вимірюваннях на плівку і без
відбивача, цей коефіцієнт за замовчуванням дорівнює нулю).
Нижче розташовані індикатори рівня заряду батареї і режиму вимірювання
відстаней: на призму, на світловідбиваючу плівку і без відбивача. Ще нижче
знаходиться індикатор роботи компенсатора. Далі розташований порядковий
номер сторінки меню. Перемикання між сторінками меню здійснюється за
допомогою кнопки {SFT} на панелі керування тахеометра.
На кожній з трьох сторінок меню розташовані чотири програмні клавіші, які
відповідають клавішам {F1 - F4} на панелі управління приладу. Слід зазначити,
що користувач має можливість призначити різні команди клавішам відповідно
до своїх потреб, але в більшості заводські установки використовуються за
замовчуванням.
Розберемо по порядку значення кожної з програмних клавіш на двох
сторінках меню Вимірювань.
На сторінці [Р1] знаходяться наступні функції: [РАССТ] {F1} - команда
безпосереднього вимірювання відстані; [SDh] {F2} - команда перемикань
режиму демонстрації віміряної відстані; [УСТ_0] {F3} - обнулення початкового
напрямку; [КООРД] {F4}- визначення координат точок.
На сторінці вимірювань [Р2] в [Меню] {F1} розташована більшість опцій,
які доступні на трьох сторінках головного меню вимірювань, і додатково ще
кілька опцій, не представлених в головному меню, таких, як урівнювання
теодолітного ходу, обчислення площі (дана опція незамінна при проведенні
оперативних робіт по визначенню площі земельних ділянок і дозволяє,
проводячи на місцевості вимірювання, отримати площу території); [НАКЛ] {F2}
- демонстрація роботи датчика нахилу; [Уст.ГУ] {F3} - команда установки
заданого значення напрямку спостереження (наприклад дирекційного кута);
[ДЛН] {F4} - вхід до підменю з налаштування віддалеміра.
На третій сторінці [Р3] розташовані додаткові функції: [ОНР] {F1} -
визначення недоступної відстані; [СМЕЩ] {F2} - підміню вимірювань зі
зміщенням; [ТОПО] {F3} - перехід в режим виконання топознімання; [ВЫНОС]
{F4} - винос «в натуру».
Вимірювання горизонтального кута. Порядок виконання роботи.
1. Встановлюємо прилад на штативі і приводимо в робоче положення.
17
2. Наводимося на першу візирну ціль при положені тахеометра КЛ.
3. На першій сторінці режиму Вимірювання натискаемо [УСТ_0]. Коли напис
[УСТ_0] почне блимати, знову натискаємо [УСТ_0]. Відлік по
горизонтальному кругу на першу візирну ціль дорівнюватиме 0.
4. Наводимося на другу візирну ціль. На екрані відобразиться відлік по
горизонтальному кругу [ГУпр], який і є кутом між двома точками.
Для вимірювання кута повним прийомом (в режимі теодоліта) приведіть
тахеометр в положення КП і виконайте спостереження цілей в зворотньому
порядку. Результат спостережень внесіть в журнал вимірювання кута.
Для визначення горизонтального кута з більшою точністю передбачені
виконання його повторних вимірювань.
Введення заданого відліку горизонтального кругу.
Для використання відомого кута орієнтування на визначену ціль необхідно
виконати наступну процедуру введення кутових даних:
1. Навестися на візирну ціль.
2. На другій сторінці Вимірювання натисніти клавішу [Уст.ГУ] и вибрати
[Угол].
3. Ввести за допомогою клавіатури потрібний відлік кута та натиснути [ДА].
Введене значення кута відобразиться на екрані.
4. Наведіться на другу візирну ціль. Візуалізується відлік по ГК на другу ціль з
врахуванням введеного раніше відліку.
18
Зауваження: при введенні кутових значень градуси відділяються від мінут
та секунд крапкою. При натиснутій клавіші [ЗАП] можна встановити
орієнтирний пункт та записати його в поточний робочий файл.
Лабораторна робота №4
Вимірювання відстані
Мета роботи: навчитись виконувати налаштування віддалеміра тахеометра;
оволодіти методикою вимірювання відстаней з використанням усіх видів
відбивачів та в безвідбивачевому режимі.
Завдання: виконати вимірювання відстані.
Налаштування віддалеміра.
На другій сторінці меню вимірювань знаходиться опція редагування
налаштувань віддалеміра [ДЛН]. Для зміни налаштувань потрібно натиснути
{F4}.
У рядку [Режим] можна встановити необхідну кількість вимірювань відстані
(результат вимірювання буде отриманий як середнє арифметичне з результатів
усіх вимірювань), встановити вид відбиваючої поверхні (на відбивач ,
світловідбиваючу плівку або без відбивача ), ввести постійну поправку
[ПП] відбивача, задати атмосферні умови: температуру повітря в ºС, і
атмосферний тиск в мм. рт. ст. (параметри атмосфери вводяться на наступній
сторінці за допомогою цифрової клавіатури).
Після введення значень температури і тиску обчислюється коефіцієнт ppm,
за яким вводиться поправка за атмосферу у виміряні відстані. Для спрощення
роботи передбачена можливість установки поправки за атмосферу, яка дорівнює
нулю, для чого в цьому вікні клавіші {F1} присвоюється значення [0 ppm].
Слід зазначити, що при вимірюваннях великих довжин ліній вплив
атмосфери може бути досить істотним, а не врахування температури і тиску
може вплинути на достовірність кінцевого результату.
Зміна налаштувань віддалеміра підтверджується натисканням кнопки
{Enter}.
Зауваження: врахування впливу атмосфери виконується тільки при
високоточних вимірюваннях відстаней.
19
Перейдемо до безпосереднього вимірювання відстані. Зауважимо, що
вимірювання відстані виконується одночасно з вимірюванням кутів.
Порядок виконання роботи:
1. Наведіться на відбивач.
2. Щоб почати вимірювання, на першій сторінці режиму вимірювань натисніть
клавішу [РАССТ]. Пролунає короткий звуковий сигнал, потім на екрані
з’являться виміряна відстань [S] відліки по вертикальному [Z] і
горизонтальному кругу [ГУпр].
3. При натисканні клавіші [SDh] на екран будуть виведені значення нахиленої
відстані [S], горизонтального прокладення [D] та перевищення [h].
Лабораторна робота №5
Визначення координат станції методом зворотньої засічки
Мета: вивчити методику виконання зворотної кутової та лінійно-кутової
засічки.
Завдання: визначити координати точки стояння виконуванням зворотньої
кутової та лінійно-кутової засічки.
Оскільки наступна функція - зворотня засічка, є однією з ключових завдань
прикладної геодезії, на ній доцільно зупинитися докладніше.
Зворотня засічка використовується для визначення координат точки стояння
(станції) шляхом виконання вимірювань на декілька пунктів з відомими
координатами. В прикладних програмах електронних тахеометрів реалізовані
два варіанти вирішення зворотної засічки: лінійно-кутова – за вимірюваннями
напрямків на min два пункти з відомими координатами, та кутова – відповідно
min на три пункти (спостереження на чотири пункти дозволить обчислити
координати станції з оцінкою точності вимірювань). Якщо візування
проводиться на об'єкт, відстань до якого можна виміряти, то доцільно проводити
зворотну лінійно-кутову засічку, оскільки це скоротить необхідну кількість
вимірювань.
20
Рис. 4 Принципова схема виконання зворотної засічки
Для виконання вирівнювання виміряних значень з оцінкою точності
вимірювань, бажано мати надлишкові вимірювання, тобто збільшення кількості
пунктів і кількості спостережень. При виконанні лінійно-кутових вимірювань
можна використовувати від 2 до 10 пунктів, а при виконанні кутових вимірювань
– від 3 до 10.
Зауваження: якість виконання засічки залежить від геометрії розташування
пунктів спостереження і обов’язкової прямої видимості на них. Вимірювання
можуть здійснюватися повним прийомом.
Порядок виконання роботи.
1. Виконати підготовку опорних даних: закріпити точки спостереження і
визначити їх планові або просторові координати.
2. Створивши файл роботи, внести назви та координати пунктів спостереження в
пам'ять тахеометра.
3. Встановити тахеометр в точці з якої спостерігаються опорні пункти та
провести його в робоче положення.
4. В меню координатних вимірювань виберіть [Ввод СТН].
5. Натисніть [ЗАСЕЧ].
6. Пункт Установки містить налаштування процесу вимірювання і обчислення
при виконанні зворотної засічки. У вікні екрану Засічка потрібно вибрати
Установки. При виборі [Нет] в рядку [Набл КЛ/КП] вимірювання будуть
виконуватися тільки при положенні КЛ. В іншому випадку виконання
вимірювань буде проводитися повним прийомом. Якщо вибрані вимірювання
КЛ+КП, точки будуть спостерігатися в наступному порядку: 1-а точка КЛ – 1-
21
а точка КП; 2-а точка КЛ – 2-а точка КП; і т.д. При встановлені [Z] в
положення [Выкл] оцінка точності по висоті не виконується.
7. Виберіть [XYH] для запуску вимірювання.
8. Наведіться на першу відому точку і натисніть [ИЗМЕР] для вимірювання в
режимі лінійно-кутової засічки (для вимірювання в режимі виконання кутової
засічки потрібно натискати [УГОЛ]).
Результати вимірювання будуть виведені на екран. На рисунку екрана
показаний порядковий номер точки, що підлягає спостереженню (в даному
випадку перша, а також всі виміряні величини).
9. Після виконання вимірювань на першу точку з'являється вікно підтвердження
вимірювання, в якому можна ввести висоту відбивача (в рядку [Выс_Ц]),
якщо визначаються як планові координати станції, так і висота приладу. Далі,
слід підтвердити вимірювання на 1-у точку натиснувши [ДА].
10. Після цього з'являється вікно, в якому необхідно ввести координати точки.
Зробити це можна як вручну, так і завантажити координати відомої точки, що
зберігаються в пам'яті, натиснувши [СЧИТ] (зчитати) та вибрати з каталогу
точок потрібну.
22
11. Після введення координат слід перейти до виконання вимірювань на другий
пункт з відомими координатами, натиснувши клавішу [СЛЕД] (наступна).
Алгоритм вимірювань на 2-у та всі інші потрібні точки аналогічний вище
описаному.
Коли кількість виміряних точок буде достатньою для обчислення координат
станції, з’явиться команда [ВЫЧ] (обчислити). Слід звернути увагу на те, що
при лінійно-кутових вимірюваннях, після введення координат другого вихідного
пункту, у цьому вікні стає доступною функція обчислення координат станції.
Обчислити координати станції можна натиснувши команду [ВЫЧ].
Відбудеться автоматичний процес обчислення і на екран завантажаться
координати станції та значення стандартних відхилень, які характеризують
точність вимірювання. Зверху вказуються вирівняні координати станції, нижче
дані похибки визначення планового положення станції, отримані за
результатами вирівнювання.
12. Ознайомитися з результатами вимірювання можна натиснувши [РЕЗ-Т].
13. Якщо точність вимірювань на будь-яку точку не задовольняє умовам
поставленого завдання, тоді є дві альтернативи: або виконати повторне
спостереження цієї точки, натиснувши [П_НАБЛ] (повторні спостереження)
і повторити процес вимірювань, описаний вище, або виключити
спостереження на дану точку з вирівнювання, натиснувши [ПЛОХ]. У цьому
випадку буде виконане перевирівнювання результатів вимірювань без
урахування спостережень на зазначений пункт. Для цього потрібно
натиснути [П_ Выч] і ознайомитися з оновленими результатами.
Також можна виконати спостереження на додатковий відомий пункт,
натиснувши клавішу [ДОБ] та виконати спостереження на добавлений пункт
за описаною вище процедурою.
14. Завершення виконання зворотної засічки проводиться у вікні результатів
натисканням команди [ДА]. Координати станції визначені.
23
15. Потім з'являється вікно підтвердження орієнтування станції – установки
дирекційного кута. Якщо орієнтирний напрямок задано раніше, слід
відмовитися, натиснувши [НЕТ], в іншому випадку необхідно підтвердити
результат засічки натисканням [ДА].
16. Натискання клавіші [ДА] задає координати станції та дирекційний кут, після
чого відображається екран Координати.
Натискання [ДА] переводить тахеометр в режим вимірювання.
Після завершення виконання зворотної засічки можна переходити до будь-
яких інших видів вимірювань, пов'язаних із визначенням координат точок, або з
виносом «в натуру».
Варто звернути увагу на той факт, що після виконання зворотної засічки
висотна прив'язка станції розраховується на висоту горизонту приладу.
Лабораторна робота №6
Електронно-тахеометричне знімання. Координатні вимірювання
Мета роботи: виконуючи координатні вимірювання навчитись
технологічним операціям електронно-тахеометричного знімання, а саме:
визначати або задавати координати точки стояння (станції), вносити параметри
«висота цілі» та «висота станції», орієнтувати станцію, визначати просторові
координати точок місцевості, вести електронний журнал запису координат
точок.
Завдання: виконати комплекс робіт з координатного вимірювання
невеликої ділянки місцевості.
Режим Координати призначений для безпосереднього визначення
прямокутних координат точок знімання. Меню, в якому виконується
координатні вимірювання, знаходиться на сторінці [Р1], меню Вимірювань. Для
завантаження координатного режиму достатньо натиснути [КООРД].
24
Важливо відзначити, що координатні вимірювання можуть бути виконані
завантаженням команди з третьої сторінки [Р3] меню Вимірювання → режим
ТОПО. Цей розширений варіант знімання призначений, в першу чергу, для
запису різних даних: кутів, довжин ліній, прямокутних координат, а також для
оперативного редагування і перегляду отриманих даних.
Перейдемо до розгляду виконання знімання в координатному режимі.
Послідовність дій при виконанні топознімання наступна:
вибір методу координатного знімання;
налаштування станції;
визначення способу орієнтування:
- по орієнтирному пункту з відомими координатами,
- по дирекційному куту,
- виконанням зворотної кутової (лінійно-кутової) засічки;
запис точки стояння (не обов’язково) та встановлення азимуту
орієнтування;
безпосередні вимірювання точок місцевості;
закінчення спостережень.
Вище був описаний спосіб визначення координат станції за допомогою
зворотного лінійно-кутової або кутової засічки. Розглянемо випадок, коли
прилад встановлений над точкою з відомими координатами і необхідно
завантажити її координати та виконати орієнтування станції.
Для орієнтування станції необхідно вибрати перший пункт меню
при цьому з'явиться вікно способів завантаження координат станції.
Координати можна завантажити з пам'яті приладу, натиснувши клавішу
[ЗАГР] {F1}. Далі необхідно вибрати зі списку потрібну точку і підтвердити
вибір натисканням кнопки {Enter}.
Після завантаження координат станції слід виконати її орієнтування.
Орієнтування можна виконати, натиснувши клавіші [ЗТ_АЗ] {F2}, [ЗТ_XYH]
25
{F3} або [ЗАСЕЧ] {F4}. При натисканням клавіші {F2} буде обраний режим
орієнтування на відому точку з введенням дирекційного кута або виконання
орієнтування по магнітному азимуту (по бусолі), при натисканні {F3} -
орієнтування на точку з відомими координатами. Варто відзначити, що на
практиці другий випадок зустрічається набагато частіше, тому, докладніше
зупинимося, саме на ньому.
Як зазначалося, для виконання орієнтування на точку з відомими
координатами необхідно натиснути клавішу {F3}. У вікні програма запросить
ввести координати орієнтирної, або як вказується на екрані [Задньої точки].
Робиться це аналогічно введенню координат станції - вибравши зі списку після
натискання клавіші [ЗАГР] {F1}. Після вибору потрібної точки, з метою
контролю, на екран завантажуються точка та її координати. Для підтвердження
їх використання необхідно натиснувши клавішу [OK] {F4}.
Після введення координат з'явиться наступне вікно [Задн.Точка]
[Установить ЗТ]. При активному стані даного вікна здійснюється безпосередньє
орієнтування станції. Для виконання орієнтування станції слід навести зорову
трубу на орієнтирну точку і підтвердити орієнтування натисканням клавіші [ДА]
{F4}.
Після підтвердження завантажується вікно [Коорд.] з активним рядком
[Наблюдения] (спостереження). Для того, щоб почати виконання знімання в
режимі прямокутних координат необхідно натиснувши {Enter}.
Для того, щоб розпочати вимірювання необхідно навести зорову трубу на
визначену точку або встановлений в точці відбивач і натиснути клавішу [ИЗМ]
{F4} (вимірювання). Ця команда передбачає виконання контрольованого запису
пікету з можливістю введення коду та номеру цієї точки. Вікно спостережень
показано на рисунку:
Після виконання вимірювання значення координат на екрані будуть
оновлені, і стане активною кнопка [ЗАП] {F1}, яка відповідає за запис в пам'ять
отриманих результатів вимірювань. У вікні по рядках виводяться значення
отриманих координат точки (X, Y, Н), висота цілі (вішки з відбивачем або
конкретної точки на поверхні об’єкту місцевості), код та, на другій сторінці,
номер (назва) точки вимірювання.
26
Також у цьому вікні можна встановити (змінити) висоту відбивача в рядку
[Выс_в]. Висота вводиться вручну за допомогою цифрової клавіатури.
Підтвердження введення висоти виконується натисканням клавіші {▲▼}.
Для записування вимірювань в режимі контролю результатів потрібно
натиснути [ЗАП] {F1}.
Є й інший режим, аналогічний режиму роботи описаному вище, з тією
відмінністю, що записування результатів вимірювання здійснюється
автоматично. Даний режим призначений для виконання однотипних вимірювань
великого об'єму, оскільки в ньому є спеціальна функція автоматичного
вимірювання і запису отриманих даних одним натисканням, що прискорює і
спрощує процес вимірювань. Також цей режим дуже зручний при виконанні
знімання великих масивів точок, без необхідності постійно оперувати кодами
точок або висотою відбивача.
Вимірювання та запис результатів в автоматичному режимі виконується при
натисканні клавіші [АВТО] {F3} або бокової клавіші «Запуску швидкого
вимірювання» тахеометра, яка також призначена для виконання вимірювання і
автоматичного запису даних. При їх натисканні відбувається процес
вимірювання та запису інформації, по завершенні якого лунає характерний
звуковий сигнал, який символізує можливість виконання наступного
вимірювання.
Якщо виникає необхідність виконати визначення координат точки зі зміною
коду, імені точки, або висоти відбивача, то вимірювання знову виконуються за
допомогою клавіші [ИЗМ] {F4} з виведенням результатів вимірювань на екран.
Після редагування всіх необхідних даних запис точки проводиться натисканням
кнопки [ЗАП] {F1}. Після запису точки знову таки з'являється вікно
координатного знімання і можна продовжувати виконання роботи.
У разі відсутності прямої видимості на якусь точку, визначення її координат
може бути виконано з використанням функції [СМЕЩ] (зміщення) - клавіша
{F2}. Ця функція дозволяє вводити лінійні поправки в напрямки,
перпендикулярні або вздовж лінії візування, обчислюючи таким чином
координати точки відносно виміряних координат точки, в якій розташований
відбивач. Напрямок внесення та величина поправки за зміщення визначаються
безпосередньо на місцевості. Ця функція може виявитися досить корисною при
27
виконанні знімання на щільно забудованій території або, наприклад, при
виконанні подеревного знімання рослинності лісопаркової зони.
Лабораторна робота №7
Експорт даних електронно-тахеометричного знімання на ПК
Мета: ознайомлення з методикою експорту даних польових вимірювань,
отриманих за допомогою тахеометра Topcon ES-105.
Завдання: виконати експорт файлу лабораторної роботи №7 у програмне
забезпечення Digitals та конвертувати формат SDR33 або TXT в формат .dmf для
його наступної обробки.
Процес виконання практично будь-яких геодезичних робіт за допомогою
сучасного обладнання невід'ємний від комп'ютерної обробки отриманих даних.
Використання різних комп'ютерних програм для постобробки отриманих при
зніманні даних, а також для виконання розрахунків, що передують проведенню
польових робіт, дозволяє багаторазово збільшити ефективність застосування
електронного тахеометра.
Розглянемо процес експорту даних, отриманих при зніманні на
персональний комп'ютер.
Як зазначалося вище, всі дані, одержані при зніманні (координати точок,
значення кутів і довжин ліній), записуються в попередньо створений файл. Саме
цей файл, при передачі даних, експортується на ПК. Переданий файл має так
званий формат: це формат SDR33, що є основним форматом даних тахеометрів
Sokkia, або формат ТХТ, що є форматом даних тахеометрів Topcon.
Як було зазначено, для передачі даних тахеометр оснащений USB-портом.
Рис. 5
Послідовність роботи з використання USB-flash
диску:
1. Відкрити відсік з USB портом.
2. Вставити USB-flash диск у відповідний порт.
3. В екрані головного меню обрати функцію
[USB].
4. У вікні, що відкриється, обрати формат ТОРСОN або SOKKIA (в залежності
від вподобань користувача).
5. В екрані [USB] обрати функцію [Сохранить данные] та натиснути {Еnter}.
6. У переліку файлів роботи обрати той, що потрібно переписати, і натиснути
клавішу {Еnter}. Справа від виділеного файлу з’явиться стрілка:
28
7. Далі, обравши потрібний файл, натиснути [ДА].
8. Ввести або підтвердити ім’я файлу і натиснути клавішу {Еnter}. Файл
буде записаний на USB-flash диск.
9. Після завершення операції запису даних натиснувши {Еsc} виходимо в
головне меню.
Зауважимо, що можливий також експорт даних з використанням кабелю та
Bluetooth-з’єднання.
Після збереження файлу, для того щоб мати можливість обробити дані в
спеціалізованих графічних програмах, потрібно провести конвертування
отриманих даних.
Завантаження даних у програмне забезпечення Digitals.
1. Запустити модуль «Геодезія» (попередньо налаштований на експорт даних).
2. У верхній панелі обрати «Файл» → «Відкрити» та вказати шлях до папки, де
збережено файл вимірів. У закладці «Тип файла» обрати ТОРСОN або
SOKKIA.
Рис. 6
3. Натиснути кнопку «Відкрити» – дані вимірювань будуть завантажені.
29
Рис. 7
4. Конвертувати дані у формат Digitals.dmf: «Файл» → «Экспорт» → «Пикеты».
Підтвердити вибір усіх пікетів та зберегти файл .dmf під обраним ім’ям на
диску ПК.
Рис. 8
30
Рис. 9
Файли формату Sokkia SDR33 і Topcon ТХТ після передачі на ПК також
можуть бути відкриті в програмі Credo_DAT. Зробити це можна запустивши
програму Credo_DAT і в меню Файл вибрати пункт Імпорт → Імпортувати з
файлу. Далі в рядку формату файлу слід вибрати потрібний формат і
експортований раніше файл.
Слід зауважити, що описаний шляхи конвертації даних є далеко не
єдиними, і залежать від наявного в розпорядженні користувача програмного
забезпечення.
Лабораторна робота №8
Геодезичний супутниковий приймач Topcon GRS-1. Будова,
призначення та програмне забезпечення
Мета: вивчити будову приймача, його комплектацію та технічні
характеристики.
Завдання: виконати збір системи в її робочій комплектації.
Загальна інформація.
GRS-1 представляє собою багатофункціональний, багатоцільовий приймач
здатний приймати і обробляти сигнали на частотах L1 і L2, що значно розширює
можливості системи з визначення координат точок місцевості. Наявність в GRS-
1 компоненти GPS+ забезпечує доступ до сигналів американської супутникової
системи GPS і російської системи ГЛОНАСС, за рахунок чого збільшується
кількість супутників, які можуть бути задіяні у визначенні місця розташування,
завдяки чому підвищується точність визначення координат, продуктивність
роботи і скорочується час спостереження.
31
Приймач GRS-1 об'єднує в одному корпусі декілька різних пристроїв:
одночастотний GРS-приймач, супутникову антену, елементи живлення,
електронний компас, інклінометр, змінну карту пам'яті, кольоровий сенсорний
екран, модуль Bluetooth, мікропроцесор з встановленою операційною системою
Windows Mobile.
GRS-1 може працювати в якості:
автономного одночастотного ГІС-приймача для спостережень в режимі DGPS
з отриманням результатів з субметровою точністю,
високоточного двочастотного (L1/L2) двосистемного приймача
(GPS+ГЛОНАСС) геодезичного класу (при підключенні зовнішньої антени
PG-A1),
польового контролера для управління електронними тахеометрами. Це
стало можливим, завдяки використанню в приладі універсального програмного
забезпечення Magnet Field.
При роботі в режимі ГІС-приймача, коли достатньо отримувати координати
з субметровою точністю, а це характерно для збору і оновлення метричної та
атрибутивної інформації про об'єкти, наприклад, міської інфраструктури - опори
освітлення, каналізаційні колодязі тощо, достатньо використання самого
приймача. Вбудована в ньому супутникова антена забезпечить визначення
координат в DGPS режимі з точністю в кілька дециметрів.
Якщо ж потрібно вирішувати традиційні геодезичні задачі з відповідним
рівнем точності, необхідно підключити до приймача зовнішню геодезичну
двочастотну антену, після чого стає можливим його використання в режимах
статика, кінематика з постобробкою і кінематика в реальному часі (RTK).
У таблиці 3 відображені основні характеристики і параметри точності
Topcon GRS-1.
Таблиця 3
Характеристики Topcon GRS-1 Сигнали прийому даних GPS: L1 C/A і P – коди, L2, L2C; ГЛОНАСС: L1, L2 (кодові та
фазові вимірюваня); WAAS/EGNOS/MSAS
Режими вимірювань Статика, Кінематика РР, RTK, DGPS
Тип приймача Багатоканальний (72 канала) двочастотний (L1/L2)
двосистемний (GPS+ГЛОНАСС) приймач
Число каналів 72
GNSS антена Вбудована GPS L1; зовнішня GPS+ГЛОНАСС L1/L2
Точність знімання:
в режимі статики
в режимі кінематики, RTK
DGPS
для (L1+L2) – в плані: 3 мм + 0,5 мм/км;
по висоті: 5 мм + 0,5 мм/км
для (L1 +L2) – в плані: 10 мм + 1,0 мм/км;
по висоті: 15 мм + 1,0 мм/км
Постобробка/RTCM: як правило менше 0,5 м (СКП)
Прийом/передача поправок TPS, NMEA 2.2, 2.3, 3.0, RTCM 2.3, 3.0, CMR, CMR+, BINEX
Інтервал оновлення і запису
даних
до 10 Гц
Робоча температура, °С від -20° до +50°
Пиле- вологозахист IP66
Вага 0,77 кг
32
Розглянемо будову приймача.
Будова GRS-1. На передній панелі GRS-1 (рис. 10) розміщені елементи
управління системою. Управління приймачем здійснюється за допомогою трьох
кнопок та двох світлодіодних індикаторів, розташованих на передній панелі.
• Кнопка живлення служить для включення і виключення приймача.
• Кнопка [ESC] закриває поточне вікно або припиняє роботу функції. Якщо
натиснути цю кнопку й утримувати в натиснутому положенні протягом 1 сек. та
більше, відкривається меню Пуск Windows Mobile.
• Кнопка [ENT] служить для підтвердження і введення налаштувань,
числових значень та збереження пікетів (в залежності від налаштувань
внутрішнього програмного забезпечення).
• Світлодіодний індикатор Bluetooth - бездротової локальної мережі
(проблиский блакитного кольору) та WiFi (проблиский червоного кольору)
показують стан модулів бездротової передачі даних.
• Світлодіодний індикатор зарядки акумулятора – стан заряду батареї.
Сенсорний екран забезпечує відображення інформації і служить пристроєм
введення команд.
Вбудована антена GPS забезпечує прийом сигналів супутників та
відправляє їх в приймач для обробки.
Рис. 10 Передня панель GRS-1
На задній панелі GRS-1 кріпиться сенсорне перо (стилус), яке
використовується для введення команд за допомогою сенсорного екрану. Там же
кріпиться еластичний ремінець, який рекомендується надягати на руку при
використанні приладу в якості ГІС-приймача. Під кришкою акумуляторного
відсіку розташовані основний акумулятор і джерело резервного живлення.
33
Рис. 11 Задня панель GRS-1
Порти GRS-1. Приймач GRS-1 має три порти:
USB - використовується для високошвидкісної передачі даних між GRS-1 і
комп'ютером. Для підключення використовується програма ActiveSync.
Послідовний - використовується для з'єднання внутрішнього модуля GPS
(порт А) і зовнішнього пристрою.
Порт живлення - використовується для підключення GRS-1 до зовнішнього
джерела живлення. Цей порт може бути також використаний для зарядки
акумуляторів.
Рис. 11 Порты GRS-1
Порт під’єднання SD карти – служить для перадачі інформації через магнітні
носії.
Передача файлів на комп'ютер для камеральної обробки, здійснюється за
допомогою USB кабелю або модуля Bluetooth.
До складу стандартного комплекту GRS-1 входять:
• Приймач/контролер GRS-1, який приймає сигнал GPS+ГЛОНАСС на частоті
L1.
34
• 2 літій-іонних акумулятори BT-66Q.
• Сенсорна ручка (стилус).
• Блок живлення і перехідник під електромережу US / Euro.
• Кабель USB (USB A - Mini B) і кабель для зарядки.
• Ремінець на руку і м'який чохол.
Все інше оснащення – додаткове. Серед усього різноманіття цього
обладнання особливе місце посідає зовнішня антена GNSS, завдяки якій і стає
можливим вимірювання приймачем GRS-1 з топографічною або геодезичною
точністю.
Рис. 12 Зовнішні двочастотна антена РG-А1 та трьохчастотна антена РG-S1.
Порт для під’єднання зовнішньої антени GNSS дозволяє підключати
зовнішню антену за допомогою кабелю. Підключення зовнішньої антени PG-A1
суттєво розширює можливості застосування GRS-1.
Рис. 13 Порт під’єднання зовнішньої антени
Кабель антени з'єднує приймач GRS-1 із зовнішньою антеною.
Для кожного приймача GRS-1 при вимірюваннях у статичному режимі, для
закріплення зовнішньої антени над пунктом, координати якого визначаються,
потрібні: штатив, трегер і адаптер трегера. За допомогою штативу і трегеру
антена приводиться в робоче положення, а фазовий центр антени центрується
над геодезичним пунктом.
При кінематичному режимі вимірювань використовують телескопічні GPS-
вішки з позначеннями висоти, розрахованої відносно фазового центру
зовнішньої антени.
35
Польовий кронштейн забезпечує кріплення приймача як на штативі так і на
вішці.
Рис. 14 Кронштейн та спосіб кріплення за його допомогою приймача на
вішку.
При статичних спостереження, для визначення перевищення антени
закріпленої на штативі над точкою стояння (пунктом), використовується GPS-
рулетка, за допомогою якої вимірюють «нахилену» висоту зовнішньої антени
приймача.
Програмне забезпечення. Для роботи приймача розроблене програмне
забезпечення - TopSURV та досконаліший аналог MAGNET Field, яке
використовується для налаштування проекту роботи, вибору режиму
спостережень, введення необхідних даних, безпосереднього виконання
супутникових вимірювань, автоматичної обробки та прийому/передачі даних.
Підготовка приймача до виконання польових робіт. Підготовчі роботи
передбачають стандартні процедури зарядки акумуляторних батарей, перевірки
цілістності і комплектності приладу, оснащення та, якщо передбачається
використання приймача в режимі RTK, виконання його під’єднання до
зовнішнього модему через Bluetooth або WiFi з’єднання, процедуру якого
розглянемо нижче.
Лабораторна робота №9
Підключення приймача GRS-1 до мережі Internet через зовнішній
Bluetooth GSM/GPRS Modem
Мета: оволодіти методикою підключення приймача до мережі Internet.
Завдання: виконати під’єднання приймача до Internet за допомогою
смартфона користувача.
RTK-поправки від мережі базових станцій TNT-TPI Netwoork, System.NET
та інших передаються з серверів на приймачі по Internet засобами GSM/GPRS
зв'язку. Тому, для отримання поправок від мережі, необхідно заздалегідь
налаштувати підключення до мережі Internet.
36
Так, як в приймачі відсутній внутрішній GSM/GPRS-модем, підключення
відбувається через зовнішні пристрої, зокрема мобільний телефон, який
під’єднується до приймача по Bluetooth. Налаштування Internet на GPS-приймачі
Topcon GRS-1 виконується засобами встановленої на ньому операційної системи
Windows Mobile.
Зауваження: Змінювати налаштування Internet-з'єднання необхідно при
зміні SIM-карти, в разі використання іншого оператора з іншою точкою доступу.
Покрокова процедура налаштування Internet-з'єднання:
Увімкніть модуль Bluetooth на телефоні і зробіть його доступним для
підключення, згідно з інструкцією виробника Вашого телефону.
1. Для підключення зовнішнього
пристрою (телефона), необхідно
натиснути ярлик в нижньому кутку
екрана. Запуститься TPS Connection
Manager.
2. Створення нового з’єднання.
Виберіть пункт Create new connection
entry.
3. Параметри нового з’єднання. Вкажіть ім’я з’єднання (Connection Name).
Виберіть тип модема Modem → Bluetooth Modem, COM8. Якщо потрібно,
заповніть поля User Name і Password.
37
Укажіть APN (для «Київстар» - www.kyivstar.net). Виберіть номер дозвона Phone
(для «Київстар» - *99***1#, для інших операторів, стандартно, *99# або
*99***#). Перевірте правильність заповнення усіх полів. Якщо всі параметри
з’єднання указані вірно, нажміть кнопку Create.
4. Включення модуля Bluetooth. Для включення модуля Bluetooth, нажміть на
іконку Bluetooth Manager в правому нижньому кутку екрана.
5. Виберіть пункт меню Turn
Transmiter ON. Після включення
модуля, іконка Bluetooth повинна
стати синьою.
6. Встановлення з’єднання з мережею
Internet. Натисніть на іконку Wireless
Manager в правому верхньому кутку
екрана. Потім натисніть на посилання
Settings.
38
7. Нажміть на ярлик Connections.
8. Виберіть пункт Manage existing
connections.
Якщо пункту «Manage existing
connections» немає, то потрібно вибрати
пункт «Add a new modem connection».
Вводимо назву з’єднання і вибираємо модем на COM8. Жмемо «Next».
Якщо на екрані три рядки «country», «area code» і «telephone number», то
потрібно натиснути «use dialing rules» і зняти галочку. Жмемо «оk» і переходимо
в меню де потрібно ввести тільки телефонний номер дозвону. Вводимо номер
(для Kyivstar - *99***1#). Потім жмемо «next». Ім’я користувача, пароль і APN
залишаємо пустими. Жмемо «FINISH» і, потім, «Manage existing connections».
9. Виберіть раніше створене з’єднання
(в цьому прикладі «Connection 1»).
Натисніть та утримуйте на імені
з’єднання стилус, і у випавшому меню
10. Нажміть на екрані приймача кнопку
OK. Поля «User name», «Password» і
«Domain» залишаємо порожніми.
39
виберіть Connect.
Переключіться стилусом на вікно вибору пристроїв Bluetooth. Якщо у
випавшому списку ще немає імені Вашого телефону, натисніть кнопку «FIND»,
не закриваючи вікна «Connecting...». Підключіть Ваш телефон.
11. Для того щоб зберегти ім’я під’єднаного телефону відмітьте пункт
«Save selection for future use».
12. Виберіть ім’я Вашого телефона і натисніть кнопку «Select».
40
Якщо підключення пройшло успішно, на телефоні відобразиться значок
підключення до мережі GPRS/EDGE, і зупиняться стрілочки на іконці програми
Wireless Manager. При натисканні на іконку Wireless Manager відобразиться час
підключення до мережі. В іншому випадку буде видане повідомлення про
помилку.
Лабораторна робота №10
Виконання налаштувань знімань в режимі RTK
Мета: підготувати проект виконання RTK-знімання.
Завдання: виконати налаштування проекту RTK-знімання в програмі
TopSURV або MAGNET Field.
Загальна інформація. Сьогодні при виконанні топографо-геодезичних
робіт застосовуються, в основному, декілька диференціальних методів
визначення координат - статичне знімання з подальшою камеральною обробкою
або постобробкою (static), знімання в кінематичному режимі з постобробкою
(kinematic PP) і знімання в реальному часі (RTK).
Найбільш продуктивним методом топографічного супутниково-наземного
знімання є RTK-знімання.
В наш час RTK позиціонується, як метод, що дозволяє отримувати поправки
до вимірювань і визначати координати точок позиції GNSS-приймача з
сантиметровою точністю в режимі реального часу. Відбувається це за
допомогою мереж постійно діючих референцних GNSS-станцій Network RTK
(з англ. - «Мережа RTK»). Використання мережевого RTK має ряд переваг в
порівнянні з поодинокими базовими станціями. Зокрема, це - більш висока
точність, простота, економічність, можливість виконувати роботи практично в
будь-якому районі України лише з одним приймачем (за умов покриття цієї
території станціями діючих мереж, підтримки таким приймачем режиму RTK та
доступу до Internet).
41
Додатковими умовами, які впливають на якість та точність визначення
координат є:
Геометричний фактор погіршення точності (Geometric Dilution of Precision
або GDOP) – залежить від геометрії розташування супутників і похибки
вимірювання дальності до супутників.
Кількість та Доступність супутників – чим більше супутників в полі зору
приймача, чим сильніші їх сигнали і чим менше величина геометричного
фактору, тим вище точність визначення місця розташування. Чим краща
доступність, тобто видимість супутників, тим вище точність і достовірність
обчислення координат. Під час вимірювань потрібно пам’ятати, що природні і
штучні об'єкти можуть блокувати, переривати і спотворювати сигнали,
знижуючи число видимих супутників і погіршуючи умови прийому сигналів.
Цілісність та стійкість до збоїв сприяє більш точному і надійному
визначенню місцеположення і забезпечується поєднанням перерахованих
нижче факторів:
- Автономний контроль цілісності приймачем (RAIM) дозволяє визначити
несправність супутника GPS або ГЛОНАСС і виключає дані цього
супутника з обчислень.
- Наявність не менше п'яти видимих супутників при роботі по одному з
сузір'їв GPS або ГЛОНАСС; не менше шести супутників при роботі по
обом сузір'ям.
- Достовірні дані ефемерид і альманаха.
Вмикання приймача та створення проекту роботи.
При першому включенні приймача необхідно ввести початкові
налаштування (ініціалізація приймача) і завантажити в пам'ять приймача
альманах супутників (інформація про переміщення всіх працюючих супутників
системи GPS-NAVSTAR та ГЛОНАСС). З цією метою необхідно включити
приймач на відкритому місці.
Виконавши необхідні установки, слід залишити систему включеною на час
~ 10 хвилин. За цей час приймач прийме і запам'ятає ефемериди всіх супутників
систем, зробить визначення місця розташування приймача і уточнить годинник
приймача.
Надалі операцію ініціалізації приймача слід повторювати тільки у випадках,
якщо система не експлуатувалася тривалий час (більше місяця), якщо були
повністю стерті всі установки або змінений район робіт на відстань понад 100
км. У всіх інших випадках при повторному включенні приймач швидко
визначити своє нове положення. На цю операцію йому буде потрібно не більше
трьох хвилин. Виконавши ініціалізацію, приймач повністю готовий до
подальших польових вимірювань.
Після включення приймач спочатку проводить серію тестів, потім
ініціалізує канали спостереження (72 канали) і починає проводити вимірювання
по видимим супутникам. Кожен з каналів приймача може відстежувати сигнал
від одного супутника системи GPS або ГЛОНАСС. Число доступних каналів
дозволяє приймачу в будь-який момент часу і в будь-якому місці
використовувати всі супутники, що знаходяться вище горизонту. Прийом
42
сигналів з супутників контролюється процесором приймача. Після розподілу
сигналів по каналах кожен сигнал демодулюється і заміряються необхідні
параметри сигналів (фази коду і несучої). Також з навігаційних повідомлень
декодуються необхідні дані про супутники.
Після прийому сигналів від чотирьох і більше супутників стає можливим
вирішення навігаційної задачі, тобто визначення координат приймача (в системі
WGS-84), а також поправки годинника приймача. При наявності даних,
достатніх для вирішення навігаційної задачі, і, прийнявши диференціальну
поправку з базової станції або з мережі, приймач може обчислити координати в
режимі реального часу.
Налаштування RTK.
Налаштування RTK виконаємо в програмному забезпеченні Topcon
TopSURV. Для цього відкриваємо програму і створюємо новий проект, задаючи
його назву.
1.
2.
3.
Для роботи в RTK повинна бути створена окрема Конфігурація - перелік
налаштувань, що зберігаються в пам'яті контролера. У вікні «Налаштування
знімання» можна вибрати зі списку одну з існуючих конфігурацій проекту
(якщо попередньо вона була створена), або створити нову, для чого натиснути на
кнопку і вибрати «Додати».
4.
5.
43
При створенні нової конфігурації необхідно задати довільне ім'я, тип
знімання і тип поправок. Для роботи в мережі System.NET необхідно встановити
Тип: Мережа RTK
Поправки: MAC
6.
У вікні «Receiver Make» вибираємо виробника устаткування (за замовчуванням
- Topcon). В налаштуваннях ровера необхідно встановити тип протоколу
передачі поправок - «NTRIP». Інші параметри вводяться в залежності від
використовуваного обладнання.
7.
8.
У вікні «Налаштування модему» необхідно вибрати підключення до модему
через контролер. У вікні «Радіо ровера» тип мережі встановити «Existing
Network Connection».
44
9.
10.
Далі слід ввести параметри сервера мережі, від якого приймач буде отримувати
поправки. Необхідно ввести:
Adress: gnss.org.ua:ХХХХ (тут «ХХХХ» післе двокрапки - номер порта. Вибір
порта залежить від системи координат.
Ім’я: довільне
Тип: Web
І натиснути «Add New»
11.
Зауваження: замість «XXXX» необхідно задати потрібний порт.
Доступ до сервера по протоколу NTRIP здійснюється по персональному логіну
та паролю. Ці дані вводяться у відповідні поля у вікні «Login Info». Логін і
пароль можна отримати, зареєструвавшись на сайті мережі http://www.gnss-
net.org.ua/sbc/LoginPage.aspx
45
12.
У вікнах «Налаштування: Modem Radio», «знімання Параметри», «Розбивка
Параметри 1», «Додатково» установки залежать від типу виконуваних робіт і
приймача і не впливають на роботу мережі.
13.
14.
15.
16.
46
Після натискання кнопки «Далі» конфігурація RTK-профілю буде збережена і
готова до подальшого використання.
17.
Запуск RTK вимірювання.
1. Запустити RTK можна як у вікні «Connection», послідовно дотримуючись
команд Майстра налаштувань, так і через головне меню програми TopSURV.
Для запуску необхідно вибрати тип підключення, попередньо налаштований
на роботу в мережі System.NET і натиснути «Підключити».
47
2. У новому вікні необхідно вибрати Bluetooth-пристрій, через який буде
здійснюватися підключення до Internet і ввести ім'я підключення (якщо таке
задане).
3. Якщо всі налаштування виконані правильно, приймач підключитися до
сервера і отримає список точок монтування.
48
Точки automax-UCS2000, VRS- UCS2000, i-MAX-UCS2000 використовуються
для формування мережевих RTK-поправок, nearest-UCS2000 - при роботі від
поодинокої базової станції.
4. Після підключення до точки монтування і проведення ініціалізації можна
переходити до виконання робіт.
49
СПИСОК РЕКОМЕНДОВАНИХ ДЖЕРЕЛ:
1. https://www.topconcare.com/en/hardware/gnss-receivers/grs_1/
2. https://www.gsi.ru/catalog/gnss/grs1
3. https://tnt-tpi.com/uk/
4. https://www.ukrgeo.com.ua/products/taxeometry/
5. https://www.ukrgeo.com.ua/products/gnss-oborudovanie/
6. http://www.nngasu.ru/geodesy/classification/
7. http://idealtach.ru/instruktsii/topcon
8. https://www.gsi.ru/catalog/taheo/es105
9. https://systemnet.com.ua/
10. https://rtkhub.com/
