I teodoliti elettronici e le stazioni totali vengono utilizzati attivamente per lavori di misurazione e rilevamento in geodesia e progettazione.
Un po' di storia
Fino all'inizio del XVI secolo, la misurazione degli angoli verticali e orizzontali veniva effettuata con diversi strumenti. Per un lavoro di rilevamento e prospezione più efficiente, era necessario un dispositivo universale in grado di combinare più funzioni contemporaneamente.
Il prototipo del moderno teodolite della metà del secolo scorso era uno strumento chiamato polimero. I cercatori di allora lo accettarono con grande entusiasmo e lo usarono ovunque nel loro lavoro. Versioni successive della metà del XIX secolo gettarono le basi per il suo design.
Descrizione del teodolite elettronico
Il moderno teodolite ha molte funzioni di misurazione nel suo arsenale. Gli angoli orizzontali vengono calcolati utilizzando dispositivi speciali: alidade e limbus. L'arto è un cerchio di vetro con una scala di 360 divisioni, che è permanentemente fissato e protetto dai danni. L'alidade ruota attorno al limbus insieme al corpo del dispositivo.
Principio di misurazione e trasmissione datiil teodolite elettronico differisce in modo significativo dall'ottica. Tutti i valori sono crittografati in binario, quindi invece di gradi, minuti e secondi, ci sono zeri o uno. La lettura viene trasmessa tramite dispositivi fotoelettronici.
Per aumentare l'affidabilità delle letture del dispositivo, il design include livelle a bolla e un filo a piombo verticale. Per letture più accurate, il dispositivo fornisce uno speciale microscopio. Una caratteristica differenza tra un teodolite elettronico e la sua versione ottica è la presenza di un dispositivo per l'acquisizione e la registrazione delle letture in modalità automatica, seguita dalla loro registrazione sul chip di memoria del dispositivo.
Eventuali teodoliti usati per rilievi o altri lavori devono essere verificati. Se l'errore di lettura supera le norme stabilite, è necessario eseguire la regolazione per la correzione. Esiste uno standard statale per i tipi di teodoliti. A seconda dell'accuratezza delle misurazioni, sono divise in tre classi: particolarmente accurate, precise e tecniche. Questi ultimi sono utilizzati principalmente per scopi didattici.
Il principio di funzionamento del teodolite elettronico
Per la natura del progetto, ci sono: elettronica, immagine diretta, rilevamento delle miniere, autocollimazione, fototeodoliti, giroteodoliti con girobussola, ripetitori. Ad esempio, un fototeodolite ha una fotocamera nel suo corpo per scatti accurati e riferimenti di oggetti geologici.
I teodoliti elettronici sono dispositivi che possono semplificare notevolmente la procedura di rilevamento dei valori angolari, rispetto ai teodoliti completamente otticidispositivi. Questo strumento ti permette di lavorare anche al buio. E la presenza del display eliminerà l'errore di prendere letture. Le controparti elettroniche, invece, non sono prive di inconvenienti, come la presenza di una batteria che necessita di essere periodicamente ricaricata dalla rete, un piccolo range di temperature di esercizio ammissibili.
Scegliendo un modello specifico di teodolite elettronico, dovresti prima di tutto decidere il tipo di compiti da svolgere. Se l'elevata precisione di misura non è una priorità, è possibile cavarsela con un dispositivo di classe da T15 a T30. Per misurazioni più accurate, è adatto un dispositivo di classe da T2 a T5. Se hai bisogno di una precisione senza precedenti, dovresti optare per un modello di classe T1.
Non sarà superfluo conoscere l'influenza delle condizioni di scatto sulla sua qualità finale. Quindi, ad esempio, la presenza di alberi nella zona può influire sull'affidabilità delle letture della roulette laser. Il raggio è in grado di riflettere dai rami invece dell'oggetto desiderato e distorcere notevolmente i dati. Anche la presenza di strutture alte nel sito, come torri o tubi, incide sul risultato finale.
La custodia di un dispositivo di misurazione di alta qualità deve essere di metallo e tutte le giunzioni possibili devono essere gommate per impedire l'ingresso di polvere e umidità. Le opzioni più economiche fatte di parti in plastica hanno vita breve e spesso falliscono. Di seguito è presentata una foto di un teodolite digitale elettronico.
Stazioni totali
Un tipo di dispositivo più perfetto è una stazione totale. È una specie di simbiosi tra un computer e un teodolite. Il suo costo è più costoso del solito, ma la producibilità è un ordine di grandezza superiore. E' dotato di un display e di una tastiera per l'inserimento dei dati, ha un microprocessore integrato per i calcoli. L'automazione ti consente di eseguire tutte le attività al volo, aumentando notevolmente la produttività.
Lo scopo principale del tacheometro è creare planimetrie su una determinata scala con le caratteristiche di disegno del rilievo. Il cuore di ogni meccanismo è un controller integrato o esterno, che è responsabile dell'elaborazione dei dati ricevuti durante il sondaggio.
Una caratteristica distintiva del design della stazione totale rispetto ad altri strumenti geodetici è la sua modularità, che consente di creare una modifica del dispositivo per esigenze specifiche.
Varietà delle stazioni totali
Poiché la maggior parte delle stazioni totali è dotata di un distanziometro basato su un raggio laser, esistono due tipi in base al metodo di registrazione del segnale:
- La differenza di fase del raggio viene utilizzata per determinare le distanze;
- per misurare la distanza da un oggetto si calcola il tempo di passaggio del raggio laser.
Per misurare distanze fino a cinque chilometri, si consiglia di utilizzare prismi riflettenti per un telemetro laser. A una distanza massima di un chilometro, puoi fare a meno dei riflettori, ma va notato che tutto dipenderà dalla qualità della superficie riflettente dell'oggetto. L'errore nel misurare i valori angolari con una moderna stazione totale può arrivare al limite del milionesimopercento o un millimetro per chilometro.
Piccole caratteristiche di utilizzo
È importante sapere che in pratica un tale errore è quasi impossibile da ottenere a causa dell'influenza delle condizioni meteorologiche, degli errori di posizionamento e di alcuni fattori umani.
Di norma, la maggior parte dei lavori di rilevamento viene eseguita a una distanza massima di 300 metri. Molto meno spesso, diventa necessario sparare a una distanza di diversi chilometri. L'ottica moderna consente campi di misura fino a 7500 metri.
Alcuni modelli moderni possono essere dotati di un sistema di posizionamento globale per collegare i risultati delle misurazioni alle coordinate della mappa del terreno, nonché di un sistema completamente automatizzato che non richiede la partecipazione dell'operatore.
Criteri di selezione
Quando si sceglie una stazione totale, è necessario determinare i compiti ad essa assegnati. Per la maggior parte, è adatto un dispositivo con un errore di 1-2 mm per chilometro. Il lavoro operativo richiede il trasferimento immediato dei dati al computer di elaborazione. A tal fine è possibile scegliere un modello dotato di telecomando e modulo wireless come Wi-Fi o Bluetooth. Queste modifiche degli strumenti di misura, di regola, hanno la funzione di tracciare il soggetto.
Se diventa necessario trasferire i punti di rilevamento in un sito reale, allora, in questo caso, è necessario un dispositivo con un sistema duplex per l'input e la trasmissione dei dati.
Ci sono momenti in cui devi catturare un grande oggetto in tre dimensioni. Per questi scopi, applicaremodelli di stazioni totali che possono funzionare in modalità scanner 3D. I dati di tale studio vengono trasferiti a un computer sotto forma di nuvola di punti e possono essere ulteriormente elaborati utilizzando programmi CAD specializzati.
