Реферати українською » Геология » Історія розвитку нового геодезичного приладу "Електронний тахеометр"


Реферат Історія розвитку нового геодезичного приладу "Електронний тахеометр"

Страница 1 из 4 | Следующая страница

МІНІСТЕРСТВОСЕЛЬСКОГО ГОСПОДАРСТВА РФ

ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ПОЗЕМЛЕУСТРОЙСТВУ

Кафедра: геодезії і геоінформатики.

>КУРСОВАЯ РОБОТА

По дисципліни: ">Геодезическоеинструментоведение"

На тему: Історія розвитку нового геодезичного приладу "Електроннийтахеометр"

>Виполнил:CТ. 21 ПГ. Групи

СаїтовК.А.

Перевірив:к.т.н., професор

Юнусов О.Г.

Москва. 2010 р.


 

План

1. Запровадження

2. Призначення приладу

3. Принципова і структурна схема приладу

3.1 Схема з прикладу електронноготахеометраTOPCONGPT-3000

3.2 Узагальнена структурна схема електронноготахеометра

4. Пристрій і конструкція основних вузлів

4.1 Геометрія корпусу

4.2 Зорова труба

4.3 Принципова схемасветодальномера

4.3.1Светодальномера як з відбивачем

4.3.2Светодальномера як без відбивача

4.3.2.1Импульсний і фазовий далекоміри

4.3.2.1.1Импульсний далекомір

4.3.2.1.2Фазовий далекомір

4.4Угломерная частина

5. Конструктивні особливості у нових приладах, нові можливості приладів

6. Перевірки

7. Методика підготовки приладу на роботу, технологія й умови робіт

8. Укладання

9. Список використовуваної літератури


1. Запровадження

 

На останній стадії розвитку оптико-електронних геодезичних приладів стоїть універсальний інструмент - Електроннийтахеометр, не випадково котрий обіймає міцне місце у ряду приладів геодезичного устаткування.Тахеометр виробляє будь-якіугломерние виміру разом з виміром відстаней і з отриманим даним проводить інженерні обчислення, зберігаючи всю одержану інформацію. З допомогою електронноготахеометра в польових умов одержувати інформацію про вимірюваних горизонтальних і вертикальних кутках і відстанях, автоматично виконати необхідні обчислення по плановому і висотному становищу ситуації. За наявності комп'ютера процес то, можливо автоматизовано, включаючи отримання готової карти місцевості за лічені хвилини. Можливість занесення в запам'ятовуючий пристрій допустимих похибокизмерений(например, циклічною похибки далекоміра,коллимационной похибки, відхилення місця нуля, відхилення осі обертання від майже стрімкій лінії з допомогою запровадженнядвухкоординатних електронних рівнів та інших.) дозволяє підвищити точність і продуктивність вимірів.Встроенное програмне забезпечення дозволяє виконати такі геодезичні завдання: зворотний зарубку, зрівнюваннятеодолитного ходу, обчислення площ, розбивку кривих тощо.

На Російському ринкутахеометри представляють сьогодні такі фірми, якLeica-Geosystems(Швейцария),Sokkia,Topcon, Nikon іPentax(Япония),TrimbleNavigation(США),Opton(Германия),АГА(Швеция), і навіть ФГУП ">УОМЗ"(Россия,г.Екатеринбург) та інших.

Сучаснийтахеометр повинен цілком відійти задовольняти всі вимоги користувача. Це важливо і оскільки користувач ні переплачувати за незатребувані функції й можливості інструмента, вартість яких може бути досить висока. З іншого боку, бажано мати можливості відновлення і шляхом модернізації системи — додавання нових функцій, програм, тож навіть зміна технічних характеристик.


 

2. Призначення приладу

>Электроннимтахеометром називається пристрій, об'єднує у собі теодоліт ісветодальномер. Однією з основних вузлів сучасних електроннихтахеометров ємикроЭВМ, з допомогою яких можна автоматизувати процес вимірювань і вирішувати різні геодезичні завдання закладених у них програмам. Збільшення числа програм розширює діапазон роботитахеометра і науковотехнологічна галузь його застосування, а як і підвищує точність робіт. Наявність які реєструють пристроїв втахеометрах дозволяє створити автоматизований геодезичний комплекс:тахеометр – реєстратор інформації – перетворювач – ЕОМ – плотер, який би отримання не вдома кінцевої продукції – топографічного плану в автоматичному режимі. У цьому зводяться до мінімуму помилки спостерігача, оператора, обчислювача і картографа, виникаючі кожному етапі робіт, за складанні плану традиційним способом.


 

3. Принципова і структурна схема приладу

 

3.1 Схема з прикладу електронноготахеометра >TOPCON >GPT-3000

>Рис.1Видтахеометра попереду.


Рис.2 видтахеометра ззаду.

>Рис.3 видтрегератахеометра.


 

3.2 Узагальнена структурна схема електронноготахеометра.

>Рис. 4. Узагальнена структурна схема роботизованого електронноготахеометра

1 - антена; 2 - вертикальний коло; 3 -считивающая голівка; 4 -радиомодуль; 5 -центрир; 6 - акумулятори; 7 - горизонтальний коло; 8 - датчик нахилу; 9 - вертикальна вісь; 10 - мотор; І горизонтальна вісь; 12 -микро-ЭВМ; 13 - пристрій наведення; 14 -светодальномерний блок; 15 - покажчик місцеположенняреечнику;

>Рис. 5. Структурна схематахеометра3Та5


 

4. Пристрій і конструкція основних вузлів

 

4.1 Геометрія корпусу

1.Плоскости колонок мали бути зацікавленими паралельні й перпендикулярні площині підстави (рис. 6).

>Рис. 6 Геометрія корпусу

2. Посадкові місця під вісь зорової труби мали бути зацікавленими рівнобіжні між собою і злочини розташовані на півметровій однієї висоті над підставою корпусу. Вісь місць -суворо перпендикулярна площині колонок, повинна перетинатися з віссю обертаннятахеометра й можуть бути перпендикулярна їй . Оскільки корпусу приладів відливаються, а й у форм є межі допуску, на правої колонці корпусу посадкове місце під вісь труби роблять рухомим дляюстировки нерівності колонок. Найпоширенішим методом є застосування ексцентричної шайби (>лагера) (1) зкотировочними гвинтами (2) для розвороту шайби( рис 7)

>Рис. 7. ексцентрична шайба


Проте заводKarlZeiss використовує інший метод.Посадочная втулка (1) під вісь труби встановлюється на колонцітахеометра (2)Крепежние отвори (3) робляться ширше діаметра кріпильних болтів з широкими капелюшками, що дозволяє пересувати втулку (1) вгору-вниз івлево-право і закріплювати її е потрібної позиції (рис. 8).

>Рис. 8. 1 - посадкова втулка; 2 - колонатахеометра; 3 - кріпильні отвори

Вісь обертаннятахеометра мусить бути перпендикулярна підставі корпуси та осі обертання зорової труби. Тому посадкове місце під вісьтахеометра обробляєтьсяфрезерованием. До корпусутахеометра кріпиться компенсатор, що є електронним рівнем приладу. Що стосується, коли компенсатородноосевой, він встановлюється паралельно зорової трубі як компенсація подовжнього нахилу. У цьому посадкові місця компенсатора (1) рівнобіжні площині колонки (2) (рис. 9).


>Рис. 9. Спосіб кріплення компенсатора

4.2 Зорова труба

 

Малюнок 10.

умовні позначення: 1. Об'єктив 2. Дзеркало 3.ИзлучательTrack 4.Отражатель 5.Зеркальная призма 6.Сенсорccd з нуль пунктом 7. Сітка ниток 8.Окуляр 9. Око спостерігача

Установка зорової труби залежить від конструкції її осі. Частіше використовується конструкція зполуосей. Це так: на зорову трубу (1) встановлюють двіполуоси (2), які вставляються у чопи корпусу. Потім перпендикулярність осей труби і обертанняюстируют табірної ексцентричноївтулкой (рис. 11).

Наступне завдання полягає у недопущенні ходу зорової труби вздовж осі її обертання. І тому до торця осі який у лівій колонці корпусу на болтах зміцнюють посадкове місце (1) лімба вертикального кола, що обмежує хід зорової труби вправо. У правої колонці корпусу наполуось надягають хомут (2) механізму для фіксатора і навідного гвинта зорової труби. Це обмежує хід зорової труби вліво. Тепер труба надійно закріплений по торцям осі і може лише обертатися. Однак у методі є одна вада.

Дуже важливо було, щоб візирна вісь зорової труби пересікалася з віссю обертаннятахеометра. Недотримання його запровадження тягне у себе близьку компенсацію. Тому деякізаводи-изготовители застосовують інший шлях, у якому вісь проходить через зорову трубу.

>Рис. 11. Корпустахеометра

Монтаж виробляють так: кінець осі вставляють в колонку із боку лімба вертикального кола (1), потім між колонок ставлять трубу (2) і проштовхують крізь нього вісь (3) до табірної чопи (рис. 12). Зорова труба (2) кріпиться до осі з двох гвинтів (4). У зорової трубі отвори ширше діаметра гвинтів. Це дає можливість переміщати зорову трубу по осі вліво і вправо. Цей хід усуває близькуколлимацию, потім гвинти (4) затискають. Для фіксації осі (1) в корпусі застосовують проріз (2) під засувку (3), яка кріпиться до корпусу (4).


>Рис. 12. Монтаж зорової труби

У лівої колонці до торцевій частини осі труби кріпиться лімб вертикального кола.

4.3 Принципова схема далекоміра

 

4.3.1Светодальномер як вимірів з відбивачем

>Светодальномери зазвичай встановлюються на верхню частина зорової труби, але завжди, А основна схема далекоміра в усіх приладів приблизно однакова.

Світло, виходячи злагера 1, коли відкрита шторка 2, відбувається за каналуОКЗ "а" до приймальника 4. Коли шторка перекриває каналОКЗ, вона відкриває канал дистанції "б" і світло, позначаючись від призми 3 і дзеркала 5, проходить через об'єктив 6 на відбивач 7.Отразившись від відбивача 7, світло проходить через об'єктив 6 і, позначаючись від дзеркала 5 і призм 3, потрапляє на приймач 4, (>Рис. 13)

>Рис.13.Оптическая схема далекоміратахеометра як вимірів з призмою .


Після цього, у приладовому блоці, знаючи точну довжину каналуОКЗ та палестинці час проходження променя в каналі і по призми, по пропорціям обчислюються відстані.

4.3.2Светодальномер як вимірів без відбивача

Світло з випромінювача 1, позначаючись від дзеркала 2, проходить через об'єктив 3 до що відбиває поверхні 4. Повертаючись через об'єктив 3, світло відбивається від дзеркала 5, проходить до зворотного боку дзеркала 2, позначаючись від цього, потрапляє у вхідний зіницю 6световода 7, проходить через світлофільтр мотора рівня сигналу 11 й потрапляє на детектор 8. КаналОКЗ проходить від випромінювача черезсветовод 10, сягає шторки 9. Коли шторка закритою каналу дистанції, світло відбивається від шторки й потрапляє на детектор 8 на каналіОКЗ. (>Рис. 14)

>Рис.14.Оптическая схема далекоміратахеометра як без відбивача.

А, щоб оптичні схемидальномеров працювали, необхідно, щоб світло, який із об'єктива, і світло, що йде назад на детектор, ішли одному каналу, т. е. канали випромінювання та прийому булисоосни між собою і злочинисоосни візирної осі зорової труби

Дзеркало 2, прозоро і покритоамальгамним покриттям, що відбиває інфрачервоне випромінювання.

>Безотражательниесветодальномери поки не досконалі, і результати виміру залежить від типу відбиває покриття та її кольору, наприклад найкраще пучок світла відбивається від білого покриття у своїй від чорного покриття практичний не відбивається.

4.3.2.1Импульсний і фазовий далекоміри

>Рис. 15.Оптические схеми імпульсного (вгорі) і фазового (внизу)дальномеров

Електронний вимір відстані без відбивача можна виготовити будьяким зі двох методів: з допомогою визначення часу проходження сигналу чи визначення різниці фаз. Метод визначення часу проходження сигналу реалізований удальномереDR300+, у якому використовується імпульсний лазер. Метод визначення різниці фаз є основою далекоміраDR Standard. Як зазначено малюнку 15, оптичні схеми кожного з методів різняться відповідно мають переваги та недоліки.

 

4.3.2.1.1Импульсний далекомір

Для обчислення відстаней в імпульсному методі визначається точний час проходження імпульсу до цілі й назад (>TOF).

>Импульсний лазер генерує безліч коротких імпульсів в інфрачервоної області спектра, які йдуть через зорову трубу до мети. Ці імпульси відбиваються від заповітної мети і повертаються до інструмента, де за допомогою електроніки визначається точний час проходження кожного імпульсу. Швидкість проходження світла крізь середу то, можливо точно визначено. Тому, знаючи час проходження, можна визначити відстань між метою та інструментом. Вимірювання з допомогою визначення часу проходження сигналу (>TOF) зазвичай мають як найбільшу дальність, а й відповідають найвищим стандартам безпеки, оскільки інтервали між імпульсами перешкоджають нагромадженню шкідливою для очей енергії.

Кожен імпульс – це однократне вимір відстані, але, оскільки щосекунди може бути послані тисячі таких імпульсів, те з допомогою усереднення результатів досить швидко досягається висока точність вимірів. У результаті виміру робиться близько 20 000 лазерних імпульсів в секунду. Потім вониусредняются щоб одержати точнішого значення відстані. Точність звичайних імпульснихдальномеров зазвичай трохи нижче, ніж в фазових (до 10 мм). Однак удальномереTrimbleDR300+ використовується патентована методика обробки сигналу, що дозволяє досягти високої точності виміру атмосферного явища великих відстаней використання, і без використання призм. Деякітахеометри з імпульсним далекоміром перед кожним виміром мали бути зацікавленими сфокусовані на мета. З використаннямTrimbleDR300+ цього потрібно.

 

4.3.2.1.1Фазовий далекомір

>DR Standard – це лазерний далекомір, заснований на методі порівняння фаз сигналу.Дальномер передає коаксіальний оптичний пучок з модульованої інтенсивністю, який відбивається від призми або інший що відбиває поверхні. Після цього визначається різницю фаз між переданим і відбитим прийнятим сигналом, через яку обчислюється відстань. У режимі вимірів попризмам далекомірDR Standard працює як швидке й точний далекомір з великим радіусом дії (до 3500 м за однією призмі). Убезотражательном режиміDR далекомірDR Standard передає червоний колімований лазерний пучок до цілі й обчислює зрушення фази між переданим і прийнятим сигналами. Метод виміру різниці фаз працює за принципом накладення на несе частотумодулированного сигналу. Прилад вимірює постійне усунення фази, попри неминучі зміни у випромінюваному і прийнятому сигналі. Через війну порівняння фаз опорного і одержуваного сигналу визначається лише величина зсуву фази, а ціла кількість циклів невідома не дозволяє відразу отримати відстань. Ця неоднозначність дозволяється шляхом багатократних вимірів модуляції хвилі, у результаті визначається унікальне ціла кількість циклів. Щойно ціла кількість циклів визначено, то відстань до мети то, можливо обчислено якраз.

4.4Угломерная частина

 

У оптичномутеодолите світло потрапляє через дзеркало підсвічування, а приймачем інформації є очей спостерігача, бере відлік в окулярі оптичного мікрометра.

У електроннихтахеометрах роботу підсвічування виконує світлодіод, як мікрометра використовуєтьсядифракционная решітка, а приймачем інформації єфотоприемное пристрій, яке перетворює світлову енергію в електричний сигнал.

>Угломерние системи у сприйнятті сучаснихтахеометрах бувають аналогові і цифрові. Принцип настройки вони один, але виконання різне.Угломерние системи бувають одне- і двосторонні. Аналоговіугломерние устрою є лімб зі штрихами, де товщина штрихів дорівнює проміжку з-поміж них. Щоб датчик кута міг оцінити напрям рахунки, необхідно мати дві смуги зі штрихами. Поміж себе штрихи збиті на чверть товщини штриха. Під лімбом встановлюєтьсядифракционная решітка.

>Светодиод просвічує лімб з гратами, і зображення отриманої муаровою картини потрапляє нафотоприемное пристрій. Нею чотири вікна; два під зовнішньої смугою штрихами і двоє під внутрішньої. Кожна пара вікон знімаєотсчетиsin іcos. Потім сигнали ">sin -sin" і ">cos ->cos" об'єднуються, посилюються попереднім підсилювачем і передаються в накопичувальний датчик кута

>Датчик кута здатний вважати число періодів отже визначити кут поворотутахеометра.

>Рис.16.Растровие лімби

Рахунок порастровому лімбу можлива лише за наявностідифракционной грати. У різнихтахеометрах застосовують різні конструктивні рішення. Ось кілька нетаємних них.Лимб вертикального кола (1) прикріплено до осі труби (2).Дифракционная решітка (4) підкріплена до стійці (3). За гратами встановлено фотоприймач (5), який кріпиться разом із випромінювачем (б) до корпусу (7) болтами (8), Для установкидифракционной грати (4) використовують мікроскоп. (рис 16)

>Лимб, встановлений на осі зорової труби, обертається у чопу корпусу. На корпус монтується другий лімб на станині, прикріпленій до корпусу. На лімб завдані дві дифракційні грати. До корпусу монтуютьфотоприемние устрою зі світлодіодами. Посадкові місцялимбов скріплені між собою болтами через пружинні шайби.Затяжка болтів зближує лімби, ослаблюючи болти. Пружинні шайби послаблюють лімби. Це дозволяє фокусувати оптичну систему.


 

5. Конструктивні особливості у нових приладах, нові можливості приладів

За

Страница 1 из 4 | Следующая страница

Схожі реферати:

Навігація