Определение точности измерения расстояний тахеометром Leica TS02 при изменении угла поворота призменного и пленочного отражателей
Автор: Варфоломеев А.Ф., Виняев Д.А.
Журнал: Огарёв-online @ogarev-online
Статья в выпуске: 10 т.12, 2024 года.
Бесплатный доступ
В данной статье рассматривается насколько изменяется результат измерения тахеометром расстояния на отражающую пленку и призменный отражатель при их повороте на 20° и 40°. Определена зависимость точности измерений расстояний при повороте угла отражающих поверхностей с помощью тахеометра Leica TS02, призмы Vega SP03T и пленочного отражателя Geobox. Результаты измерений были определены на отрезках длиной 50, 100, 150, 200 м, полученные данные проанализированы.
Пленочный отражатель, погрешность измерений, призменный отражатель, среднее значение, тахеометр, угол поворота
Короткий адрес: https://sciup.org/147250458
IDR: 147250458
Текст научной статьи Определение точности измерения расстояний тахеометром Leica TS02 при изменении угла поворота призменного и пленочного отражателей
В настоящее время в современной практике проведения топографо- и инженерногеодезических работ на смену классическим приборам и технологиям уже давно приходят и широко используются новые [2; 7]. Так, для измерения расстояний вместо рулеток и инварных проволок используют электронные тахеометры [6], позволяющие измерить расстояние между пунктами дистанционно. Измерение расстояний тахеометром происходит посредством лазерного дальномера, встроенного в прибор, и направленного на отражатель. В качестве отражателей используются призмы и отражающие пленки [1; 3].
Также современные тахеометры имеют возможность измерить расстояние на обычный предмет в безотражательном режиме [4]. Следует отметить, что наиболее точным методом является измерение расстояния на призму.
В данной статье рассматривается важный вопрос изучения точности измерений расстояния на призму и пленочный отражатель при их повороте на определенный угол относительно линии створа, так как в практике геодезических работ удержать створ линии относительно тахеометра не всегда представляется возможным.
В ходе выполнения работы были использованы тахеометр Leica TS02, имеющий заявленную точность определения расстояний на призму ± 1,5 мм + 2 * 10-6 * L, на пленку –± 2мм + 2 * 10-6 * L (где L – длина линии); призма Vega SP03T и пленка Geobox размером 5 * 5 см.
На начальном этапе работ были выполнены поверки тахеометра [5; 8–10]. Далее был выбран участок местности в поле, вдали от автомобильных дорог, городских парков и прочих мест, которые могут создавать вибрации и ухудшать результаты измерений.
На участке были взяты отрезки по створу линии длинами 50, 100, 150, 200 м. На данных расстояниях от отражателя, закрепленного на штативе, был установлен тахеометр.
Прибор был приведен в рабочее положение [10], а также в настройках прибора были внесены поправки за внешние условия окружающей среды (температура, атмосферное давление, влажность) (см. рис. 1).

Рис. 1. Тахеометр Leica TS02 в рабочем положении.
При выполнении измерений поворачивали отражатель относительно центра оси на 0°, 20°, 40° (рис. 2).

Рис. 2. Схема измерения расстояний на призменный отражатель при угле поворота в 20 °.
Было выявлено, что при угле поворота в 40° тахеометр не может измерить расстояние на призму и на пленку при длине линии в 150 и 200 м. Результаты измерений представлены в таблицах 1–4.
Таблица 1
Измерение расстояний на призму и пленочный отражатель (50 м)
№ измерения |
Расстояние на призму, м |
Расстояние на пленку, м |
|||
угол поворота |
угол поворота |
||||
0° |
20° |
0° |
20° |
40° |
|
1 |
49,9249 |
49,9248 |
49,9242 |
49,9259 |
49,9299 |
2 |
49,9252 |
49,9248 |
49,9243 |
49,9261 |
49,9300 |
3 |
49,9251 |
49,9250 |
49,9245 |
49,9260 |
49,9301 |
4 |
49,9251 |
49,9249 |
49,9245 |
49,9262 |
49,9296 |
5 |
49,9251 |
49,9249 |
49,9245 |
49,9259 |
49,9300 |
6 |
49,9253 |
49,9249 |
49,9247 |
49,9259 |
49,9300 |
7 |
49,9252 |
49,9248 |
49,9245 |
49,9263 |
49,9302 |
8 |
49,9253 |
49,9248 |
49,9245 |
49,9260 |
49,9301 |
9 |
49,9252 |
49,9248 |
49,9243 |
49,9258 |
49,9300 |
10 |
49,9253 |
49,9249 |
49,9248 |
49,9259 |
49,9300 |
Среднее значение |
49,9252 |
49,9249 |
49,9245 |
49,9260 |
49,9300 |
Отклонение ср. значений от 0° призменного отражателя |
0,0000 |
0,0003 |
0,0007 |
– 0,0008 |
– 0,0048 |
Измерение расстояний на призму и пленочный отражатель (100 м)
№ измерения |
Расстояние на призму, м |
Расстояние на пленку, м |
|||
угол поворота |
угол поворота |
||||
0° |
20° |
0° |
20° |
40° |
|
1 |
99,9144 |
99,9146 |
99,9122 |
99,9165 |
99,9201 |
2 |
99,9144 |
99,9149 |
99,9123 |
99,9164 |
99,9200 |
3 |
99,9145 |
99,9148 |
99,9123 |
99,9165 |
99,9198 |
4 |
99,9143 |
99,9148 |
99,9125 |
99,9166 |
99,9198 |
5 |
99,9145 |
99,9150 |
99,9122 |
99,9166 |
99,9200 |
6 |
99,9143 |
99,9147 |
99,9122 |
99,9165 |
99,9198 |
7 |
99,9144 |
99,9150 |
99,9122 |
99,9165 |
99,9203 |
8 |
99,9144 |
99,9149 |
99,9124 |
99,9166 |
99,9202 |
9 |
99,9145 |
99,9150 |
99,9124 |
99,9169 |
99,9196 |
10 |
99,9144 |
99,9152 |
99,9121 |
99,9166 |
99,9196 |
Среднее значение |
99,9144 |
99,9149 |
99,9123 |
99,9166 |
99,9199 |
Отклонение ср. значений от 0° призменного отражателя |
0,0000 |
–0,0005 |
0,0021 |
–0,0022 |
–0,0055 |
Таблица 3
№ измерения |
Расстояние на призму, м |
Расстояние на пленку, м |
||
угол поворота |
угол поворота |
|||
0° |
20° |
0° |
20° |
|
1 |
150,0298 |
150,3010 |
150,0283 |
150,0306 |
2 |
150,0299 |
150,3010 |
150,0279 |
150,0306 |
3 |
150,0299 |
150,3050 |
150,0278 |
150,0306 |
4 |
150,0300 |
150,0301 |
150,0277 |
150,0310 |
5 |
150,0299 |
150,0302 |
150,0278 |
150,0304 |
6 |
150,0299 |
150,0299 |
150,0280 |
150,0305 |
7 |
150,0299 |
150,0299 |
150,0276 |
150,0303 |
8 |
150,0299 |
150,0302 |
150,0282 |
150,0306 |
9 |
150,0297 |
150,0301 |
150,0277 |
150,0303 |
10 |
150,0297 |
150,0302 |
150,0277 |
150,0303 |
Среднее значение |
150,0299 |
150,0301 |
150,0279 |
150,0305 |
Отклонение ср. значений от 0° призменного отражателя |
0,0000 |
–0,0003 |
0,0020 |
–0,0007 |
Измерение расстояний на призму и пленочный отражатель (150 м)
Сравнивая показатели средних значений измерений, можно сделать выводы о расхождениях данных показателей. При угле поворота в 20° у призменного отражателя разница показателей средних значений незначительная (от 0,0003м до –0,0005м) (см. табл. 1–4). Эти результаты входят в допустимую погрешность прибора.
Измерение расстояний на призму и пленочный отражатель (200 м)
№ измерения |
Расстояние на призму, м |
Расстояние на пленку, м |
||
угол поворота |
угол поворота |
|||
0° |
20° |
0° |
20° |
|
1 |
200,0472 |
200,0477 |
200,0459 |
200,0492 |
2 |
200,0474 |
200,0477 |
200,0458 |
200,0497 |
3 |
200,0473 |
200,0477 |
200,0460 |
200,0489 |
4 |
200,0471 |
200,0476 |
200,0462 |
200,0490 |
5 |
200,0472 |
200,0475 |
200,0461 |
200,0496 |
6 |
200,0472 |
200,0476 |
200,0461 |
200,0490 |
7 |
200,0473 |
200,0476 |
200,0457 |
200,0486 |
8 |
200,0472 |
200,0474 |
200,0458 |
200,0491 |
9 |
200,0472 |
200,0477 |
200,0463 |
200,0486 |
10 |
200,0472 |
200,0475 |
200,0462 |
200,0485 |
Среднее значение |
200,0472 |
200,0476 |
200,0460 |
200,0490 |
Отклонение ср. значений от 0° призменного отражателя |
0,0000 |
–0,0004 |
0,0012 |
–0,0018 |
У пленочного отражателя при увеличении угла поворота до 20° расхождение средних значений составляют от –0,0015 м до –0,0043 м (табл. 1, 2) и от –0,0027 м до –0,003 м (табл. 3, 4). Эти показатели не соответствуют заявленным характеристикам прибора кроме результата –0,0015 м (табл. 1). При увеличении угла поворота до 40° расхождение средних значений составляет –0,0055 м (табл. 1) и –0,0076 м (табл. 2), что также не соответствует заявленным характеристикам прибора.
В таблицах 1–4 указаны отклонения средних значений от 0° призмы. Для более наглядного представления данных показателей представлен график отклонения средних значений измерений (см. рис. 3).

Рис. 3. График отклонения средних значений.
Как видно по данным, приведенным в таблицах 1–4 и на графике (см. рис. 3), результаты отклонений средних значений по призменному отражателю при угле поворота в 20° незначительны (от 0,0003 м до –0,0005 м). Результаты отклонений по пленочному отражателю при углах поворота в 0°, 20° и 40° более велики (от 0,0007 м до –0,0055 м).
Также следует отметить, что отклонения в положительную или отрицательную сторону при повороте угла относительно 0° призменного отражателя могут зависеть от ряда внешних факторов (погодных условий, рефракции и т. п.) [8].
Таким образом, можно сделать вывод, что метод измерения расстояний на отражающую пленку является менее точным, чем измерение на призменный отражатель. Итоги исследования показывают, что при выполнении геодезических работ следует учитывать поворот угла призменного и пленочного отражателей относительно тахеометра и по возможности сводить его к нулю.
При проведении геодезических работ следует выбирать призменный отражатель в качестве основного для измерения расстояний. Для топографических же работ, где точность измерения более низкая, можно использовать и пленочный отражатель. Кроме того, следует отметить, что данный результат можно улучшить, используя более точные пленочные, призменные отражатели и тахеометры.
Список литературы Определение точности измерения расстояний тахеометром Leica TS02 при изменении угла поворота призменного и пленочного отражателей
- Афонин Д. А. Построение геодезической разбивочной сети, закрепляемой пленочными отражателями // Записки Горного института. - 2012. - Т. 199. - С. 301-308. EDN: QLIGNP
- Варфоломеев А. Ф., Коваленко А. К., Коваленко Е. А., Тесленок К. С., Тесленок С. А. Геоинформационные технологии в определении зон покрытия территории поправками от постоянно действующих станций ГЛОНАСС/GPS // Материалы Международ. конф. "ИнтерКарто/ИнтерГИС". - 2015. - Т. 21 (1). - С. 522-528. EDN: ZIDSFZ
- Кочетова Э. Ф., Акрицкая И. И., Тюльникова Л. Р., Гордеев А. Б. Инженерная геодезия: учебное пособие. - Нижний Новгород: ННГАСУ, 2017. - 158 с. EDN: SJHWLF
- Никонов А. В. Исследование точности измерения расстояний электронными тахеометрами в безотражательном режиме // Вестник СГУГиТ. - 2015. - Т. 29, № 1. - С. 43-53. EDN: UJYBKF
- Никонов А. В. К вопросу об определении постоянной поправки дальномера электронного тахеометра // Вестник СГУГиТ. - 2015. - Т. 29, № 1. - С. 54-61. EDN: SIYGMD
- Сафронова Д. А. Анализ применения электронного тахеометра // Научные известия. - 2022. - № 29. - С. 112-114. EDN: ISGBCE
- Тесленок С. А., Романов А. В. Новые технологии в производстве топографо-геодезических работ // Общество. - 2014. - № 2 (2). - С. 78-81. EDN: SOAOXZ
- Ямбаев Х. К. Геодезическое инструментоведение. Практикум: учебник для вузов. - М.: Академический Проект, 2020. - 583 с.
- Ямбаев Х. К. Инженерно-геодезические инструменты и системы: учебное пособие для вузов. - М.: Изд-во МИИГАиК, 2012. - 462 с.
- Ямбаев Х. К., Голыгин Н. Х. Геодезическое инструментоведение. Практикум: учебное пособие для вузов. - М.: ЮКИС, 2005. - 312 с. EDN: QKFEXB