4. Обработка результатов измерений
Электронным тахеометром выполняются различные виды работ по назначению, сложности построений, требованию к точности, типу конечной продукции. Поэтому математическая обработка может отличаться по объему и применяемому модулю ПО в каждом конкретном случае. Но в целом можно выделить три основных этапа обработки:
— первичная обработка результатов непосредственных измерений на основе встроенного ПО тахеометра;
— передача информации с тахеометра на компьютер;
— окончательная обработка результатов измерений с использованием универсальных программных пакетов с выдачей требуемой информации, в том числе в графическом виде.
Первичная обработка измерения углов и расстояний тахеометром выполняется автоматически после входа в соответствующий режим меню или режим работы прибора и сопровождает измерения. Встроенное ПО входит в техническое оснащение электронного тахеометра и обеспечивает ввод информации, настройку (установки) прибора, вычисление элементов привязки, определение координат и других геодезических величин, решение прикладных задач, настройку интерфейса. Оно же осуществляет управление отдельными операциями и работой прибора в целом, обеспечивая высокопродуктивный удобный уровень работы с ним. В некоторых случаях первичной обработки измерений, выполняемой тахеометром, достаточно, особенно при определении координат отдельных точек в режиме реального времени. Определение координат полярной и обратной засечками выполняют все модели тахеометров непосредственно на станции. При этом обратная линейно-угловая засечка решается в тахеометре SЕТ путем уравнивания по методу наименьших квадратов с оценкой точности определения координат, используя до десяти приближений, пока разности координат в последовательных итерациях не будут меньше 0,5 мм. Дополнительная обработка таких определений чаще всего не требуется.
Однако математическая обработка ходов и других сложных построений, а также обработка и нанесение на план материалов съемки должны выполняться по специальным программам. В настоящее время для этого используются универсальные программные пакеты и комплексы. Для обработки в них информация полевых измерений передается с электронного тахеометра в компьютер.
Обмен информацией «тахеометр — компьютер» и обратно выполняют с помощью индивидуальных программ передачи данных, прилагаемых к комплекту прибора, или универсальных программ, используемых для обработки. Так, в тахеометре типа ЗТа5 применяют ГЕО КОД 2000 СТАРТ, в тахеометре ТS3300 ПО Topography, МS-WindowsТМ, в тахеометрах SЕТ030 – PROLINKи МАРSUIТЕ+. Из универсальных программ в РФ распространена СRЕDО DАТ.
Для передачи информации используется интерфейсный кабель, который входит в комплект тахеометра. Он присоединяется к интерфейсному порту тахеометра и к последовательному порту 9 рin компьютера. При подключении кабеля электронный тахеометр и компьютер должны быть выключены. Загружается программа передачи данных. Дальнейшие действия зависят от типа тахеометра и используемой программы.
В тахеометреЗТа5Р необходимо установить режим связи с компьютером путем: МЕНЮ; КАРТА ПАМЯТИ; СВЯЗЬ С РС. При работе с программой СREDО DАТ скорость обмена RS-232С 4800 бод. В карте памяти вся информация содержится в файле Зtа5.tхt. Вывод начинается по инициативе тахеометра без дополнительных символов. В конце файла передаются символы FF.
Информацию можно записать из карты памяти в компьютер через дисковод РСМСIА без программы передачи данных.
В тахеометре Тrimble 3300 после подключения интерфейсного кабеля необходимо войти в меню интерфейса: SHIFТ МЕNU; УСТ. ИНТЕРФ.; ДА. В появившемся экране необходимо установить: формат, четность и скорость передачи данных. Запустить на компьютере программу передачи данных, установить в компьютере (окне программы) те же параметры передачи данных. Установить режим приема.
В тахеометре активизировать строку меню ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ДАННЫХ, нажать клавишу ДА, выбрать строку меню передачи данных «МЕМ - Периферия», нажать ДА. В появившемся экране указать строки (адреса) передаваемых данных, клавишей ДА подтвердить начало передачи строк. После завершения передачи указывается число выбранных и полученных строк. Нажатием ЕSС завершается передача информации в компьютер.
В тахеометрах SЕТ передача данных в целом выполняется аналогично. Последовательность и детализацию ее рассмотрим с программой МАРSUIТЕ +, которая может применяться для последующей обработки данных, а ее базовым модулем комплектуются сейчас тахеометры Sokkia.
После подключения интерфейсного кабеля запускают программу в компьютере. В ней создают рабочий файл РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗМЕРЕНИЙ, появится окно для приема данных. В меню ФАЙЛ выбирают строку ИМПОРТ и указывают тип тахеометра, отмечают строку СОХРАНИТЬ В ФАЙЛЕ. В окне ПАРАМЕТРЫ СВЯЗИ указывается имя порта (например, СОМ1), скорость передачи (например, 9600) и другие параметры.
В тахеометре войти в режим конфигурации, выбрать строку ПАРАМЕТРЫ СВЯЗИ. В появившемся экране прибора установить те же параметры передачи данных, что и в компьютере. Войти в режим ПАМЯТЬ, выбрать ФАЙЛ РАБОТЫ и ЭКСПОРТ ДАННЫХ. Курсор установить на передаваемый файл из списка, выбрать формат SDR.
При передаче в приборе работает счетчик, отображающий на экране количество переданных записей. Такой же счетчик появится в окне СТАТУС ПРИЕМА на компьютере. В результате передачи на жестком диске компьютера будет создан файл РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗМЕРЕНИЙ с полевыми данными тахеометра в формате SDR.
Для обработки переданных результатов измерений существует в настоящее время широкий арсенал программных средств. Их выбор определяется в основном требованиями единства обработки и представления информации отдельными ведомствами и предприятиями. Часто проводится совместная обработка файлов, полученных разными геодезическими приборами, например тахеометром и спутниковым приемником. Выбирают при этом ПО, работающее в форматах используемых приборов.
Значительное распространение в РФ получил пакет программ СREDО. Для обработки данных по построению ОГС, сетей съемочного обоснования применяются модули CREDО DАТ и ТРАНСКОР.
СREDО DАТ включает четыре основных этапа камеральных работ: ввод данных; обработку данных; экспорт данных и выпуск выходной документации. Ввод данных может осуществляться с электронных тахеометров, контроллеров, с рукописных полевых журналов, растровых файлов картографических материалов. Методика работы с программой достаточно проста. После загрузки программы выполняется настройка, вводятся в окне запроса имя (название) объекта и основные характеристики: наименование, организация, населенный пункт, название площадки, система высот, система координат, класс плановой сети и другие. Для редактирования данных, выявления и локализации грубых ошибок, определения весовых коэффициентов указываются СКП плановых измерений, допустимые высотные невязки, доверительные интервалы. Указывается название геодезического прибора, а также единицы измерений, формула вертикального угла.
Ввод данных начинают с каталога исходных пунктов, используемых в построении. Далее используются файлы результатов измерений, полученные с тахеометра. Выполняется табличное редактирование данных. Например, при обработке хода появляется таблица с названием пунктов, горизонтальными углами, расстояниями, вертикальными углами или превышениями, а также графическое изображение введенного хода.
Работа программы включает предварительную обработку данных, анализ построения и уравнивание сети. Предварительная обработка ведет подготовку данных к уравниванию. Вычисляются горизонтальные проложения и превышения, вводятся различные поправки (если это не было сделано в приборе): за кривизну Земли и вертикальную рефракцию, за редукцию направлений и линий на поверхность относимости и в плоскость проекции Гаусса — Крюгера. Имеется возможность поверхность относимости и плоскость проекции выбирать или настраивать в соответствии с МСК. В результате предварительной обработки формируется ведомость приведенных направлений, горизонтальных проложений и превышений.
Анализ построения выполняется программой отдельно для плановых и высотных измерений. Реализован алгоритм L -анализа, позволяющий выявить, локализовать грубые ошибки в углах, линиях, превышениях. Если их нет, выдается информация: «Грубых ошибок не обнаружено».
Уравнивание сети выполняется программой параметрическим способом по методу наименьших квадратов. По результатам уравнивания выполняется полная оценка точности. Выдаются уравненные координаты определяемых пунктов сети с развернутой оценкой их точности, включая эллипсы погрешностей их положения. Отдельно уравниваются высотные геодезические построения. Они представляют собой при измерениях электронным тахеометром ходы и другие схемы тригонометрического нивелирования. По результатам уравнивания формируются каталоги координат и высот пунктов геодезического построения, ведомости оценки точности плановых и высотных определений. Имеется возможность настройки выходных документов под стандарты предприятий с использованием «Генератора отчетов».
Результаты математической обработки можно экспортировать в подсистемы СREDО ТЕR, СREDО МIХ, для формирования цифровой модели местности и построения плана.
Модуль СREDО DАТ выполняет также обработку полученных с тахеометра материалов тахеометрической съемки с формированием топографических объектов и их атрибутов по данным полевого кодирования. В «компоновщике чертежей» оформляются планшеты топографических планов масштабов 1:500—1:5000 с зарамочным оформлением.
5. Заключение
Одним из главных достоинств использования электронных тахеометров является отсутствие необходимости ведения специального журнала для записи расстояний и углов, как при работе с теодолитом, поскольку тахеометрическая съемка требует только ведения абриса. Номера пикетов, расстояния и углы сохраняются автоматически в памяти инструмента, и при изменении места его расположения необходимо будет только внести сведения о новой станции и пронумеровать пикет, после чего при нажатии специальной кнопки тахеометр сам произведет все измерения.
Также тахеометр позволяет производить расчет горизонтального положения автоматически – дисплей устройства показывает горизонтальные и вертикальные углы, наклонное расстояние, превышение и горизонтальное положение, а режимы отображения информации могут быть изменены при первой же необходимости.
Электронный тахеометр обладает функцией «выноса в натуру», то есть установку устройства на место с уже определенными координатами, после чего он «ориентируется» - посредством задания дирекционного угла или координат точки ориентирования, вводятся данные о точке выноса, и прибор показывает расстояние до объекта и угол, на который его следует развернуть.
Существуют тахеометры и для особых погодных условий, например, адаптированные для проведения замеров в зонах особо пониженных температур, однако их стоимость, соответственно, выше.
К сожалению, сегодня в России значительная часть всех полевых съемочных работ выполняется традиционными средствами — оптическими теодолитами, дальномерными насадками и другими устаревшими геодезическими приборами.
6. Список литературы
1. Ворошилов А.П. Спутниковые системы и электронные тахеометры в обеспечении строительных работ: Учебное пособие – Челябинск, 2007.
2. Захаров В.В., Хомич А.А. Электронные тахеометры NIKONNIVO – инновационные решения, доступные всем // Геопрофи. – 2009. - №6.
3. Хлебодаров М.Ю. Современные технологии традиционной геодезии // Геопрофи. – 2008. - №3.
4. Бузук Р.В., Горбунова В.А. Геодезия. Часть 1. Топографическое обеспечение городского кадастра: Учебное пособие – Кемерово, 2002.
5. Трубчанинов А.Д., Шахов А.В. Автоматизация решения геодезических задач: Учебное пособие. – Кемерово, 2004.
6. Чернявцев А.А. Новые безотражательные тахеометры SOKKIA серии 030R3 // Геопрофи. – 2004. - №1.
29-04-2015, 00:57