Estação total eletrônica – em questões de geodésia, você não pode ficar sem ela

Neste artigo: Definindo uma estação total história e princípio de funcionamento; tipos de estações totais eletrônicas; vantagens sobre outros instrumentos geodésicos; os maiores fabricantes de estações totais.

Ao realizar qualquer trabalho de construção ou levantamento, é necessário um cálculo preciso das diferenças da paisagem em uma determinada área, e às vezes sua área é de milhares de metros quadrados. Instrumentos geodésicos tradicionais – teodolito, telêmetro, nível e fita métrica não funcionam aqui, caso contrário, as medições levarão semanas, nem menos. E o momento tornou-se um ponto importante hoje – os clientes darão preferência àqueles executantes que concluem o trabalho o mais rápido possível e os empreiteiros têm cada vez mais motivos para equipar seus especialistas com equipamentos de construção modernos … Em nossa era de tecnologia computacional avançada, a necessidade de cálculos físicos e desenhos desapareceu – tudo desaparece computador com software apropriado. Fazer um levantamento do local no menor tempo possível e com os resultados mais precisos ajudará um dispositivo geodésico universal – um taqueômetro eletrônico.

O que é uma estação total?

Um tacômetro é um dispositivo geodésico que permite obter rapidamente e com alta precisão um levantamento de uma determinada área “em planta” com uma imagem completa do relevo. O projeto deste dispositivo inclui um telêmetro de luz, um teodolito, um computador e um registrador de dados eletrônico – com suas dimensões externas compactas, a estação total combina as funções de vários instrumentos geodésicos ao mesmo tempo. Medidas de distâncias verticais e horizontais, áreas a uma distância de 5000 m com erro de apenas 1 cm, ângulos com precisão de 2? até 20? (dependendo do tipo e classe de acordo com GOST R 51774-2001), armazenamento automático dos dados recebidos para vários milhares de pontos na área medida, recepção e transmissão de dados via GPRS para um computador remoto – isso não esgota as capacidades de uma estação total eletrônica.

História e princípio de operação da estação total

Os primeiros instrumentos geodésicos, remotamente semelhantes aos taqueômetros modernos, foram criados há 50 anos – nesses dispositivos semimecânicos e semieletrônicos, um telêmetro óptico e um teodolito foram instalados independentemente. Depois de algum tempo, o teodolito e o telêmetro foram combinados em um único alojamento, o dispositivo resultante foi equipado com um painel especial que permite inserir os valores dos ângulos. A primeira estação total completa foi criada na Suécia – nela a leitura do ângulo foi alterada de ótica para eletrônica, o que tornou possível automatizar o trabalho geodésico. Assim, as estações totais eletrônicas surgiram no mercado há cerca de 25 anos, são produzidas por empresas americanas, japonesas e suíças..

Estação total eletrônica - em questões de geodésia, você não pode ficar sem ela

O princípio de funcionamento de uma estação total eletrônica baseia-se no método de fase ou, em modelos mais modernos, no método de pulso. O primeiro método é a diferença de fase entre os feixes projetados e retornados, o segundo é o tempo que leva para o feixe de laser viajar da estação total para o refletor e voltar. A distância na qual o dispositivo é capaz de operar no modo sem refletor depende da cor da superfície sobre a qual o feixe é projetado – superfícies claras e lisas aumentam a distância operacional da estação total várias vezes em comparação com as escuras, mas não excederá 1.000 – 1.200 m. Faixa linear medições em modo reflexivo – não inferior a 5000 m.

Tipos de estações totais eletrônicas

Todos os modelos fabricados são subdivididos em vários tipos de acordo com sua aplicação:

  • estações totais técnicas. Dispositivos eletrônicos deste tipo são os mais baratos, porque são equipados apenas com telêmetro reflexivo e requerem medições geodésicas por uma equipe de dois funcionários – o operador da estação total técnica e o operador ferroviário;
  • taqueômetros de construção. Equipado com um telêmetro sem refletor, ou seja, capaz de filmagem reflexiva e reflexiva. Não há alidad na construção de taqueômetros prediais;
  • taqueômetros de engenharia. Projetados para realizar uma ampla gama de tarefas, esses dispositivos são equipados com uma câmera usada para construir modelos tridimensionais de terreno, uma tela colorida sensível ao toque, um processador moderno e um software conveniente, slots e portas para cartões USB e flash. Modelos modernos de estações totais de engenharia suportam vários canais de comunicação – Wi-Fi, Bluetooth, etc..

Além disso, as estações totais são subdivididas em modulares, consistindo em elementos separados (independentes), e integrados, nos quais os dispositivos são combinados em um único alojamento em um único mecanismo. Os últimos tipos são estações totais motorizadas e automatizadas. O primeiro deles está equipado com um servoacionamento que permite o levantamento de vários pontos ao mesmo tempo, o segundo com um servoacionamento e sistemas capazes de reconhecer, capturar e rastrear alvos, na verdade, já são complexos geodésicos robóticos. Dispositivos com este design são projetados para medições de uma pessoa, e estações totais robóticas permitem o disparo remoto, enquanto a precisão dos resultados será garantida como alta.

De acordo com as características da pesquisa, as estações totais eletrônicas são divididas em:

  • circular, com telêmetro de filamento e nível cilíndrico no círculo vertical da alidade;
  • nomograma, cálculo de ultrapassagens e distâncias horizontais de distâncias de acordo com o nomograma, distinguidas no tubo do dispositivo durante a observação, bem como ao longo do trilho vertical;
  • redução automática, overshoots e espaçamento horizontal de distâncias em que são determinados por um trilho horizontal com um telêmetro de imagem dupla;
  • in-base, cuja base está no tacômetro e se destina ao cálculo direto da distância horizontal, e as medidas dos ângulos verticais permitem calcular o excesso;
  • eletro-óptico, equipado com um dispositivo eletrônico adicional que permite a automação do tiro.

Vantagens da estação total

Se compararmos o trabalho com o teodolito e o taqueômetro, então no primeiro caso é necessário manter registros no log, no segundo – apenas para manter um esboço, e o dispositivo irá registrar e armazenar dados sobre distâncias, ângulos e números de piquete na memória. Ao mudar a localização deste dispositivo geodésico, você só precisa definir uma nova estação e a primeira estação, em seguida, apontar para o refletor e obter as medidas calculadas pela estação total pressionando apenas um botão.

O tacômetro eletrônico calcula distâncias horizontais de forma independente, em modo automático. O monitor do dispositivo exibe a distância do declive, posição horizontal e elevações ou a distância e ângulos do declive (horizontal e vertical) – a exibição de uma das duas opções de dados é controlada manualmente pelo operador.

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O tacômetro é insubstituível ao realizar a piquetagem – defina-o em um ponto cujas coordenadas são conhecidas, defina as coordenadas do ponto de orientação ou insira o ângulo direcional para orientação. Em seguida, você define o ponto a ser definido inserindo suas coordenadas – o ângulo de rotação e a distância que você deseja medir nesta direção são exibidos no monitor do dispositivo. Claro, usando uma estação total, você pode medir a distância entre os pontos e a altura do objeto, medições com um deslocamento – este dispositivo executa todas as funções do teodolito.

Ao realizar trabalhos geodésicos em uma pedreira, tal função será conveniente – obter suas próprias coordenadas por ressecção. Na primeira instalação da estação total eletrônica, por meio de fita refletora, são calculadas as coordenadas de diversos objetos localizados nas bordas da pedreira. Ao final do trabalho da pedreira, o dispositivo é reinstalado e, a partir da ressecção, são calculadas as coordenadas do ponto de instalação e a pedreira é levantada. O software apropriado baseado nos cálculos da estação total irá ajudá-lo a obter rapidamente uma imagem do trabalho realizado na pedreira – diagramas em quadrados, com sua descrição geral.

Por seu projeto, a estação total eletrônica é destinada ao trabalho de campo. Poeira ou sujeira, chuva ou neve, mudanças de temperatura – tudo isso não danificará o dispositivo. Entre os modelos de estações totais, cada fabricante possui dispositivos projetados para trabalhar em condições particularmente adversas – seu regime de baixa temperatura é de até 30 ° C negativos. No entanto, vale a pena escolhê-los apenas nos casos em que realmente funcione nas regiões do norte ou em algumas condições específicas..

Fabricantes de tacômetro

Os fabricantes globais mais famosos de estações totais eletrônicas em nosso mercado são a empresa japonesa Sokkia Topcon com as marcas Sokkia e Topcon, a empresa suíça Leica Geosystems AG com a marca Leica, a sueca GeoMax (marca com o mesmo nome), a americana Trimble Navigation com as marcas Nikon e Trimble, e Spectra Precision (marca de mesmo nome).

Companhia Sokkia Topconé conhecida por seus produtos na área de construção e geodésia há 100 anos, os instrumentos produzidos em suas empresas possuem tradicionalmente alta precisão e qualidade japonesa..

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Leica Geosystems, Antigamente conhecida pela marca Leica em equipamentos fotográficos (ainda são produzidas câmeras desta marca), foi formada em 1990 pela fusão de várias empresas e tem como foco a produção apenas de equipamentos geodésicos. Equipamentos desta marca são amplamente utilizados em geodésia – tanto terrestre quanto via satélite.

Estação total eletrônica - em questões de geodésia, você não pode ficar sem ela

Fabricante suíço de equipamentos na área de geodésia e construção, empresa GeoMax, Desde a sua criação nos anos 90, tem competido com sucesso com a marca Leica no mercado europeu. A linha de produtos desta empresa, que consiste em equipamentos geodésicos e seus softwares, destaca-se pela excepcional qualidade e precisão de medição..

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Companhia Navegação Trimble, sediada nos EUA, iniciou sua existência em 1978 com a produção de tecnologias de navegação para a navegação marítima. Com o desenvolvimento do posicionamento espacial, há 25 anos, a empresa passou a criar navegadores GPS, e desde 2003 e após adquirir a marca Nikon, uma ampla gama de equipamentos geodésicos.

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Fabricante americano de equipamentos de topografia Spectra Precisionsurgiu em 1997 e foi formada como resultado da fusão de vários fabricantes de instrumentos e tecnologias de topografia. Hoje é a maior marca de equipamentos topográficos, conhecida por suas tecnologias inovadoras..

Estação total eletrônica - em questões de geodésia, você não pode ficar sem ela

Entre as marcas de estações totais eletrônicas dos fabricantes listados, há muito por onde escolher o equipamento necessário, seja uma estação total técnica ou robótica. Tudo depende das necessidades do cliente, das condições de trabalho em que a estação total deve ser usada.

O que está escondido atrás do preço de uma estação total?

Há uma distância enorme entre os segmentos de preço inferior e superior dos taqueômetros, centenas de milhares de rublos. Os instrumentos geodésicos robóticos são assustadores em sua complexidade e custo. Tenho certeza de que todo contador-chefe ou executivo de negócios com muito pouco conhecimento de geodésia será hostil a um pedido de compra, digamos, de uma estação total Sokkia NET1200 (preço médio – 1.300.000 rublos). Se você traduzir tudo apenas em dinheiro, o muito mais barato Topcon GTS-105N será muito mais agradável para o departamento de contabilidade (o preço médio é de 170.000 rublos)! Faz sentido gastar milhões em uma estação total robótica?

Se dividirmos condicionalmente todos os modelos existentes de estações totais do segmento de preço superior em instrumentos equipados com servomotores, semi-automáticos (equipados com sistema de rastreamento) e automáticos (robôs controlados remotamente) e considerarmos a eficiência do trabalho do ponto de vista de um agrimensor, então suas vantagens sobre os modelos menos caros são óbvias.

Durante o trabalho geodésico de campo, uma parte significativa do tempo é gasta em múltiplos apontamentos e focalizações da estação total, que não está equipada com servomotores e sistema de rastreamento automático. Depois de várias horas, e não nas melhores condições climáticas, a concentração do operador diminui, seus olhos lacrimejam, seu corpo dói de fadiga – como resultado, a precisão da medição diminui. Um tacômetro semiautomático, que rastreia de forma independente as mudanças na localização do refletor e pode apontá-lo facilmente, independentemente das condições climáticas no solo, facilitará significativamente a atividade física do operador..

Estação total eletrônica - em questões de geodésia, você não pode ficar sem elaTacômetro Sokkia NET1200

Não há necessidade de acompanhante para movimentar o refletor – via de regra, durante o trabalho, o engenheiro-operador de uma estação total simples (ajustável e controlada manualmente) aponta para os piquetes para um assistente com uma equipe. A precisão das medições durante o trabalho geodésico com um parceiro ferroviário está longe de ser ideal, porque um topógrafo experiente não pode avaliar a situação no ponto de piquete e o assistente não tem conhecimento suficiente para isso. Dispositivos semiautomáticos permitem que você altere a natureza do trabalho geodésico – o dispositivo possui um operador menos experiente que não realiza ajustes e apenas pressiona os botões da estação total ao comando de um engenheiro com refletor, que determina com precisão a posição do piquete. Ao lidar com uma estação total robótica, todas as medições são feitas apenas por um engenheiro com uma equipe, que controla o dispositivo geodésico remotamente – a partir de um piquete.

Estações totais robóticas não se cansam e não cometem erros, porque eles não são capazes disso – eles gastam não mais do que 4 segundos em cada piquete, independente do número de horas de trabalho. Os modelos mais caros de estações totais são projetados para medições de engenharia precisas com o mínimo de erros, realizando cálculos independentes no menor tempo possível. Um exemplo dessa estação total robótica é o Leica TS30 com uma precisão angular de 0,5 ?, A capacidade de realizar 5.000 medições e fazer uma rotação de 180 ° do telescópio e alidade em apenas um segundo, o custo médio do qual é 2.600.000 rublos.

Estação total eletrônica - em questões de geodésia, você não pode ficar sem elaEstação total eletrônica de alta precisão Leica TS30

Estações totais eletrônicas relativamente baratas têm um conjunto de funções suficiente para uso em canteiros de obras; elas não serão suficientes para fins de engenharia. Características de uma estação total de construção eletrônica simples, por exemplo, Nikon DTM-322 (precisão angular 5?): Óptica de alta qualidade, baixo peso, compensador de eixo único, em vez de baterias, você pode usar baterias comuns de 1,5 V, a maior faixa de medição no modo prisma é 2 300 m, preço médio – 160.000 rublos. Tacômetro de construção mais preciso Trimble M3 DR, com uma precisão angular de 5 °, um compensador de dois eixos, um alcance para um trilho refletor de 3.000 m, uma bateria para operação contínua por 8 horas, a presença de bluetooth e um preço médio de 340.000 rublos.

Estação total eletrônica - em questões de geodésia, você não pode ficar sem elaEstação Total Trimble M3 DR TA

Estações totais de engenharia, por exemplo, Sokkia SET1X: 1? precisão angular, tela de toque colorida de alto bit, faixa de medição para o refletor de 5.000 m, compensador de dois eixos, duas baterias de lítio para 14 horas de operação contínua, bluetooth, porta USB, leitor de cartão, sistema operacional Windows CE – preço médio 690.000 rublos.

Estações totais de engenharia motorizadas no valor de cerca de 850.000 rublos. têm uma precisão angular inferior (cerca de 5?), mas facilitam significativamente as tarefas de um topógrafo. No exemplo do Leica TS15 M R400 – faixa de medição para um refletor de até 10.000 m, compensador de quatro eixos, carregamento rápido da bateria por 7 horas de trabalho, sistema operacional Windows CE 5.0 Core, velocidade de rotação 45 ° por segundo, bluetooth, porta USB, leitor de cartão, tela de toque colorida.

Quanto maiores forem as características dos modelos de estações totais de engenharia em termos de precisão, velocidade de medição e processamento de dados, maior será o seu custo. Deve-se notar que os modernos instrumentos de engenharia eletrônica para medições geodésicas não estão ameaçados de rápida obsolescência – os modelos que entrarão no mercado no futuro serão baseados neles e terão um conjunto de funções semelhante..

No fim

Na hora de escolher um ou outro modelo de estação total eletrônica ou, mais corretamente, escolher um determinado fabricante, visto que as características das estações totais em seu segmento de preço geralmente são semelhantes, será importante lidar com um fornecedor experiente e profissional. Seus especialistas selecionarão o modelo que melhor atenda às necessidades do cliente, incluindo o software moderno, cujo trabalho deve ser treinado para os funcionários do cliente.

As estações totais modernas são complexas em seu design e de forma alguma são baratas – a seleção cuidadosa de um dispositivo com um conjunto ideal de funções é extremamente importante.

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