Геодезические приборы их предназначение и их типы

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Якутская государственная сельскохозяйственная академия

Факультет инженерный Кафедра: Технологические системы АПК

Курсовая работа

Тема: Геодезические приборы

Дисциплина

Образовательная программа: Землеустройство и кадастры

Профиль: Управление земельными ресурсами

г. Якутск 2017г.



Содержание

Введение

1. Теодолит

1.1 Виды и типы теодолитов

1.2 Зарубежные теодолиты

1.3 Российские теодолиты

1.4 Анализ технических данных и стоимости теодолитов

2. Тахеометры

2.1 Виды и типы тахеометров

2.2 Зарубежные тахеометры

2.3 Российские тахеометры

2.4 Анализ технических данных и стоимости тахеометров

3. Нивелиры

3.1 Виды и типы нивелиров

3.2 Зарубежные нивелиры

3.3 Российские нивелиры

3.4 Анализ технических данных и стоимости нивелиров

4. Спутниковая геодезическая аппаратура (GPS)

4.1 Типы GPS оборудования

4.2 Обзор и сравнительный анализ GPS оборудования

4.3 Анализ стоимости GPS оборудования

5. Лазерный сканер

5.1 Виды и типы лазерных сканеров

5.2 Обзор и сравнительный анализ лазерных сканеров

5.3 Анализ стоимости лазерных сканеров

Заключение

Список используемой литературы



Введение

Геодезия - наука которая нашла широкое применение в строительстве и решает следующие основные задачи: получение геодезических данных на стадии проектирования сооружения (инженерно-геодезические изыскания); вынос в соответствии с проектом и закрепление на местности основных осей и границ сооружений (разбивочные работы); обеспечение правильных геометрических форм и размеров элементов сооружения на стадии строительства, определение отклонений построенных элементов сооружения от проектных (исполнительные съемки), наблюдение за деформациями земной поверхности или самого сооружения.



1. Теодолит

1.1 Виды и типы теодолитов

Теодолит - это геодезический прибор, предназначенный для измерения горизонтальных и вертикальных углов. Происхождение слова "теодолит", по-видимому, связано с греческими словами theomai смотрю, вижу и dolichos - длинный, далеко.

Теодолиты различаются по точности, способу отсчитывания по лимбу, по конструкции, назначению и другим признакам.

По точности теодолиты делятся на:

высокоточные, с помощью которых горизонтальный угол измеряется одним полным приемом со средней квадратической погрешностью от ± 0,5" до ± 1";

точные, позволяющие измерять горизонтальный угол одним приемом со средней квадратической погрешностью от ± 2" до ± 15";

технические - со средней квадратической погрешностью от ± 20" до ± 60".

По конструкции теодолиты делятся на повторительные и простые.

Теодолиты распределены на несколько основных типов в зависимости от принципа работы, особенностей конструкции, сферы использования и точности измерений. По принципу работы различают такие типы теодолитов, как механические, оптические, электронные и лазерные. Механический теодолит, в конструкции которого нет оптических и электронных компонентов, имеет механическую систему наведения. Цена теодолита самая низкая, но этот прибор можно использовать только для работы, не требующей максимальной точности измерений. Самым совершенным считается лазерный теодолит, а самым популярным - оптический теодолит. Это доступный по цене теодолит, который, правда, уступает по своим функциональным возможностям электронному теодолиту, имеющему специальное устройство для фиксации и обработки полученных результатов. По особенностям конструкции различают два типа теодолитов - повторительные и простые. Приборы первого типа позволяют производить измерения способом повторений, так как лимб и алидада имеют раздельное и совместное вращение, а в конструкции простых теодолитов цилиндрическая ось прочно скрепляется с алидадой. Типы теодолитов по сфере использования включают в себя строительные, военные, учебные, астрономические, маркшейдерские и гироскопические теодолиты, а по своей основной характеристике эти приборы классифицируются на высокоточные, точные и технические.

Классификация устройств

Теодолиты имеют несколько разновидностей. Это:

1.Оптические теодолиты. Устройства этого типа являются наиболее распространенными. Они точны и надежны для использования в полевых условиях. Теодолиты этого вида пользуются популярностью среди геодезистов. Они имеют ряд преимуществ перед электронными собратьями: не нуждаются в элементах питания для работы и их легко применять. Оптические теодолиты могут выполнять работу в достаточно широком температурном диапазоне, даже при отрицательной температуре. Теодолиты этого вида имеют минимальные возможности. Отчеты выполняются по угломерной шкале. Если инструмент не содержит внутреннюю память, то необходимо будет обзавестись полевым журналом, в который будут заноситься все данные.

2. Лазерные теодолиты тоже не отличаются сложностью эксплуатации. В таком приборе используется лазерный луч, который служит точным указателем. В устройстве объединены функции двух устройств - визира и высокочастотного электронного инструмента для измерений. Прибор оборудован мощным процессором, который выполняет все расчеты и результаты выводит на дисплей устройства. Легкость использования и удобство такого теодолита очевидны.

3.В цифровых теодолитах не применяют вертикальные и горизонтальные круги, содержащие поградусную разметку. Вместо них используются штрих-кодовые диски. Прибор выполняет замеры автоматизированным способом. Конструкция такого прибора содержит запоминающее устройство. Теодолит хранит данные во внутренней памяти. С цифровыми теодолитами не следует работать в условиях сложного климата и при низких температурах, поскольку эти устройства содержат источники питания и ЖК-дисплей.

4.Фототеодолиты и кинотеодолиты относятся к категории инструментов, имеющих специфическое назначение. Конструкция первых объединяет в себе теодолит и фотокамеру, которая определяет топографические координаты. Основное назначение кинотеодолитов - фиксация траектории перемещения объектов как на земле, так и в воздухе.

1.2 Зарубежные теодолиты

Теодолит Theo 080А Народного предприятия «Карл Цейс Йена» (ГДР) относится к оптическим теодолитам повторительного типа с односторонней системой отсчета по кругам с помощью микроскопа с индексом. Зрительная труба обеспечивает прямое изображение; сетка нитей трубы имеет дально- мерные штрихи с коэффициентами 100 и 50 для измерений длин по горизонтальной и вертикальной рейкам.

Теодолит Т05 фирмы «Вильд Хербругг» (Швейцария) относится к портативным оптическим теодолитам технической точности. Вертикальная ось прибора цилиндрическая неповторительная; через полую ось проходит канал оптического цент- рира, окулярное колено которого встроено в алидадную часть теодолита; вращающееся окулярное колено микроскопа расположено на колонке.

Теодолит TS-20 фирмы «Соккиша» (Япония)-прибор повторительного типа с неотделимой подставкой предназначен для съемок на земной поверхности и в горных выработках. В алидадную часть теодолита встроен оптический центрир с увеличением 2х. На его базе выпускается лазерный теодолит LTS-20; блок лазерного излучения размещается на колонке; передача лазерного излучения от источника происходит с помощью волоконной оптики и оптической системы, включающей несколько линз и призм; диаметр пучка излучения 6 мм на 100 м, дальность действия 300 м. Приведем основные технические характеристики теодолитов технической точности в таблице

VEGA TEO 20 китайского производства. В конструкции электронного теодолита имеется цифровой преобразователь угла в цифровой код. Цифровой преобразователь угла состоит из двух элементов: кодирующего диска, индексной диафрагмы и фотоэлектрической считывающей системы. В основу кода заложена двоичная система. На соосно расположенных дисках (лимбе и алидаде), на обращённых друг к другу поверхностях, нанесены кодирующий диск и индексная диафрагма. Они представляют собой концентрические кодовые дорожки с прозрачными и непрозрачными сегментами. Соответственно, отсчёт по кодовому лимбу представляется сочетанием двух сигналов «темно - светло». Двоичный сигнал преобразуется в цифровой код и выводится на дисплей.

1.3 Российские теодолиты

На российском рынке представлены оптические теодолиты в основном отечественного производства. Зарубежные по причине дороговизны встречаются не столь часто. Монопольным изготовителем российских геодезических приборов является Уральский оптико-механический завод (УОМЗ), выпускающий оптико-механические теодолиты серий 2Т (уже сняты с производства, однако их еще можно встретить в продаже), 3Т и 4Т. Для пояснения маркировки приборов УОМЗ возьмем модель 3Т2КП, где 3 -- серия; Т -- теодолит; 2 -- точность (средняя квадратичная погрешность, равная 2”); К -- компенсатор; П показывает, что зрительной трубой строится прямое изображение.

Однако, несмотря на ценовую привлекательность оптических инструментов, рискнем предположить, что их эра заканчивается. Все большее число потребителей отдает предпочтение цифровым приборам -- только с их помощью можно достойно конкурировать на рынке геодезических измерений.

Выбираем теодолиты для геодезической техники - 1 часть Электронную и лазерную геодезическую технику в России начали широко применять всего несколько лет назад, хотя многие иностранные и некоторые отечественные компании, работающие на российском строительном рынке, довольно давно используют такие приборы. И правильно делают, поскольку, хотя электронные теодолиты применяют для тех же измерений углов, что и оптические, это качественно иной инструмент. Данные здесь снимает не наблюдатель, как в оптико-механических теодолитах. Отсчеты по лимбам производят электронные датчики, а значения затем выводятся на дисплей. Таким образом исключаются субъективные ошибки пользователя, что позволяет увеличить скорость работы и точность измерений.

Жидкокристаллические дисплеи, на которые выводятся данные, бывают двух-, четырех или восьмистрочными, информация может считываться с одной или двух сторон. Дисплей чаще всего имеет подсветку и подогрев, что позволяет работать при минусовых температурах.

Знаменитый швейцарский производитель Leica Geosystems выпустил целую линейку геодезических инструментов под общим брендом Leica Builder. Все они предельно просты в эксплуатации и подходят даже для неподготовленного пользователя, который до сих пор сторонился работы с профессиональными измерительными инструментами. Электронные теодолиты Builder выпускают в двух модификациях: Builder Т100 и Builder Т200. Отличие -- в величине СКП: Т100 имеет угловую точность 9”, Т200-6”. Обе разновидности предусматривают следующие возможности: установку известного значения угла; переключение отсчета вертикального круга в градусах либо в процентах наклона, а по горизонтальному кругу -- переключения отсчета по часовой или против часовой стрелки; подачу звукового сигнала при повороте на заданный угол. Кроме того, на дисплее появляется изображение положения пузырька уровня в графическом виде. Также серия Leica Builder T отличается наличием встроенного лазерного центрира.

Выбираем теодолиты для геодезической техники - 1 частьВо многих моделях предусмотрена функция энергосбережения, позволяющая сохранить заряд батарей во время полевых работ (например, в теодолите Nikon NE-203). Если вы забыли выключить прибор, он отключится автоматически, причем таймер может быть установлен на время от 10 до 30 минут. Кроме того, при отключении установки последний горизонтальный угол, отображаемый на дисплее, сохраняется во внутренней памяти, что поможет в дальнейшем продолжить начатую работу.

Говоря об электронных теодолитах серии NE от Nikon, необходимо упомянуть, что в них применяют специально разработанную конструкцию корпуса, обеспечивающую водонепроницаемость прибора и снижающую до минимума попадание внутрь пыли. Это весьма важно при работе в неблагоприятных условиях окружающей среды (например, на стройке). Первичная установка вертикального угла на ноль до щелчка осуществляется простым вращением зрительной трубы через горизонтальную плоскость, поэтому нет необходимости в уровне вертикального круга. Также быстро и просто происходит обнуление горизонтального угла.

Оптические теодолиты (Российского производства)

Теодолит 2Т30 (обратное изображение) - это самый продаваемый теодолит, предшественник 2Т30П, выпускался данный теодолит до 1990 года. Наша компания предлагает, оптические теодолиты 2Т30 с консервации! Благодаря малой цене, качеству, и малых габаритов, теодолит набрал очень большую популярность у строителей, геодезистов! Теодолит применяется, для измерения горизонтальных и вертикальных углов и расстояний нитяным дальномером, нивелирования с помощью уровня при трубе, определения магнитных азимутов по буссоли. Теодолиты 2Т30, позволяют снимать отсчет с помощью шкалового микроскопа, работать трехштативным способом за счет съемной подставки со встроенным оптическим центриром. Теодолит 2Т30 оптимально подходит для измерения горизонтальных и вертикальных углов и расстояний нитяным дальномером, нивелирования с помощью уровня при трубе, определения магнитных азимутов по буссоли. Благодаря малым размерам и массе, удобству в работе и быстроте снятия показания с лимбов, теодолиты 2Т30, успешно применяются в строительстве, сельском хозяйстве, инженерных изысканиях, особенно в экспедиционных условиях. Приборы могут комплектоваться геодезическим штативом типа ШР-140.

Теодолит 2Т30П

Прибор прекрасно подходит для измерений вертикальных и горизонтальных углов, которые неукоснительно необходимо проводить в геодезических изысканиях при условии, что высокая точность не обязательна. Благодаря особенностям конструкции, теодолит 2Т30 вычисляет дистанции с помощью нитяного дальномера, определяет магнитные азимуты на исследуемой территории, используя внешнюю буссоль, и, применяя уровень на зрительной трубе, осуществляет нивелирование.

В сельскохозяйственной отрасли, лесном хозяйстве, в непростых условиях во время инженерных и геологических изысканий в условиях экспедиций, а также в гражданском и промышленном строительстве - теодолит 2Т30П до сих незаменим. Все за счет прекрасной скорости снятия отсчетов, эргономичности, простоте конструкции и практичности прибора во время использования. Корпус измерительного инструмента выполнен из очень прочного композитного материала, который защищает внутренние детали от различных загрязнений и неблагоприятных воздействий.

Теодолит 4Т30П - популярный теодолит, отличающийся малым весом и удобством в работе! Теодолит применяется, для измерения горизонтальных и вертикальных углов и расстояний нитяным дальномером, нивелирования с помощью уровня при трубе, определения магнитных азимутов по буссоли. Теодолиты 4Т30П, 4Т30П-10 позволяют снимать отсчет с помощью шкалового микроскопа, работать трехштативным способом за счет съемной подставки со встроенным оптическим центриром.

Благодаря малым размерам и массе, удобству в работе и быстроте снятия показания с лимбов, теодолиты 4Т30П, 4Т30П-10 успешно применяются в строительстве, сельском хозяйстве, инженерных изысканиях, особенно в экспедиционных условиях.

Приборы могут комплектоваться геодезическим штативом типа ШР-140, встроенным оптическим центриром, а также фонарем для подсветки шкалы микроскопа.

1.4 Анализ технических данных и стоимости теодолитов

Название тоедолита	Технические данные	Стоимость (цена)
УОМЗ 2Т30П (Российского производства)	Средняя квадратическая погрешность измерения одним приемом: 20” для горизонтального угла; Изображение: прямое; 30” для зенитного расстояния; Увеличение зрительной трубы: 20-Х; Угол поля зрения: 2°; Наименьшее расстояние визирования: 1,2 м; Наружный диаметр оправы объектива: 38 мм; Цена деления лимбов: 1°; Цена деления шкалы микроскопа: 0,1'; Увеличение оптического центрира: 1,8-X; Угловое поле зрения центрира: 8°; Масса теодолита с подставкой: 2,3 кг	19,900 т.р.
Оптический теодолит УОМЗ 4Т30П (Российского производства)	Увеличение зрительной трубы, крат20 Наименьшее расстояние визирования, м1,2 Средняя квадратическая погрешность измерения одним приемом, " вертикального угла 30 Средняя квадратическая погрешность измерения одним приемом, " горизонтального угла20 Масса теодолита в футляре, кг3,5	56,700 т.р
FOIF DT202C (Швейцария)	СКО горизонтального угла2" СКО вертикального угла2" Диапазон работы компенсатора±3' Увеличение зрительной трубы30x Угол поля зрения1° 20' Минимальное расстояние визирования1.0 м Дисплей Двусторонний, ЖК, с подсветкой Питание Один Ni-MH аккумулятор/ батареи AA Масса прибора 4.8 кг Температурный диапазон работы От -20 до +50°C	36,000 т.р.
VEGA TEO-5B (Китай)	Объектив 42 мм Увеличение, крат 30x Изображение Прямое Поле зрения 1°20 Подсветка Есть Минимальное фокусное расстояние 2 м Точность измерения углов (СКО измерения угла одним приемом), " 5" Компенсатор / диапазон ±3 Компенсатор / датчик наклона Да Дисплей Двухсторонний Интерфейс RS232C Источник питания Ni-MH перезаряжаемый аккумулятор / щелочные элементы питания Продолжительность работы Около 40 часов / 80 часов Вес, кг 4,8 Рабочая температура, °С -20° - +50°C	68,924 т.р.



2. Тахеометры

2.1 Виды и типы тахеометров

Тахеометр (от др.-греч. фбчэт, род. пад. фбчЭпт -- «быстрый») -- геодезический инструмент для измерения расстояний, горизонтальных и вертикальных углов.

Относится к классу неповторительных теодолитов , используется для определения координат и высот точек местности при топографической съёмке местности, при разбивочных работах, выносе на местность высот и координат проектных точек, в основном косвенными методами измерений : прямые и обратные засечки , тригонометрическим нивелированием и т. д.

Тахеометр стал измерительным инструментом, практически перевернувшим устоявшийся геодезический мир. Благодаря изобретению компактного и малозатратного по энергетическим показателям полупроводникового лазера, стала возможным конструктивная интеграция в одном небольшом корпусе теодолита и дальномера. Технологические достижения науки и техники подарили специалистам геодезического профиля удобный и точный прибор.

Основным отличием геодезического тахеометра от теодолита является наличие светового дальномера, позволяющего проводить топологическую съемку с полной картиной рельефа и измерения не только углов в горизонтальной и вертикальной плоскости, но и замеров расстояний без использования дополнительного оборудования. Новая эра в геодезии получила толчок для стремительного развития и дальнейшего совершенствования.

Использование этого универсального инструмента позволяет:

проводить тахеометрическую съёмку на начальном этапе строительства;

составлять топографический план и выполнять вертикальную планировку;

производить разбивку территории;

выполнять трассирование инженерных коммуникационных сетей;

контролировать точность выполняемого в процессе строительных работ монтажа конструкций.

Классификация геодезических тахеометров

Все выпускаемые виды геодезических тахеометров общепринято подразделять на несколько основных групп исходя из их сферы использования:

технические - наиболее дешевые за счет оборудования только отражательным дальномером, при геодезических работах с этими приборами требуется наличие двух операторов;

строительные - ориентированные как на отражательную, так и безотражательную съёмку. Их конструкция исключает наличие алидады и состоит из безотражательного дальномера;

инженерные - обладающие наиболее развернутым функционалом и возможностями для выполнения широкого фронта задач. Новейшие модели представляют собой мини-компьютеры с геодезическим уклоном: фотокамера для построения 3D-профилей местности, цветной сенсорный монитор, мощный процессор и пользовательские прикладные приложения, USB-порты и картридеры, Wi-Fi, Bluetooth и т.д.

Существует также классификация по типу используемого в конструкции дальномера для измерения линейных расстояний: отражательные, обеспечивающие более высокую точность, и более простые в использовании неотражательные, не требующие дополнительного персонала, кроме оператора.

Принцип работы

Ключевым элементом геодезического электронного тахеометра является лазерный дальномер, служащий для регистрации линейных расстояний и превышений в автоматическом режиме.

Основой работы инструмента является методика определения линейных расстояний путем измерения фаз излучаемого и отраженного светового луча. При использовании импульсной технологии регистрируется и обрабатывается время прохождения лазерного луча до отражателя в прямом и обратном направлении.

Работа с геодезическим тахеометром благодаря компьютеризации бывших ранее рутинных измерений и электронной составляющей конструкции стала незаменимой составляющей геодезических процессов. Программное обеспечение позволяет фиксировать замеры полярных и прямоугольных координат площади участка, производить основные виды необходимых для геодезических работ расчетов, просчитывать точную картину будущего проекта, выполнять контроль и анализ замеров. Это имеет преимущество перед прежним использованием сложных тахеометрических таблиц и бумажного варианта журнала тахеометрической съёмки.

Основные функции

Геодезический тахеометр очень разноплановый инструмент, без которого невозможно обойтись при серьезных геодезических исследованиях. Его использование, помимо уже описанных измерений расстояний и углов, позволяет проводить наблюдение и расчеты недоступных или труднодоступных для прямых измерений параметров объектов.

Новинки в семействе тахеометров умеют запоминать координаты многих сотен точек. Приборы, оснащенные обычным GPS-навигатором с функцией Bluetooth или приемником геодезического класса GNSS, могут точно «привязывать» полученные координаты в их географическому местоположению, что важно и удобного для быстрого составления плана местности.

К новым возможностям современных инструментов относятся:

автоматическая система поиска нужного объекта на допустимом расстоянии;

обеспечение точности луча при отсутствии отражения его от посторонних предметов; полноценное дистанционное управление прибором (для роботизированных тахеометров).Работать с подобным не только сложным, но и дорогостоящим оборудованием должен весьма опытный, квалифицированный специалист, что следует учитывать при выборе того или иного типа прибора.

Основы работы

-Необходимо установить прибор на ровную поверхность или закрепить его на трех опорном штативе, выровняв по уровню.

-Устранить все посторонние предметы, могущие встретиться на пути луча и исказить полученные замеры расстояния.

-При недостаточных навыках работы с подобными устройствами в полевых условиях рекомендуется пригласить специалиста-геолога с достаточной квалификацией и профессиональными навыками для корректного снятия и анализа показаний.

-Многофункциональность геодезических тахеометров делает их самыми востребованными и незаменимыми приборами в землеустроительных, строительных и геодезических работах.

2.2 Зарубежные тахеометры

Электронные тахеометры Sokkia

Инструменты от бренда с мировым именем из Японии первыми проникли на российский рынок и завоевали доверие специалистов. Существуют модели для работы в различных климатических зонах с объемом внутренней памяти до 10000 съемочных точек, причем этот объем можно расширить за счет использования внешнего накопителя. При проведении съемки вы можете записывать комментарии к точкам с помощью алфавитно-цифровой клавиатуры, а «безотражательный режим» даст возможность регистрировать недоступные точки, к которым нет возможности подойти с измерительной вехой.

Модельный ряд Sokkia насчитывает более 30 наименований. Наиболее популярными по соотношению цена/качество являются пятисекундники, но и бюджетные модели с точностью 6" дают возможность вести высокоточные измерения. Точность тахеометра Sokkia отображена в первой цифре названии модели, к примеру Sokkia Power SET 3010 говорит о том, что мы имеем дело с трехсекундником. Интерфейсы RS-232 и USB помогут соединить ваш тахеометр с персональным компьютером, а фирменное программное обеспечение от Sokkia позволит передать полученные результаты съемки в электронном виде в совместимом формате для работы в популярных программах Кредо или Автокад. Это настоящие «тяжеловесы» в геодезии, не все функции, доступные в ПО, вам пригодятся для повседневной работы на строительной площадке.

Электронные тахеометры Trimble

Это без преувеличения «рабочие лошадки» на строительных площадках. Популярная трехсекундная модель 3303 DR специально для России производятся в модификации X-treme, что дает возможность использовать инструмент в условиях крайнего Севера при температуре до -35 °С. Эти тахеометры кроме без отражательного режима «DR» обладают лазерной указкой, что незаменимо при разбивочных работах.

Встроенное программное обеспечение позволяет определять высоту недоступных объектов и выполнять основные операции по съемке или разбивке строительной сетки. Интерфейс инструмента имеет 7 функциональных клавиш, комбинации которых позволяют управлять основными функциями и программным обеспечением, дисплей односторонний в отличии от двухстороннего на Sokkia, а интерфейс RS-232 обеспечивает соединение устройства с ПК. Памяти Trimble хватит для регистрации 1900 съемочных точек, однако для условия работы на строительной площадке этого более чем достаточно. При плотном графике работы такого количества ячеек вам хватит для полноценных 4-5 дней работы.

Из-за аскетичного интерфейса устройство обладает и небольшим энергопотреблением -- одного заряда аккумулятора может хватить до 8 часов работы в обычном режиме. Также стоит отметить и меньший вес инструмента по сравнению с весом моделей той же Sokkia, что не может не сказаться на удобстве переноса комплекта Trimble при работе на стройплощадке. геодезический нивелир тахеометр теодолит

Электронные тахеометры Nikon

В свое время Trimble, изначально не производившая оптические инструменты, в процессе развития присоединила к себе такие мировые бренды как Carl Zeiss, Geodimeter и Nikon, так что современные тахеометры Nikon можно считать младшим братом Trimble, но младший -- не значит худший. Производитель гарантирует основные показатели инструментов на уровне мировых лидеров, в частности количество точек, одновременно находящихся в памяти устройства, составляет 10000, работа батареи заявлена до 30 часов, а функциональные клавиши обеспечивают быстрый доступ к наиболее часто выполняемым задачам. Так что при одинаковых технических характеристиках Nikon будет дешевле некоторых своих именитых собратьев, да и все необходимые программы у него входят в стандартную комплектацию, а для той же Leica их необходимо покупать дополнительно.

2.3 Тахеометры российского производства

Оборудование представлено двумя сериями -- TS06 RUS и TS09 RUS. Для тахеометров серии FlexLine RUS характерен самый узкий лазерный пучок дальномера в классе, степень защиты IP66 и самая высокая точность дальномера в классе.

Внутри модельного ряда приборы отличаются угловой точностью (1”, 2”, 3”, 5”), диапазоном измерений без отражателя (500 или 1000 м) и наличием дополнительной опции - работа при температуре до -40°С (модели SuperArctic).

Все тахеометры FlexLine TS06 RUS оснащены большим монохромным 8-ми строчным дисплеем с подсветкой и клавиатурой с удобным расположением клавиш. Серия FlexLine TS09 RUS отличается от TS06 RUS цветным сенсорным экраном, подсветкой клавиатуры, расширенным набором функций полевого ПО FlexField (включая компонент «Дороги 3D») и возможностью работы с графической информацией и dxf-подложками. Помимо стандартного варианта, приборы доступны в исполнении SuperArctic (возможность работы при температуре до -40 °С).

Все оборудование было успешно сертифицировано в 2015 году и внесено в единый реестр средств измерений. Гарантия на все произведенное оборудование - 1 год.

2.4 Анализ технических данных и стоимости тахеометров

Наименование	Цена руб.
Электронный тахеометр OTS 632L Foif, 2", 3мм+3ррм, 5км, б/о до 100м, память 8000т, лазерный центрир	72,000
Электронный тахеометр OTS 685 Foif, 5", 2мм+2ррм, 5км, б/о 150м, память 16000т, оптический центрир	122,000
Электронный тахеометр TS 635 Trimble, 5", 3мм+2ррм, 5км, б/о 300м, память 10000т, 2-х осевой компенсатор, лазерный центрир	286,000
Электронный тахеометр TS 835 Trimble, 5", 3мм+2ррм, 5км, б/о 300м, память 128Мб, цветной TFT, Windows CE, LM80, USB, Bluetooth, лазерный центрир, IP66	394,000
Электронный тахеометр Nivo 5.M Nikon	323,000
Электронный тахеометр ES-105 Topcon 5", ( 2мм+2мм x 10-6D до 4000 м, 500м без отр., аккумулятор - 1 шт, ЗУ, USB flash-диск), двухсторонняя полная клавиатура, створоуказатель, Bluetooth 300м, USB порт, TSShield (Защитник) , IP66	435,000
Электронный тахеометр CX-105 Sokkia, 5", ( 2мм+2мм x 10-6D до 5000 м, более 500м без отражателя, указатель створа, пам. 10000 т., USB, Li-Ion аккумулятор 5,2 Ач), полная клавиатура с подсветкой, 1 дисплей. IP66. Программа Sokkia Spectrum Link.	376,000



3. Нивелиры.

Нивелир (от франц. niveler -- выравнивать, niveau -- уровень) геодезический инструмент (См. Геодезические инструменты) для измерения превышения точек земной поверхности нивелирования а также для задания горизонтальных направлений при монтажных и т.п. работах. Наибольшее распространение имеют оптикомеханические снабженные зрительной трубой, при помощи которой производят отсчёт по рейке.

Перед отсчётом визирную линию (См. Визирная линия) зрительной трубы устанавливают горизонтально при помощи уровня; в Н. с самоустанавливающейся линией визирования это осуществляется автоматически. Главное требование, предъявляемое. с уровнем, -- обеспечение близкого к параллельному и достаточно стабильного по времени и при изменениях температуры взаимного положения визирной линии и оси уровня, достигаемого при выверке инструмента, которую приходится часто повторять. Главным образом для упрощения выверки были созданы весьма разнообразные и многочисленные типы Н., различающиеся родом соединения между собой трёх основных частей Н. -- зрительной трубы, уровня и подставки. Так, уровень может быть скреплен с трубой, перекладываемой на подставке, или с этой подставкой и т.д. Однако оказались наиболее стабильными и получили наибольшее распространение так называемые глухие в которых уровень и труба наглухо соединены с подставкой . Для облегчения установки пузырька уровня в Нуль-пункт и повышения её точности глухие . часто снабжают элевационным винтом. Подставкой в этой схеме являются все детали, соединяющие зрительную трубу с горизонтальной осью. Поточности Н. делятся на высокоточные, точные и технические, дающие на 1 км хода ошибки, не превышающие, соответственно, 0,5--1,0 мм, 4--8 мм и 15 мм. Изредка применяют гидростатические Н., в которых используется свойство сообщающихся сосудов. Многочисленные попытки создания так называемых нивелиров-автоматов, определяющих превышения интегрированием по пройдённому пути углов наклона движущейся по местности повозки (велосипеда, автомобиля и т.д.), пока (1974) не дали приемлемых результатов.

3.1 Типы нивелиров

1.Оптический. Такой нивелир дает наиболее точные результаты и может работать на любых расстояниях. К недостаткам данного вида устройств относят то, что для проведения измерений требуется участие двух человек. Используется оптический прибор в строительных работах при заливке фундамента, возведении стен.

2.Лазерный. Наиболее простой в использовании среди существующих типов нивелиров. Принцип работы заключается в применении лазерного луча, который хорошо видно при проведении измерений. Рекомендуется использовать его для домашнего ремонта, отделочных работ и на небольших расстояниях. На большой удаленности лазерный луч рассеивается, поэтому измерения становятся неточными.

3.Цифровой или электронный. Предназначен прибор для выявления горизонтальных лучей, измерения превышения и расстояния между точками. Удобен в эксплуатации, так как для получения данных достаточно навести его на рейку и после фокусирования изображения, устройство автоматически выдаст результат на экране. Комфортное использование, точность, скорость работы и снижение возможных ошибок являются отличительными характеристиками данного типа нивелиров. Оптические и цифровые устройства используют в основном профессионалы, так как для получения данных необходимы специальные навыки. Лазерные нивелиры - отличный выбор для домашних нужд, их применение не требует особых навыков.

Виды Нивелиров: Высокоточные нивелиры средняя квадратичная ошибка при измерениях высокоточным нивелиром не превышает половины миллиметра. Такие нивелиры используются в тех случаях, когда необходима предельная точность проводимых измерений.

-Точные нивелиры

Средняя квадратичная ошибка при определении разности уровней точек, если измерения осуществляются точным нивелиром, может составлять два миллиметра.

-Технические нивелиры

Самыми неточными нивелирами являются технические. Средняя квадратичная ошибка измерений, осуществляемых при помощи технического нивелира, может превышать десять миллиметров. Как правило, такие нивелиры используются при масштабных геодезических работах. По принципу действия можно выделить три основных типа нивелиров: оптические, лазерные, цифровые. Самыми распространенными на сегодняшний день являются оптические нивелиры. Основным элементом подобных геодезических приборов является зрительная труба, которая оснащена высококачественной оптикой. Современные оптические нивелиры оснащены компенсатором, который автоматически поддерживает оптическую ось в горизонтальном положении, при их помощи можно осуществлять точное нивелирование, геометрическое нивелирование, техническое нивелирование. В последнее время достаточно активно используются лазерные нивелиры, которые образуют видимую лазерную плоскость. Лазерные нивелиры - это электронно-механические приборы, принцип действия которых основан на вращении лазерного луча, они используются и внутри помещений, и вне помещений. Главное достоинство - простота использования.

3.2 Зарубежные нивелиры

Большинство выпускаемых сейчас точных и технических нивелиров имеют автоматический компенсатор, который позволяет ускорить процесс измерений и повысить производительность. Для быстрого затухания колебаний компенсатора и установки его в рабочее положение используют прикрепленный к компенсатору воздушный, магнитный или жидкостной демпфер. Магнитный демпфер позволяет компенсатору удерживать горизонтально визирную ось при порывистом ветре и в условиях вибрации, что особенно актуально при работе на стройплощадке. Ими снабжены, например, нивелиры Spectra Precision AL120 и AL124, нивелир SETL AT-20D. Хорошим дополнением к этим современным приборам являются призма для прямого отображения пузырька круглого уровня, пылезащищенный горизонтальный лимб и непрерывно вращающиеся наводящие винты.

Большинство крупных зарубежных компаний производят точные и технические нивелиры в Китае, что позволяет предоставлять клиентам всего мира продукцию высокого качества по доступным ценам. Есть марки уже давно зарекомендовавшие себя в России и успевшие стать «бестселлерами», например С41 фирмы Sokkia. Из зарубежных новинок сейчас на российском рынке появились нивелиры серии SAL24 производства Chicago Steel Corp./Berger и нивелиры Spectra Precision серий AL100/AL200, выпускаемые под маркой Trimble. Вышеназванные приборы производятся так же в Китае.

Несмотря на то, что современные оптические нивелиры являются глубоко усовершенствованными инструментами, их конструкция и принцип работы практически не изменились. Как простейший геодезический прибор, оптический нивелир имеет только одну степень автоматизации в виде функции самоустановки в горизонт визирной оси.

Совершенствованием и производством нивелиров занимаются в Германии, Швейцарии, Японии, США, Китае. В России аналогичными разработками в XIX веке занимались мастерские при Пулковской обсерватории и Генеральном штабе. Производство отечественных геодезических приборов было начато накануне Великой Отечественной войны. Разработка и выпуск отечественных нивелиров связаны с деятельностью институтов ГОИ им. С.И. Вавилова, МИИГАиК, ЦНИИГАиК, ВНИМИ и др. В настоящее время в России массовым производством оптических нивелиров занимается Уральский оптико-механический завод (УОМЗ, Екатеринбург). Широкое распространение среди российских потребителей приобрели инструменты Экспериментального оптико-механического завода (ЭОМЗ, Москва), Изюмского приборостроительного завода (ИПЗ, Украина), а также большого числа зарубежных производителей.

Среди них фирмы: Zeiss (Германия), Leica Geosystems (Швейцария), Chicago Steel Corp./Berger (США), Topcon Corp., Sokkia, Nikon (Япония), SETL (Китай) и др.

Вторая половина прошлого века была ознаменована появлением лазерных нивелиров и лазерных насадок, которые в настоящее время находят массовое применение в строительстве и являются темой отдельного разговора.

Особенности современных нивелиров

Отметим основные особенности современных оптических нивелиров. Современные нивелиры имеют ударопрочный, пыле влагозащищенный корпус. Зрительная труба дает прямое изображение. Некоторые фирмы производят нивелиры, у которых зрительная труба заполнена инертным газом, что делает их абсолютно непроницаемыми для влажности. Увеличение трубы в различных моделях варьируется от 20-х до 50-х. Минимальное фокусное расстояние от 0,3 м, как например в нивелире SAL-24 компании Chicago Steel Corp./Berger.



3.3 Российские нивелиры

Основные особенности современных отечественных оптических нивелиров. Современные нивелиры имеют ударопрочный, пыле влагозащищенный корпус. Зрительная труба дает прямое изображение. Некоторые фирмы производят нивелиры, у которых зрительная труба заполнена инертным газом, что делает их абсолютно непроницаемыми для влажности. Увеличение трубы в различных моделях варьируется от 20х до 50х. Минимальное фокусное расстояние от 0,3 м.

Большинство выпускаемых сейчас точных и технических нивелиров имеют автоматический компенсатор, который позволяет ускорить процесс измерений и повысить производительность. Для быстрого затухания колебаний компенсатора и установки его в рабочее положение используют прикрепленный к компенсатору воздушный, магнитный или жидкостной демпфер. Магнитный демпфер позволяет компенсатору удерживать горизонтально визирную ось при порывистом ветре и в условиях вибрации, что особенно актуально при работе на стройплощадке.

Оптические нивелиры "УОМЗ" известны своей надежностью и точностью. Отлично зарекомендовали себя в России и странах СНГ. Одно из основных преимуществ - это надежность приборов при самых экстремальных условиях!

Оптические нивелиры Изюмского Приборостроительного Завода также известны в России и странах СНГ. Имеют прочный корпус, высокую точность, при этом легкие и удобные в работе.

3.4 Анализ технических данных и стоимости нивелира

Оптические нивелиры

Наименование	Цена руб.
Оптический нивелир AL124 (FOIF), ±2,0мм на 1 км двойного хода, 24Х	5,900
Оптический нивелир 3Н5Л (УОМЗ), 20Х, ±5,0мм на 1 км двойного хода	11,000
Оптический нивелир Ni 002 (Zeiss), 40Х, ±0,2мм на 1 км двойного хода	135,000

Лазерные нивелиры

Наименование	Цена руб.
Лазерный нивелир GL422 Spectra precision, автоматический, с приемником LR50	180,000
Лазерный нивелир GL522 Spectra precision, автоматический, с приемником LR50	190,000
Лазерный построитель LX310DT, электронный, с приемником	13,330

Цифровые нивелиры

Наименование	Цена руб.
Цифровой нивелир DINI 0,3, 32х, ±0.3 мм на 1км двойного хода	293,000
Цифровой нивелир DINI 0,7, 26х, ±0.7 мм на 1км двойного хода	221,000
Цифровой нивелир SDL1X Standard, 32х, ±0.3мм на 1 км двойного хода	323,000



4. Спутниковая геодезическая аппаратура GPS

GPS -- это сложная система из двадцати четырех искусственных спутников Земли, обеспечивающих работоспособность системы навигации. Помимо спутников система включает в себя огромное количество приемников (и с каждым днем присоединяются к системе новые устройства): от простых навигаторов, используемых автолюбителями, до сложных геодезических аппаратов. Изначально система разрабатывалась для американских военных, но на текущий момент времени чаще применяется для бытовых нужд во всем мире.

Использование GPS в геодезии необходимо при проектировании строительных сетей (например, при строительстве группы сооружений или зданий), крупномасштабной топосъемке с детальным отображением всех объектов на участке, при выносе в натуру проектов.

Принцип работы: Любой GPS-приемник принимает сообщения от спутников об их местоположении. Используя полученную информацию, приемник способен вычислить свое собственное местонахождение. Установление широты и долготы требует сбора данных как минимум от трех спутников. Четыре спутника требуется для вычисления помимо названных параметров еще и третьего - высоты над уровнем моря. Чем больше приемник видит спутников, тем точнее будут определяемые параметры.



4.1 Типы GPS оборудования

Одно из требований, предъявляемое временем к GPS оборудованию - это возможность использования различных навигационных систем, которые действуют сейчас: GPS, ГЛОНАСС и перспективные Galilleo. Современный GPS приемник геодезический - прибор многочастотный, использующий несколько каналов GNSS как правило с радиомодем и возможностью использования режима RTK. Передовые методики приема сигналов со спутников позволят принимать усовершенствованные GPS сигналы L2C и L5 и сигналы ГЛОНАСС. Усовершенствованные сигналы L2C и L5 будут оперативно отслеживаться и приниматься, что соответственно улучшит получение антеннами GNSS качественных результатов в условиях ограниченного приема сигналов GNSS.

Двухчастотный gps приемник с выше перечисленными параметрами гарантируют пользователям высокую производительность и что немаловажно точность выполняемых работ, позволяют получать координаты с точностью от метра до нескольких миллиметров.

Все методы получения точных пространственных координат с применением GPS оборудования связаны с технологией закрепления и определения на местности базовой станции, а "роверные" геодезические GPS приемники предназначены для определения координат неизвестных точек. В зависимости от заданной точности, сроков работ, программного обеспечения применяются методы: режим статики, режим кинематики, режим кинематики в реальном времени "RTK".

4.2 Обзор и сравнительный анализ GPS оборудования

Сегодняшняя реальность такова, что сфера телекоммуникаций играет одну из главных ролей в нашей жизни. Многие развитые страны активно инвестируют в ее развитие, понимая, что современная жизнь требует улучшения в этой сфере человеческой деятельности. Человечество сделало значительный шаг вперед, создав глобальные космические системы определения местонахождения и телекоммуникации. Эти системы огромны как по затратам на свою реализацию, так и по своим возможностям и масштабам. Однако они уже прочно влились в нашу жизнь.

На сегодняшний день развитие технологий помогает активно изучать другие отрасли науки. К примеру, развитию такой науки, как геодезия, способствуют более новые способы измерения. Прогресс уже давно не стоит на месте, поэтому переход от земных измерений к спутниковым был лишь временным вопросом. Отныне для проведения геодезии какого-либо земельного участка достаточно использовать специализированное GPS-оборудование (или же российский ГЛОНАСС). Этот метод значительно упрощает работу по измерению участков, сокращает затраченные часы и экономит средства на привлечении к работе дополнительных специалистов.

Благодаря современному навигационному спутниковому оборудованию можно легко определить, в какую сторону и с какой скоростью движется объект, при этом, определяя его координаты в любой точке земного шара, причем данные можно получить в любое время и при любых погодных условиях. Пока на сегодня известны две навигационные системы, применяемые в геодезии: ГЛОНАСС российского происхождения и NAVSTAR GPS -- американского. Однако на стадии разработки находятся еще две системы: COMPAS от китайских изобретателей и GALILEO -- от европейских. навигационный геодезический спутниковый

Система GPS (Global Positioning System) создавалась для применения в военных целях. Она начала работать в конце 80-х -- начале 90-х годов, однако до 2000 года искусственные ограничения на определение местоположения существенно сдерживали ее возможности использования в гражданских целях. А что касается ГЛОНАСС (глобальная навигационная спутниковая система) -- была развёрнута в 1995 году, но в связи с недостаточным финансированием и малым сроком службы спутников она не получила широкого распространения. Вторым рождением системы можно считать 2001 год, когда была принята целевая программа ее развития, благодаря которой ГЛОНАСС возобновил полноценную работу в 2010 году. Сегодня на орбите работают 24 спутника ГЛОНАСС, они охватывают навигационным сигналом весь земной шар.

Обычная система навигации состоит из трех сегментов: пользовательский, космический и контрольный. Пользовательский сегмент преобладает лишь в специальных приемниках, которые, в свою очередь, делятся на три группы: навигационные, геодезические и для ГИС. Центр главного управления, станция слежения и основная станция относятся уже к контрольному сегменту. Станция управления принимает все спутниковые сигналы и данные по зондированию атмосферы для дальнейшего определения нужного расстояния, а также занимается корректировкой орбит спутников, вращающихся вокруг Земли. Благодаря им мы всегда можем наблюдать около четырех спутников, которые определяют пространственные координаты. Центр управления командует результатами обработки сигналов, чтобы передать их спутникам, которые отправляют данные на сами приемники. И, конечно же, с их помощью в геодезии определяются точные координаты точек и границы земельных участков.

Геодезическое GPS оборудование и GPS / ГЛОНАСС системы в геодезии активно применяются на начальных этапах строительства, межевания, привязки контрольных точек разбивки теодолитных и тахеометрических ходов. С помощью GPS оборудования полевые геодезические работы выполняются в рекордно сжатые сроки, позволяя не только собирать координатные данные, но и одновременно со сбором производить их обработку в реальном времени. GPS системы и геодезическое GPS оборудование применимы в достаточно широком спектре различных областей. Традиционно, GPS оборудование Leica, Trimble, Epoch (производства США) применяется в строительстве и геодезии. Также, GPS оборудование служит для транспорта - в качестве основы навигационной системы и расчета местоположения. В самых современных системах мониторинга зданий и сооружений, важнейших инженерных объектов, все больше GPS оборудование интегрируется с разнообразным диагностическим оборудованием, таким как трассоискатели, эхолоты, беспилотные диагностические, наблюдательные и тепловизионные летательные аппараты.

Геодезическое GPS оборудование и GPS системы позволяют привязывать данные диагностики объекта к точному времени и географическим координатам. Геодезические GPS приемники служат для определения координат различных объектов, находящихся в определенных точках на местности. Геодезический GPS приемник принимает и обрабатывает спутниковый сигнал, преобразовывая данные в координаты на местности. Геодезические GPS/ГЛОНАСС приемники позволяют определять координаты с точностью от нескольких метров до нескольких миллиметров.

И в заключении хочется сказать, что у обеих систем будущее есть, так как они являются стратегическим приоритетом развития каждый своей страны. Те недостатки, которые пока мы наблюдаем у системы ГЛОНАСС, скорее всего, будут устранены в ближайшую пару лет. То, что касается новых навигационных систем, которые на данный момент еще не известны миру, надеюсь их будущее не за горами. Ну а рынок с удовольствием встретит конкурентов GPS и ГЛОНАСС.

4.3 Анализ технических данных и стоимости GPS оборудования

Наименование	Цена руб.
GPS/Glonass приемник Leica GS-14+ и контроллер CS-10 (2014 г) Основные Производитель Leica Страна производитель США Тип GPS-приемника Геодезический GNSS/GPS-приемник Количество каналов связи 54.0 Минимальная рабочая температура -40.0 (град.) Максимальная рабочая температура 65.0 (град.) Защита оборудования от воды и пыли IP IP67 Дополнительные характеристики точность RTK в плане ±10 мм + 1 мм/км СКО точность RTK по высоте ±20 мм + 1 мм/км СКО	398,000
Геодезический GNSS приемник Stonex S9III N Plus (GSM, GPRS) Основные атрибуты Производитель Stonex Europe Страна производитель Италия Состояние Новое Память внутренняя 0.256 (GB) Интерфейс для подключения внешних устройств USB RS232 Слоты карты памяти microSD Наличие Wi-Fi Да Наличие Bluetooth Да Наличие GPS-модуля Да Наличие GSM-модуля Да Защита оборудования от воды и пыли IP IP67 Дополнительные характеристики Тип GPS-приемника Геодезический GNSS/GPS-приемник Количество каналов связи 220	425,600
G1 RTK GPS ( Китай) Количество каналов 220 Отслеживаемых сигналов: GPS: L1C/A, L1C, L2C, L2E, L5 Глонасс: L1C/A, L1P, L2C/A, L2P, L3	145,350



5. Лазерный сканер

5.1 Виды и типы лазерных сканеров

Лазерный сканер - это новейшее оборудование для проведения любых геодезических работ. Прибор имеет несколько рабочих названий: лазерный сканер, 3d лазерный сканер, наземный лазерный сканер, сканирующая система. Лазерный сканер по средствам высокоскоростного сканирования переносит совокупность характеристик реальной поверхности в цифровой вид и представляет результат в пространственной системе координат.

Если рассмотреть техническую сторону лазерных сканеров, можно сказать, что лазерный сканер-это прибор, оснащенный высокоскоростным без отражательным лазерным дальномером и системой изменения направления луча лазера - специальное поворотное зеркало. Задав область сканирования -сектор поворота зеркала, в котором будет с большой скоростью до 50 ООО точек в минуту распространяться лазерный луч дальномера, можно получить сплошную съемку интересующего объекта. Причем плотность точек лазерного сканирования может быть от 0,25мм до 1м и более. В результате получается массив точек, каждая из которых имеет 3 пространственные координаты X Y 2 и информацию о псевдоцвете.

Лазерный сканер может выполнять съемку объектов находящихся в любом месте сферы - полный круг по горизонтали 360° и 270° по вертикали. Такое широкое поле зрения лазерного 3D сканера позволяет минимизировать количество станций сканирования.

...