Stazione totale elettronica – in questioni di geodesia non puoi farne a meno

Sezioni dell’articolo

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• Cos’è una stazione totale?
• Storia e principio di funzionamento della stazione totale
• Tipi di stazioni totali elettroniche
• Vantaggi di una stazione totale
• Produttori di tacheometri
• Ciò che è nascosto dietro il prezzo di una stazione totale?
• Alla fine

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In questo articolo: definizione di una stazione totale storia e principio di funzionamento; tipi di stazioni totali elettroniche; vantaggi rispetto ad altri strumenti geodetici; i maggiori produttori di stazioni totali.

Quando si eseguono lavori di costruzione o di rilievo, è necessario un calcolo accurato delle differenze nel paesaggio in un determinato sito, e talvolta la sua area è di migliaia di metri quadrati. Gli strumenti geodetici tradizionali: teodolite, telemetro, livello e metro a nastro non funzioneranno qui, altrimenti le misurazioni impiegheranno settimane, non meno. E i tempi sono diventati un punto importante oggi – i clienti daranno la preferenza a quegli artisti che completano il lavoro il più rapidamente possibile e gli appaltatori hanno sempre più motivi per equipaggiare i loro specialisti con moderne attrezzature da costruzione … Nella nostra era di tecnologia informatica avanzata, la necessità di calcoli fisici e disegni è scomparsa – tutto fa computer con software appropriato. Un dispositivo geodetico universale: una stazione totale elettronica aiuterà a sorvegliare il sito nel più breve tempo possibile e con i risultati più accurati.

Cos’è una stazione totale?

Un tacheometro è un dispositivo geodetico che consente di ottenere rapidamente e con elevata precisione un rilevamento di una determinata area “in pianta” con un quadro completo del rilievo. Il design di questo dispositivo include un telemetro ottico, un teodolite, una calcolatrice e un registratore di dati elettronico – con le sue dimensioni esternamente compatte, la stazione totale combina le funzioni di diversi strumenti geodetici contemporaneamente. Misure di distanze verticali e orizzontali, aree a una distanza di 5000 m con un errore di solo 1 cm, angoli con una precisione di 2? fino a 20? (a seconda del tipo e della classe secondo GOST R 51774-2001), salvataggio automatico dei dati ricevuti per diverse migliaia di punti sull’area misurata, ricezione e trasmissione di dati tramite GPRS a un computer remoto: queste non sono le uniche possibilità di una stazione totale elettronica.

Storia e principio di funzionamento della stazione totale

I primi strumenti geodetici, remotamente simili ai moderni tacheometri, sono stati creati 50 anni fa – in questi dispositivi semi-meccanici e semi-elettronici, sono stati installati indipendentemente un telemetro ottico e un teodolite. Dopo un po ‘di tempo, il teodolite e il telemetro sono stati combinati in un unico alloggiamento, il dispositivo risultante è stato dotato di un pannello speciale che consente di immettere i valori dell’angolo. La prima stazione totale a pieno titolo è stata creata in Svezia – in essa la lettura dell’angolo è stata cambiata da ottica a elettronica, il che ha permesso di automatizzare il lavoro geodetico. Pertanto, le stazioni totali elettroniche sono apparse sul mercato circa 25 anni fa, sono prodotte da società americane, giapponesi e svizzere..

Il principio di funzionamento di una stazione totale elettronica si basa sul metodo delle fasi o, in modelli più moderni, sul metodo degli impulsi. Il primo metodo è la differenza di fase tra i raggi proiettati e restituiti, il secondo è il tempo impiegato dal raggio laser per spostarsi dalla stazione totale al riflettore e viceversa. La distanza alla quale il dispositivo è in grado di funzionare in modalità senza riflettore dipende dal colore della superficie su cui viene proiettato il raggio: le superfici chiare e lisce aumentano la distanza di lavoro della stazione totale più volte rispetto a quelle scure, ma non supereranno i 1.000 – 1.200 m. misure in modalità riflettente – non meno di 5000 m.

Tipi di stazioni totali elettroniche

Tutti i modelli fabbricati sono suddivisi in diversi tipi in base alla loro applicazione:

• stazioni tecniche totali. I dispositivi elettronici di questo tipo sono i più economici, perché sono dotati solo di un telemetro riflettente e richiedono misurazioni geodetiche da parte di un team di due dipendenti: un operatore di una stazione totale tecnica e un pignone;
• tacheometri da costruzione. Dotato di un telemetro senza riflettore, ad es. capace di riprese sia riflettenti che non riflettenti. Non esiste alcuna alidad nella costruzione di tacheometri da costruzione;
• tacheometri tecnici. Progettati per eseguire una vasta gamma di attività, questi dispositivi sono dotati di una fotocamera utilizzata per la costruzione di modelli di terreno tridimensionali, un touchscreen a colori, un processore moderno e un comodo software, slot e porte per USB e schede flash. I moderni modelli di stazioni totali di ingegneria supportano numerosi canali di comunicazione: Wi-Fi, Bluetooth, ecc..

Inoltre, i tacheometri sono suddivisi in modulari, costituiti da elementi separati (indipendenti) e integrati, in cui i dispositivi sono combinati sotto un alloggiamento in un unico meccanismo. Gli ultimi tipi sono stazioni totali motorizzate e automatizzate. I primi sono dotati di un servoazionamento che consente di rilevare più punti contemporaneamente, il secondo di un servoazionamento e di sistemi in grado di riconoscere, catturare e localizzare obiettivi, infatti sono già sistemi geodetici robotici. I dispositivi di questo design sono progettati per le misurazioni da parte di una persona e le stazioni totali robotizzate consentono riprese remote, mentre l’accuratezza dei risultati sarà garantita elevata.

In base alle caratteristiche del sondaggio, le stazioni totali elettroniche sono suddivise in:

• circolare, con un telemetro a filamento e un livello cilindrico sul cerchio verticale dell’alidade;
• nomogramma, calcolo delle eccedenze e delle distanze orizzontali delle distanze secondo il nomogramma, distinguibile nel tubo del dispositivo durante l’osservazione, nonché lungo la rotaia verticale;
• autoreduzione, superamento e spaziatura orizzontale delle distanze in cui sono determinate da una guida orizzontale con un telemetro a doppia immagine;
• in base, la cui base si trova sul tacheometro ed è intesa per il calcolo diretto della distanza orizzontale e le misurazioni degli angoli verticali consentono di calcolare le elevazioni;
• elettro-ottico, dotato di un dispositivo elettronico aggiuntivo che consente l’automazione delle riprese.

Vantaggi di una stazione totale

Se confrontiamo il lavoro con il teodolite e il tacheometro, nel primo caso è necessario conservare i registri nel diario, nel secondo – solo per mantenere uno schema, e il dispositivo registrerà e salverà i dati su distanze, angoli e numeri di picchetti in memoria. Quando si cambia la posizione di questo dispositivo geodetico, è sufficiente impostare una nuova stazione e la prima stazione, quindi puntare sul riflettore e ottenere le misurazioni calcolate dalla stazione totale premendo solo un pulsante.

Il tacheometro elettronico calcola le distanze orizzontali in modo indipendente, in modalità automatica. Il monitor del dispositivo visualizza la distanza di inclinazione, la posizione orizzontale e le quote altimetriche o la distanza e gli angoli di inclinazione (orizzontale e verticale) – la visualizzazione di una delle due opzioni di dati è controllata manualmente dall’operatore.

Il tacheometro è insostituibile quando si esegue il picchettamento: posizionarlo in un punto di cui sono note le coordinate, impostare le coordinate del punto di orientamento o immettere l’angolo direzionale per l’orientamento. Quindi si imposta il punto da impostare inserendo le sue coordinate: l’angolo di rotazione e la distanza che si desidera misurare in questa direzione vengono visualizzati sul monitor del dispositivo. Naturalmente, utilizzando una stazione totale, è possibile misurare la distanza tra i punti e l’altezza dell’oggetto, misurazioni con un offset: questo dispositivo svolge tutte le funzioni di un teodolite.

Quando si esegue un lavoro geodetico in una cava, tale funzione sarà conveniente: ottenere le proprie coordinate mediante resezione. Alla prima installazione della stazione totale elettronica, utilizzando nastro riflettente, vengono calcolate le coordinate di diversi oggetti situati ai bordi della cava. Al termine del lavoro in cava, il dispositivo viene reinstallato e, utilizzando la resezione, vengono calcolate le coordinate del punto di installazione e la cava viene esaminata. Il software corrispondente basato sui calcoli della stazione totale ti aiuterà a ottenere rapidamente un quadro del lavoro svolto nella cava – diagrammi a quadrati, con la loro descrizione generale.

Con il suo design, la stazione totale elettronica è destinata al lavoro sul campo. Polvere o sporco, pioggia o neve, sbalzi di temperatura – tutto ciò non danneggerà il dispositivo. Tra i modelli di stazioni totali, ogni produttore ha dispositivi progettati per funzionare in condizioni particolarmente difficili – il loro regime a bassa temperatura è fino a meno 30 ° С. Tuttavia, vale la pena sceglierli solo nei casi in cui dovrebbe realmente funzionare nelle regioni settentrionali o in alcune condizioni specifiche..

Produttori di tacheometri

I più famosi produttori globali di stazioni totali elettroniche sul nostro mercato sono la società giapponese Sokkia Topcon con i marchi Sokkia e Topcon, la società svizzera Leica Geosystems AG con il marchio Leica, la svedese GeoMax (marchio omonimo), l’American Trimble Navigation con i marchi Nikon e Trimble, e Spectra Precision (marchio omonimo).

Azienda Sokkia Topconnoto per i suoi prodotti nel campo dell’edilizia e della geodesia da oltre 100 anni, gli strumenti prodotti nelle sue imprese hanno tradizionalmente alta precisione e qualità giapponese.

Leica Geosystems, precedentemente noto per il suo marchio Leica nella fotografia (le fotocamere con questo marchio sono ancora prodotte), è stata fondata nel 1990 dalla fusione di diverse aziende e si concentra sulla produzione di sole apparecchiature geodetiche. Le attrezzature di questo marchio sono ampiamente utilizzate in geodesia, sia terrestre che satellitare.

Produttore svizzero di attrezzature nel campo della geodesia e delle costruzioni, società GeoMax, Fin dalla sua istituzione negli anni ’90, ha gareggiato con successo con il marchio Leica sul mercato europeo. La linea di prodotti di questa azienda, che è l’apparecchiatura geodetica e il suo software, si distingue per l’eccezionale qualità e accuratezza delle misurazioni..

Azienda Navigazione Trimble, con sede negli Stati Uniti, ha iniziato la sua esistenza nel 1978 con la produzione di tecnologie di navigazione per la navigazione marittima. Con lo sviluppo del posizionamento spaziale, 25 anni fa, l’azienda ha iniziato a creare navigatori GPS e dal 2003 e dopo l’acquisizione del marchio Nikon, una vasta gamma di apparecchiature geodetiche.

Produttore americano di apparecchiature per il rilevamento Spettro di precisioneè apparso nel 1997 e si è formato a seguito della fusione di diversi produttori di strumenti e tecnologie di rilevamento. Oggi è il più grande marchio di apparecchiature per il rilevamento, noto per le sue tecnologie innovative..

Tra i marchi di stazioni totali elettroniche dei produttori elencati, c’è molto da scegliere tra le attrezzature necessarie, che si tratti di una stazione totale tecnica o robotizzata. Tutto dipende dalle esigenze del cliente, dalle condizioni di lavoro in cui dovrebbe essere utilizzata la stazione totale.

Ciò che è nascosto dietro il prezzo di una stazione totale?

C’è un’enorme distanza tra i segmenti di prezzo inferiore e superiore dei tacheometri, centinaia di migliaia di rubli. Gli strumenti di rilevamento robotico sono spaventosi in termini di complessità e costi, sono sicuro che ogni capo contabile o dirigente con pochissima conoscenza della geodesia sarà ostile a una richiesta di acquisto, diciamo, una stazione totale Sokkia NET1200 (prezzo medio – 1.300.000 rubli). Se traduci tutto solo in denaro, il Topcon GTS-105N molto più economico sarà molto più bello per il reparto contabilità (il prezzo medio è di 170.000 rubli)! Ha senso spendere milioni per una stazione totale robotizzata?

Se dividiamo condizionatamente tutti i modelli esistenti di stazioni totali del segmento di prezzo superiore in dispositivi dotati di servomotori, semi-automatici (dotati di un sistema di tracciamento) e automatici (robot controllati da remoto) e consideriamo l’efficienza del lavoro dal punto di vista di un geometra, allora i loro vantaggi rispetto ai modelli meno costosi sono evidenti.

Durante il lavoro geodetico sul campo, una parte significativa del tempo viene dedicata al puntamento e alla messa a fuoco ripetuti della stazione totale, che non è dotata di servomotori e sistema di localizzazione automatica. Dopo diverse ore e non nelle migliori condizioni meteorologiche, la concentrazione dell’operatore diminuisce, i suoi occhi sono acquosi, il suo corpo fa male per la fatica – di conseguenza, la precisione delle misurazioni diminuisce. Un tacheometro semi-automatico, che tiene traccia autonomamente dei cambiamenti nella posizione del riflettore e può facilmente mirare a esso, aiuterà a facilitare significativamente l’attività fisica dell’operatore, indipendentemente dalle condizioni meteorologiche sul terreno..

Tacheometro Sokkia NET1200

Non è necessario che un compagno muova il riflettore – di norma, durante il lavoro, l’ingegnere-operatore di una stazione totale semplice (regolabile e controllata manualmente) punta verso i picchetti all’assistente con uno staff. La precisione delle misurazioni durante il lavoro geodetico con una ferrovia partner è tutt’altro che ideale, perché un geometra esperto non può valutare la situazione nel punto di picchettaggio e l’assistente non ha conoscenze sufficienti per questo. I dispositivi semiautomatici ti consentono di cambiare la natura del lavoro geodetico: il dispositivo ha un operatore meno esperto che non esegue le impostazioni e preme solo i pulsanti sulla stazione totale al comando di un ingegnere con un riflettore, che determina accuratamente la posizione del picchetto. Quando si ha a che fare con una stazione totale robotizzata, tutte le misurazioni vengono eseguite solo da un ingegnere con uno staff che controlla il dispositivo geodetico da remoto – da un picchetto.

Le stazioni totali robotiche non si stancano e non commettono errori, perché non sono in grado di farlo – non trascorreranno più di 4 secondi per ogni picchetto, indipendentemente dal numero di ore lavorative. I modelli più costosi di tacheometri sono progettati per misurazioni tecniche accurate con errori minimi, eseguendo calcoli indipendenti nel più breve tempo possibile. Un esempio di tale stazione totale robotica è la Leica TS30 con un’accuratezza angolare di 0,5 °, la capacità di eseguire 5.000 misurazioni e fare un giro di 180 ° del telescopio e alidade in un solo secondo, il cui costo medio è di 2.600.000 rubli.

Stazione totale elettronica di alta precisione Leica TS30

Le stazioni totali elettroniche relativamente economiche hanno una serie di funzioni sufficienti per l’uso in cantiere, non saranno sufficienti per scopi di ingegneria. Caratteristiche di una semplice stazione totale di edifici elettronici, ad esempio Nikon DTM-322 (precisione angolare 5?): Ottica di alta qualità, peso ridotto, compensatore ad asse singolo, anziché batterie, è possibile utilizzare normali batterie da 1,5 V, la gamma di misurazione più ampia in modalità prisma è 2 300 m, prezzo medio – 160.000 rubli. Tacheometro per edifici più accurato Trimble M3 DR, con un’accuratezza angolare di 5 ?, Compensatore a due assi, portata alla barra del riflettore 3.000 m, batteria per un funzionamento continuo per 8 ore, presenza di bluetooth e un prezzo medio di 340.000 rubli.

Stazione totale TA TA Trimble M3

Engineering di stazioni totali, ad esempio Sokkia SET1X: 1? precisione angolare, touchscreen a colori a bit alto, campo di misura del riflettore 5.000 m, compensatore a due assi, due batterie al litio per 14 ore di funzionamento continuo, bluetooth, porta USB, lettore di schede, sistema operativo Windows CE – prezzo medio 690.000 rubli.

Stazioni totali di ingegneria motorizzate del valore di circa 850.000 rubli. hanno una precisione angolare inferiore (circa 5?), ma facilitano significativamente i compiti di un geometra. Usando come esempio Leica TS15 M R400 – campo di misura di un riflettore fino a 10.000 m, compensatore a quattro assi, ricarica rapida della batteria per 7 ore di lavoro, sistema operativo Windows CE 5.0 Core, velocità di rotazione 45 ° al secondo, bluetooth, porta USB, lettore di schede, touch screen a colori.

Maggiori sono le caratteristiche dei modelli di ingegneria delle stazioni totali in termini di accuratezza, velocità delle misurazioni ed elaborazione dei dati, maggiore è il loro costo. Va notato che i moderni strumenti di ingegneria elettronica per le misurazioni geodetiche non sono minacciati da una rapida obsolescenza: i modelli che entreranno nel mercato del futuro saranno costruiti sulla base e avranno un insieme simile di funzioni..

Alla fine

Quando si sceglie uno o un altro modello di una stazione totale elettronica o, più correttamente, si sceglie uno o un altro produttore, poiché le caratteristiche delle stazioni totali nel loro segmento di prezzo sono generalmente simili, sarà importante trattare con un fornitore esperto e professionale. I suoi specialisti selezioneranno il modello che meglio soddisfa le esigenze del cliente, incluso il software moderno, il lavoro con il quale deve essere formato ai dipendenti del cliente.

Le moderne stazioni totali sono complesse nel design e per nulla economiche: un’attenta selezione di un dispositivo con un set ottimale di funzioni è estremamente importante.