Исследование методики работ на электронных тахеометрах при производстве земельного кадастра и межевании земель

В настоящее время средства и методики геодезических измерений приобретают всё большую актуальность при выполнении различного вида землеустроительных работ и самой актуальной проблемой для них стоит повышение скорости измерений, снижение трудоёмкости, материальных, временных и людских затрат ресурсов.

Как отмечалось ранее, электронные тахеометры являются универсальными геодезическими приборами. Они предназначены для измерения углов и расстояний. В результате измерений тахеометром автоматически вводятся поправки за метеоусловия (причем определенные тахеометры сами определяют температуру и давление), за приведение длин линий к плоскости и др. Тахеометры обеспечивают индикацию горизонтальных и вертикальных углов, дирекционных углов, наклонных расстояний, горизонтальных проложений, приращений координат и других величин. Время на выполнение комплекса измерений (горизонтальное направление + вертикальный угол + расстояние + вывод результата) составляет несколько секунд. Большинство тахеометров имеют собственную память, встроенный микропроцессор и библиотеку программ для выполнения геодезических работ. Ряд современных тахеометров позволяет с помощью специального отражателя выполнять измерения до невидимых точек (например, через листву), а также работать с микро призменными наклейками.

Все перечисленные достоинства тахеометров позволяют значительно повысить эффективность выполнения геодезических. Но и между тахеометрами есть различия. Сравним эти средства геодезических измерений по различным критериям на примере электронного тахеометра Topcon GPT 3000 N (Япония) - с одной стороны и электронный тахеометр Sokkia SET 530 японского производства – с другой.

Электронный тахеометр – многофункциональный геодезический прибор, представляющий собой комбинацию кодового теодолита, встроенного светодальномера и специализированного мини-компьютера, обеспечивающие запись результатов измерений во внутренние или внешние блоки памяти. К настоящему времени в развитых зарубежных странах и в России разработано и производится большое число типов электронных тахеометров, различающихся конструктивными особенностями, точностью и назначением. Современные электронные тахеометры, как правило, позволяют решать следующие инженерные задачи:

1. тахеометрическая съемка;

2. определение недоступных расстояний;

3. определение высот недоступных объектов;

4. определение дирекционных углов;

5. обратная засечка;

6. определение трёхмерных координат реечных точек;

7. вынос в натуру трёхмерных координат точек;

8. измерения со смещением по углу.

Среди перечня инженерно-геодезических задач тахеометрическая съёмка – основной вид съёмки для создания планово-небольших не застроенных и малозастроенных участков, а также узких полос местности вдоль линий будущих дорог, трубопроводов и других коммуникаций. С появлением тахеометров-автоматов, этот способ съёмки стал основным и для значительных по площади территорий, особенно когда необходимо получить цифровую модель местности. При тахеометрической съёмке ситуацию и рельеф снимают одновременно, но в отличие от мензульной съёмки план составляют в камеральных условиях по результатам полевых измерений.

Съёмку производят с исходных точек-пунктов любых опорных и съёмочных геодезических сетей. Съёмочная сеть может быть создана в виде теодолитно-нивелирных ходов, когда отметки точек теодолитного хода определяют геометрическим нивелированием. В большинстве случаев для съёмки прокладывают тахеометрические ходы, отличающиеся тем, что все элементы хода определяют тахеометром-автоматом, одновременно с тахеометрическим ходом производят съёмку.

С появлением тахеометров стала возможна частичная или полная автоматизация тахеометрической съёмки. При съёмке тахеометр устанавливается на съёмочных точках, а на пикетных точках – специальные вешки с отражателями, входящими в комплект тахеометра. При наведении на отражатели вешки в автоматическом режиме определяются горизонтальные и вертикальные углы, а также расстояние до смежных съёмочных и пикетных точек. С помощью микроЭВМ тахеометра производят обработку результатов измерений и в итоге получают приращения ∆х и ∆у координат и превышения h на смежные съёмочные и пикетные точки. При этом автоматически учитываются все поправки в измеренные расстояния и за наклон вертикальной оси прибора в измеряемые углы. Результаты измерений могут быть введены в специальное запоминающее устройство (накопитель информации) или переписаны на магнитную кассету. В дальнейшем оттуда информация поступает в ЭВМ, которая по специальной программе производит окончательную обработку результатов измерений, включающую в себя вычисление координат съёмочных и пикетных точек, уравнивание съёмочного хода и другие вычисления, необходимые для графического построения топографического плана или цифровой модели местности.

Существуют также компьютерные тахеометры – современные электронные тахеометры, обеспечивающие прямой обмен информации с полевыми и базовыми ЭВМ, снабжённые сервоприводами, дистанционным компьютерным управлением, системами автоматического слежения за целью и набором универсальных полевых геодезических программ.

Внешний вид тахеометра Sokkia SET 530 и тахеометра Topcon GPT 3000 N представлен на рисунках 3 - 4, а технические характеристики этих геодезических приборов - в таблицах 3 - 4 соответственно.

Рис. 3 - Внешний вид тахеометра Sokkia SET 530

Рис. 4 - Внешний вид тахеометра Topcon GPT 3000 N

Таблица 3 - Технические характеристики тахеометра Sokkia SET 530

Таблица 4 - Техническая характеристика тахеометра Topcon GPT 3000 N

Проанализировав данные, которые приведены в таблицах, можем сделать вывод, что между двумя электронными тахеометрами есть небольшие различия. У тахеометра Topcon GPT 3000 N есть преимущества в дизайне (на клавиатуре клавиш немного больше), так же в весе - он не намного легче тахеометра Sokkia SET 530. Внутренняя память прибора способна хранить измерения 24000 точек, благодаря чему не приходиться беспокоиться о возможной нехватке памяти во время работы, когда внутренняя память тахеометра Sokkia SET 530 составляет всего лишь 10000 точек, но и этой памяти хватит для проведения геодезических работ.

Весь комплекс прикладных программ для обработки данных русифицирован, что позволяет исполнителю свободно решать широкий спектр инженерно-геодезических задач:

1. топографическая и кадастровая съемки методом тахеометрии;

2. вынос в натуру;

3. обратная засечка;

4. измерение высоты недоступной точки;

5. измерение неприступного расстояния;

6. определение отметки станции;

7. вычисление площадей;

8. дорожные работы и др.

Что касается стоимости оборудования, то стоимость тахеометра Topcon GPT 3000 N на сегодняшний день составляет 286500 рублей, а тахеометра Sokkia SET 530 – 293891 рублей. Как мы видим суммы практически не отличаются, исходя из этого можно сделать вывод, что рассматриваемые два тахеометра считаются практически одинаковыми и оцениваются примерно по одним и тем же критериям.

Есть и общее между тахеометрами, они зарекомендовали себя высокой степенью защиты от воздействия внешних условий и абсолютной надежностью работы. Высокая степень защиты от воды и пыли (IP66) гарантирует надежную работу в суровых погодных условиях, что делает их «всепогодным импульсными тахеометрами». Так же тахеометры оснащены буквенно-цифровой клавиатурой, клавиши которых широко разнесены друг от друга, что максимально снижает вероятность нажатия соседней клавиши даже при работе в перчатках.

Время – является решающим фактором, которое позволяет повысить производительность выполнения геодезических работ. В этой связи, следует отметить, что использование безотражательных тахеометров Sokkia и тахеометры Topcon не только увеличивает производительность работ, но при этом повышается и безопасность их выполнения. Последнее особенно важно, когда выполняются работы вблизи мест оживленного движения транспорта. Безотражательные электронные тахеометры Sokkia, Topcon позволяют геодезистам измерять объекты, оставаясь вне опасных зон.

В данной работе предлагается методика применения электронных тахеометров при проведение межевания земельного участка. Сравнивая характеристики двух электронных тахеометров Sokkia SET 530 или Topcon GPT 3000 N между собой, можно сделать вывод, что приборы мало отличаются друг от друга. Поэтому при межевании земельного участка рассмотрим вариант с использованием электронного тахеометра Topcon GPT 3000 N. Данная методика включают следующие технологические элементы:

1. На этапе подготовительных работ в соответствии с руководством по эксплуатации проводится комплекс поверок электронного тахеометра, при необходимости выполняются юстировки, проверяется комплектность прибора, состояние призменных систем.

2. На этапе рекогносцировки и полевого обследования объекта работ проводится оценка состояния пунктов государственной геодезической сети и опорной межевой сети с точки зрения возможности их использования в качестве исходных пунктов, точек планового обоснования и т.д., условий наблюдения на пунктах с использованием электронных тахеометров;

3. На этапе составления технического проекта (задания) на производство кадастровой съемки, межевания земель должны максимально учитываться технологические и программные возможности тахеометров (режим «Съёмка», «Определение координат», «Разбивка», прикладные задачи, безотражательный режим измерения расстояний и др.) для выбора наиболее выгодной технологии работ и размещения пунктов опорной межевой сети;

4. На этапе развития сетей планового обоснования с помощью электронных тахеометров производится сгущение геодезической плановой основы до плотности, обеспечивающей определение с неё положения всех межевых знаков и объектов, подлежащих съемке.

Сгущение геодезической плановой основы будет производиться от пунктов ГГС и сетей сгущения 1 и 2 разрядов способом проложением теодолитного хода.

При межевании земельного участка основным способом сгущения плановой основы является способ проложения разомкнутого теодолитного хода.

Теодолитный ход должны опираться на 2 исходных пункта с привязкой не менее чем к 1 исходному пункту. Угловая невязка в теодолитных ходах не должна превышать:

                   (4),

где

n – число углов в ходе.

W_в=±60"√5==±60"×2,23=2'14"

    В данной работе разомкнутый теодолитный ход опирается на пункты ОМЗ 9, ОМЗ 10 и ОМЗ 13 МСК - 66. Схема теодолитного года приведена на рисунке 5.

Рис. 5 – Схема разомкнутого теодолитного хода

Протяженность теодолитного хода составляет 2145 м. Относительная линейная невязка теодолитного хода не должна быть более 1:2000 (при длине хода более 250 м), предельная допустимая невязка – 2'14". Количество сторон в разомкнутого теодолитного хода 8. Наименьшая сторона теодолитного хода – 167,90 м. Развитие сетей пунктов планового обоснования методом проложения теодолитных ходов производили по трехштативной системе.

При измерении длин линий электронным тахеометром максимальная длина стороны хода не ограничивается, но следует избегать перехода от наименьших сторон к предельным, при этом измерение линий производится одним приемом с трехкратным взятием отчета. В обработку берется среднее из них.

Угловые измерения при развитии сетей пунктов планового обоснования выполняются электронным тахеометром – двумя полуприёмами, круговыми приемами или измерением отдельного угла.

Точки сгущения планового обоснования при необходимости закрепляются на местности (дюбель в асфальте, металлический штырь в грунте и т.д.) В полевых журналах в этом случае составляется подробный абрис с указанием линейных промеров от местных предметов (ориентиров) до точки закрепления на местности межевыми знаками границ земельного участка.

Закрепление пунктов ОМС и межевых знаков производят в соответствии с требованиями, приведенными во 2 главе.

На этапе кадастровой съемки с помощью электронного тахеометра Topcon GPT 3000 N в режиме «Съёмка» производится определение положения межевых знаков границ землепользования и объектов местности, отображаемых на кадастровом плане.

На этапе выполнения геодезических работ по выносу в натуру границ землепользования работа электронного тахеометра проводится в режиме «Разбивка».

На этапе обработки результатов полевых измерений информация из файла для хранения результатов съемки (работы) импортируется через интерфейсный кабель на персональный компьютер (ноутбук). В дальнейшем материалы съемки подвергаются текущему контролю, кадастровый план - корректировке и исправлению в специальном программном комплексе Credo. В нем же происходит вычерчивание кадастрового плана, определяются площадь земельного участка, оформляется схема геодезических построений, схема расположения земельного участка и чертеж земельного участка и их частей - входящие в межевой план.

На современном этапе развития научно-технического прогресса происходит фундаментальное изменение технологии и методов выполнения межевания земельных участков, что связано в первую очередь с качественным изменением состава парка используемого геодезического оборудования.

Интенсивное развитие электронных тахеометров, отличающихся высокой степенью автоматизации угловых и линейных измерений, привело к разработке систем и комплексов, включающих в качестве составных частей или блоков указанные приборы и повышающих уровень автоматизации не отдельных процессов, а топографической съемки в целом.

Анализ представленных технических характеристик тахеометров Topcon GPT 3000 N и Sokkia SET 530 показывает, что главное преимущество тахеометра заключается в высокой производительности измерений с автоматизированной выдачей их конечных результатов.

Способность измерения больших расстояний без призм (до 250 м) дает возможность использовать тахеометр для решения широкого спектра инженерных задач: измерение высотных зданий и конструкций, лесные съемки, съемки карьеров и подземных выработок и т.д.

Предлагаемая методика применения электронных тахеометров при производстве межевания земельных участков позволит при сохранении требуемого уровня точности значительно повысить эффективность выполнения землеустроительных работ по критерию затрат времени.