Точность измерений электронных тахеометров

Точность угловых измерений современным тахеометром достигает 0, 5 угловой секунды (0° 00’ 00, 5"), расстояний — до 0.5 мм + 1 мм на км. Большинство современных тахеометров оборудованы вычислительным и запоминающим устройствами, позволяющими сохранять измеренные или проектные данные, вычислять координаты точек, недоступных для прямых измерений, по косвенным наблюдениям, и т. д. Некоторые современные модели дополнительно оснащены системой GPS.

Принцип действия электронного тахеометра

Особенности работы датчика дальномера зависят от метода измерения:
фазовый метод — определение расстояния выполняется за счет вычисления разности фаз излученного и отраженного луча;
импульсный метод — определение расстояния выполняется по времени прохождения луча.
Современные приборы могут применять разные методы измерения. Основные параметры: дальность и точность измерений углов и расстояний.
Точность измерения зависит от технических возможностей модели тахеометра, а также от многих внешних параметров: температуры, давления, влажности и т.п.

Классификация датчиков

В зависимости от разных критериев оценки тахеометры подразделяются на категории:
точные и технические;
строительные, технические, инженерные;
отражательные и безотражательные.

В зависимости от категории тахеометра различаются технические возможности. Среди наиболее функциональных приборов стоит выделить оборудование инженерного типа, которое обладает развернутыми возможностями для решения широкого круга задач.
В основе измерительного прибора находится лазерный дальномер, который обеспечивает регистрацию линейных расстояний и превышений. Датчики угловых измерений для тахеометров обладают высокой чувствительностью.

Устройство измерительного прибора состоит из трех частей — оптической, механической и электронной. Отличием от теодолитов является наличие двух важных элементов — светодальномера с фазовым и импульсным способами определения дальности и вычислительного устройства с ПО и возможностью отображения информации на экране.

Среднеквадратическая погрешность (СКП) углов и расстояний

При выборе тахеометра возникает несколько вопросов, основные это точность и цена. Из этого следует, при выборе прибора необходимо руководствоваться не только ценой, но и сферой деятельности предприятия: рационально оценивать возможные виды работ, производимые им в будущем. Есть тахеометры с точностью 0,5" например тахеометр Leica TS60 I 0,5" оснащен высокопрочной алидадой, которая обеспечивает долговечность и высокую угловую точность прибора 0,5’’. Для осуществления высокоточных угловых измерений положение кодового круга определяется сразу в четырех точках угломерной системы. Так же есть и тахеометры с точностью 5’’. В чем отличие?

В применении к тахеометру точность характеризуется среднеквадратической погрешностью измерения углов и расстояний.
Чем меньше погрешность измерения углов и расстояний, тем ближе определяемое положение точки к истинному положению.
Для чего может пригодится более точный тахеометр (СКП измерения углов 2”), и в чём его преимущество по сравнению с менее точным (к примеру, 5”). Учитывая, что результат измерений тахеометра – информация о положении измеряемой точки, и что современные дальномеры примерно с одинаковой точностью измеряют расстояние в широком диапазоне этот результат мы получаем в виде того, что положение точки с заданной достоверностью будет находиться в некоторой области:
 
Рис.1 СКП измерений тахеометра и эллипс ошибок.

В результате измерений мы получаем информацию о том, что местонахождение нашего определяемого положения находится в пределах эллипса. Этот эллипс ещё иногда называют «эллипс ошибок».

Посчитаем суммарную погрешность.
Погрешность измерения угла линейно выражается в длине дуги, измеряемой от истинного направления и направления, определённого точностью инструмента:

Где mxβ  – СКП измерения горизонтальных углов, в секундах,
p – число перехода угловой величины (число секунд в радиане),
S – расстояние до измеряемой точки, м.

Погрешность измерения расстояний – паспортная величина и составляет как правило значение ms = (2+2D), мм, где D – расстояние в км.
Суммарная погрешность в таком случае будет равна:
M = ms + mxβ

Устанавливая различные условия измерений, посчитаем численное значение в зависимости от расстояния до точки.
Для тахеометра с СКП измерения углов = 5“:

Для тахеометра с СКП измерения углов = 2“:

Видно, что на коротких расстояниях точность определения положения точки электронным тахеометром практически сопоставима, и чем больше расстояние до точки, тем большую роль играет угловая точность.
Выбор электронного тахеометра основывается на технических требованиях к выполнению геодезических измерений. Разные методики и технологии работ требуют разной точности выполнения измерений от которой и нужно отталкиваться при выборе геодезического оборудования.