Elektronische theodolieten en total stations worden actief gebruikt voor meet- en landmeetkundige werkzaamheden in geodesie en ontwerp.
Een beetje geschiedenis
Tot het begin van de 16e eeuw werd het meten van verticale en horizontale hoeken uitgevoerd met verschillende instrumenten. Voor efficiënter landmeet- en prospectiewerk was een universeel apparaat nodig dat meerdere functies tegelijk kon combineren.
Het prototype van de moderne theodoliet uit het midden van de vorige eeuw was een instrument dat een polymeter werd genoemd. De goudzoekers uit die tijd accepteerden het met veel enthousiasme en gebruikten het overal in hun werk. Latere versies van het midden van de 19e eeuw legden de basis voor het ontwerp.
Beschrijving van de elektronische theodoliet
De moderne theodoliet heeft veel meetfuncties in zijn arsenaal. Horizontale hoeken worden berekend met behulp van speciale apparaten - alidade en limbus. Het ledemaat is een glazen cirkel met een schaal van 360 verdelingen, die permanent is bevestigd en beschermd tegen beschadiging. De alidade roteert rond de limbus samen met het lichaam van het apparaat.
Principe van meten en gegevensoverdrachtelektronische theodoliet verschilt aanzienlijk van optica. Alle waarden zijn binair versleuteld, dus in plaats van graden, minuten en seconden zijn er nullen of enen. De meting wordt verzonden met behulp van foto-elektronische apparaten.
Om de betrouwbaarheid van de meetwaarden van het apparaat te vergroten, bevat het ontwerp waterpassen en een verticale loodlijn. Voor nauwkeurigere metingen biedt het apparaat een speciale microscoop. Een kenmerkend verschil tussen een elektronische theodoliet en zijn optische versie is de aanwezigheid van een apparaat voor het nemen en opnemen van metingen in automatische modus, gevolgd door hun opname op de geheugenchip van het apparaat.
Alle theodolieten die voor onderzoek of ander werk worden gebruikt, moeten worden geverifieerd. Als de leesfout de vastgestelde normen overschrijdt, is het noodzakelijk om correctie uit te voeren voor correctie. Er is een staatsnorm voor soorten theodolieten. Afhankelijk van de nauwkeurigheid van de metingen, worden ze onderverdeeld in drie klassen: bijzonder nauwkeurig, nauwkeurig en technisch. Deze laatste worden voornamelijk gebruikt voor educatieve doeleinden.
Het werkingsprincipe van de elektronische theodoliet
Door de aard van het ontwerp zijn er: elektronisch, direct beeld, mijnonderzoek, autocollimatie, fototheodolieten, gyrotheodolieten met een gyrokompas, repeaters. Een fototheodoliet heeft bijvoorbeeld een camera in zijn lichaam voor nauwkeurige opnamen en referentie van geologische objecten.
Elektronische theodolieten zijn apparaten die de procedure voor het nemen van hoekwaarden aanzienlijk kunnen vereenvoudigen, vergeleken met volledig optischeapparaten. Met deze tool kun je zelfs in het donker werken. En de aanwezigheid van het display elimineert de fout bij het nemen van metingen. Aan de andere kant zijn elektronische tegenhangers niet zonder nadelen, zoals de aanwezigheid van een batterij die periodiek moet worden opgeladen via het lichtnet, een klein bereik van toegestane bedrijfstemperaturen.
Als u een specifiek model van een elektronische theodoliet kiest, moet u eerst beslissen over het soort taken dat moet worden uitgevoerd. Als een hoge meetnauwkeurigheid geen prioriteit is, dan is het goed mogelijk om rond te komen met een klasseapparaat van T15 tot T30. Voor nauwkeurigere metingen is een apparaat van klasse T2 tot T5 geschikt. Als u ongekende nauwkeurigheid nodig heeft, moet u kiezen voor een model uit de T1-klasse.
Het is niet overbodig om te weten wat de invloed van de opnameomstandigheden is op de uiteindelijke kwaliteit. Zo kan bijvoorbeeld de aanwezigheid van bomen in het gebied de betrouwbaarheid van de uitlezingen van de laserroulette beïnvloeden. De straal kan reflecteren vanaf de takken in plaats van het gewenste object en de gegevens aanzienlijk vervormen. De aanwezigheid van hoge constructies op de locatie, zoals torens of leidingen, heeft ook invloed op het eindresultaat.
De behuizing van een hoogwaardig meetinstrument moet van metaal zijn en alle mogelijke verbindingen moeten met rubber zijn bekleed om te voorkomen dat stof en vocht binnendringen. Goedkopere opties gemaakt van plastic onderdelen zijn van korte duur en mislukken vaak. Hieronder ziet u een foto van een elektronische digitale theodoliet.
Totaalstations
Een meer perfect type apparaat is een total station. Het is een soort symbiose van een computer en een theodoliet. De kosten zijn duurder dan normaal, maar de maakbaarheid is een orde van grootte hoger. Het is uitgerust met een display en een toetsenbord voor gegevensinvoer, heeft een ingebouwde microprocessor voor berekeningen. Automatisering stelt u in staat om alle taken in een oogwenk uit te voeren, terwijl u de productiviteit aanzienlijk verhoogt.
Het belangrijkste doel van de toerenteller is om terreinplannen op een bepaalde schaal te maken met tekenkenmerken van het reliëf. Het hart van elk mechanisme is een geïntegreerde of externe controller, die verantwoordelijk is voor de verwerking van de gegevens die tijdens de enquête zijn ontvangen.
Een onderscheidend kenmerk van het ontwerp van het total station van andere geodetische instrumenten is de modulariteit, waardoor u het apparaat kunt aanpassen aan specifieke behoeften.
Rassen van total stations
Aangezien de meeste total stations zijn uitgerust met een afstandsmeter op basis van een laserstraal, zijn er twee soorten volgens de methode van signaalregistratie:
- beam faseverschil wordt gebruikt om afstanden te bepalen;
- om de afstand tot een object te meten, wordt de doorgangstijd van de laserstraal berekend.
Voor het meten van afstanden tot vijf kilometer is het raadzaam reflecterende prisma's voor een laserafstandsmeter te gebruiken. Op een afstand van maximaal een kilometer kunt u het zonder reflectoren doen, maar er moet worden opgemerkt dat alles afhangt van de kwaliteit van het reflecterende oppervlak van het object. De fout bij het meten van hoekwaarden met een modern total station kan oplopen tot de limiet van een miljoensteprocent of één millimeter per kilometer.
Kleine gebruikskenmerken
Het is belangrijk om te weten dat een dergelijke fout in de praktijk bijna onmogelijk te realiseren is door de invloed van weersomstandigheden en positioneringsfouten en enkele menselijke factoren.
In de regel worden de meeste landmeetkundige werkzaamheden uitgevoerd op een afstand van maximaal 300 meter. Veel minder vaak wordt het nodig om op een afstand van enkele kilometers te schieten. Moderne optica maakt meetbereiken tot 7500 meter mogelijk.
Sommige moderne modellen kunnen worden uitgerust met een globaal positioneringssysteem voor het koppelen van meetresultaten aan de coördinaten van de terreinkaart, evenals een volledig geautomatiseerd systeem dat geen tussenkomst van de operator vereist.
Selectiecriteria
Als je een total station kiest, moet je de taken bepalen die eraan zijn toegewezen. Voor de meesten is een apparaat met een fout van 1-2 mm per kilometer geschikt. Operationeel werk vereist de onmiddellijke overdracht van gegevens naar de verwerkingscomputer. Voor deze doeleinden kunt u een model kiezen dat is uitgerust met een afstandsbediening en een draadloze module zoals Wi-Fi of Bluetooth. Deze aanpassingen van meetinstrumenten hebben in de regel de functie om het onderwerp te volgen.
Als het nodig wordt om meetpunten naar een echte locatie over te brengen, dan heb je in dit geval een apparaat nodig met een duplexsysteem voor invoer en gegevensoverdracht.
Er zijn momenten waarop je een groot object in drie dimensies moet vastleggen. Voor deze doeleinden, solliciteertotal station-modellen die in 3D-scannermodus kunnen werken. De gegevens van zo'n onderzoek worden in de vorm van een puntenwolk naar een computer overgebracht en kunnen met gespecialiseerde CAD-programma's verder worden verwerkt.
