Station totale électronique – en matière de géodésie, vous ne pouvez pas vous en passer

Points d’article

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• Qu’est-ce qu’une station totale?
• Histoire et principe de fonctionnement de la station totale
• Types de stations totales électroniques
• Avantages de la station totale
• Fabricants de tachéomètres
• Ce qui se cache derrière le prix d’une station totale?
• À la fin

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Dans cet article: Définition d’une station totale histoire et principe de fonctionnement; types de stations totales électroniques; avantages par rapport aux autres instruments géodésiques; les plus grands fabricants de stations totales.

Lors de l’exécution de travaux de construction ou d’arpentage, un calcul précis des différences de paysage sur un site donné est nécessaire, et parfois sa superficie est de milliers de mètres carrés. Les instruments géodésiques traditionnels – théodolite, télémètre, niveau et ruban à mesurer ne fonctionneront pas ici, sinon les mesures prendront des semaines, rien de moins. Et le timing est devenu un point important aujourd’hui – les clients donneront la préférence aux interprètes qui terminent les travaux le plus rapidement possible et les entrepreneurs ont de plus en plus de raisons d’équiper leurs spécialistes avec des équipements de construction modernes … À notre époque de technologie informatique avancée, le besoin de calculs physiques et de dessins a disparu – tout est ordinateur avec un logiciel approprié. Faire une étude du site dans les plus brefs délais et avec les résultats les plus précis aidera un dispositif géodésique universel – un tachéomètre électronique.

Qu’est-ce qu’une station totale?

Un tachéomètre est un appareil géodésique qui vous permet d’obtenir rapidement et avec une grande précision un relevé d’une zone donnée « en plan » avec une image complète du relief. La conception de cet appareil comprend un télémètre optique, un théodolite, une calculatrice et un enregistreur de données électronique – avec ses dimensions extérieures compactes, la station totale combine les fonctions de plusieurs instruments géodésiques à la fois. Mesures des distances verticales et horizontales, des zones à une distance de 5000 m avec une erreur de seulement 1 cm, des angles avec une précision de 2? jusqu’à 20? (selon le type et la classe selon GOST R 51774-2001), stockage automatique des données reçues pour plusieurs milliers de points sur la zone mesurée, réception et transmission de données via GPRS vers un ordinateur distant – cela n’épuise pas les capacités d’une station totale électronique.

Histoire et principe de fonctionnement de la station totale

Les premiers instruments géodésiques, similaires à distance aux tachéomètres modernes, ont été créés il y a 50 ans – dans ces appareils semi-mécaniques et semi-électroniques, le télémètre optique et le théodolite ont été installés indépendamment. Après un certain temps, le théodolite et le télémètre ont été combinés dans un seul boîtier, l’appareil résultant a été équipé d’un panneau spécial qui vous permet d’entrer les valeurs d’angle. La première station totale à part entière a été créée en Suède – la lecture d’angle a été modifiée de l’optique à l’électronique, ce qui a permis d’automatiser le travail géodésique. Ainsi, les stations totales électroniques sont apparues sur le marché il y a environ 25 ans, elles sont produites par des entreprises américaines, japonaises et suisses..

Le principe de fonctionnement d’une station totale électronique repose soit sur la méthode de phase, soit, dans des modèles plus modernes, sur la méthode d’impulsion. La première méthode est la différence de phase entre les faisceaux projeté et renvoyé, la seconde est le temps nécessaire au faisceau laser pour voyager de la station totale au réflecteur et inversement. La distance à laquelle l’appareil est capable de fonctionner en mode sans réflecteur dépend de la couleur de la surface sur laquelle le faisceau est projeté – les surfaces claires et lisses augmentent la distance de travail de la station totale plusieurs fois par rapport aux zones sombres, mais elle ne dépassera pas 1 000 – 1 200 m. Portée linéaire mesures en mode réfléchissant – pas moins de 5000 m.

Types de stations totales électroniques

Tous les modèles fabriqués sont subdivisés en plusieurs types en fonction de leur application:

• stations totales techniques. Les appareils électroniques de ce type sont les moins chers, car ne sont équipés que d’un télémètre réfléchissant et nécessitent des mesures géodésiques par une équipe de deux employés – un opérateur d’une station totale technique et un pignon-crémaillère;
• tachéomètres de construction. Équipé d’un télémètre sans réflecteur, c.-à-d. capable de prise de vue à la fois réfléchissante et non réfléchissante. Il n’y a pas d’alidad dans la construction de tachéomètres de construction;
• tachéomètres d’ingénierie. Conçus pour effectuer un large éventail de tâches, ces appareils sont équipés d’une caméra utilisée pour construire des modèles de terrain en trois dimensions, d’un écran tactile couleur, d’un processeur moderne et d’un logiciel pratique, de fentes et de ports pour USB et cartes flash. Les modèles modernes de stations totales d’ingénierie prennent en charge un certain nombre de canaux de communication – Wi-Fi, Bluetooth, etc..

De plus, les tachéomètres sont subdivisés en éléments modulaires, constitués d’éléments séparés (indépendants), et intégrés, dans lesquels les dispositifs sont combinés sous un même boîtier en un seul mécanisme. Les derniers types sont des stations totales motorisées et automatisées. Le premier d’entre eux est équipé d’un servo variateur qui permet de relever plusieurs points simultanément, le second d’un servo variateur et de systèmes capables de reconnaître, capturer et suivre des cibles, en fait, ce sont déjà des systèmes géodésiques robotiques. Les appareils de cette conception sont conçus pour les mesures par une seule personne et les stations totales robotiques permettent la prise de vue à distance, tandis que la précision des résultats sera garantie élevée.

Selon les caractéristiques de l’enquête, les stations totales électroniques sont divisées en:

• circulaire, avec un télémètre à filament et un niveau cylindrique sur le cercle vertical de l’alidade;
• nomogramme, calcul des dépassements et distances horizontales des distances selon le nomogramme, distinguable dans le tube du dispositif lors de l’observation, ainsi que le long du rail vertical;
• autoréduction, dépassement et espacement horizontal des distances dans lesquelles sont déterminées par un rail horizontal avec un télémètre double image;
• dans la base, dont la base est au tachéomètre et est destinée au calcul direct de la distance horizontale, et les mesures des angles verticaux vous permettent de calculer les élévations;
• électro-optique, équipé d’un dispositif électronique supplémentaire qui permet l’automatisation de la prise de vue.

Avantages de la station totale

Si nous comparons le travail avec le théodolite et le tachéomètre, dans le premier cas, il est nécessaire de conserver des enregistrements dans le journal, dans le second – uniquement pour garder un contour, et l’appareil enregistrera et enregistrera les données sur les distances, les angles et les numéros de piquets en mémoire. Lorsque vous modifiez l’emplacement de ce dispositif géodésique, il vous suffit de définir une nouvelle station et la première station, puis pointez sur le réflecteur et obtenez les mesures calculées par la station totale en appuyant sur un seul bouton.

Le tachéomètre électronique calcule les distances horizontales indépendamment, en mode automatique. Le moniteur de l’appareil affiche soit la distance de la pente, la position horizontale et les élévations, soit la distance et les angles de la pente (horizontal et vertical) – l’affichage de l’une des deux options de données est contrôlé manuellement par l’opérateur.

Le tachéomètre est irremplaçable lors de l’implantation – placez-le à un point dont les coordonnées sont connues, définissez les coordonnées du point d’orientation ou entrez l’angle directionnel pour l’orientation. Ensuite, vous définissez le point à implanter en entrant ses coordonnées – l’angle de rotation et la distance que vous souhaitez mesurer dans cette direction sont affichés sur le moniteur de l’appareil. Bien sûr, à l’aide d’une station totale, vous pouvez mesurer la distance entre les points et la hauteur de l’objet, des mesures avec un décalage – cet appareil remplit toutes les fonctions d’un théodolite.

Lors de l’exécution de travaux géodésiques dans une carrière, une telle fonction sera pratique – obtenir vos propres coordonnées par résection. Lors de la première installation de la station totale électronique, à l’aide de bandes réfléchissantes, les coordonnées de plusieurs objets situés aux bords de la carrière sont calculées. À la fin des travaux de carrière, l’appareil est réinstallé et, à l’aide de la résection, les coordonnées du point d’installation sont calculées et la carrière est relevée. Le logiciel approprié basé sur les calculs de la station totale vous aidera à obtenir rapidement une image du travail effectué dans la carrière – diagrammes en carrés, avec leur description générale.

De par sa conception, la station totale électronique est destinée au travail sur le terrain. Poussière ou saleté, pluie ou neige, changements de température – tout cela n’endommagera pas l’appareil. Parmi les modèles de stations totales, chaque fabricant dispose d’appareils conçus pour fonctionner dans des conditions particulièrement difficiles – leur régime à basse température peut atteindre moins 30 ° С. Cependant, cela vaut la peine de les choisir uniquement dans les cas où il est vraiment censé fonctionner dans les régions du nord ou dans certaines conditions spécifiques..

Fabricants de tachéomètres

Les fabricants mondiaux de stations totales électroniques les plus connus sur notre marché sont la société japonaise Sokkia Topcon avec les marques Sokkia et Topcon, la société suisse Leica Geosystems AG avec la marque Leica, la suédoise GeoMax (marque du même nom), l’américain Trimble Navigation avec les marques Nikon et Trimble, et Spectra Precision (marque éponyme).

Compagnie Sokkia Topconconnu pour ses produits dans le domaine de la construction et de la géodésie depuis plus de 100 ans, les instruments produits dans ses entreprises ont traditionnellement une haute précision et une qualité japonaise.

Leica Geosystems, anciennement connue pour sa marque Leica dans le domaine de la photographie (des appareils photo sous cette marque sont toujours produits), a été créée en 1990 par la fusion de plusieurs sociétés et se concentre sur la production uniquement d’équipements géodésiques. Les équipements de cette marque sont largement utilisés en géodésie – à la fois en terrestre et par satellite.

Fabricant suisse d’équipements dans le domaine de la géodésie et de la construction, entreprise GeoMax, Depuis sa création dans les années 90, il a concurrencé avec succès la marque Leica sur le marché européen. La gamme de produits de cette société, qui comprend les équipements géodésiques et ses logiciels, se distingue par une qualité et une précision de mesures exceptionnelles..

Compagnie Navigation Trimble, basée aux USA, elle a commencé son existence en 1978 avec la production de technologies de navigation pour la navigation maritime. Avec le développement du positionnement spatial, il y a 25 ans, l’entreprise a commencé à créer des navigateurs GPS, et depuis 2003 et après l’acquisition de la marque Nikon, une large gamme d’équipements géodésiques.

Fabricant américain d’équipement d’arpentage Précision Spectraest apparu en 1997 et a été formé à la suite de la fusion de plusieurs fabricants d’instruments et de technologies d’arpentage. Aujourd’hui, il s’agit de la plus grande marque d’équipement d’arpentage, reconnue pour ses technologies innovantes..

Parmi les marques de stations totales électroniques des fabricants répertoriés, il y a l’embarras du choix parmi les équipements nécessaires, qu’il s’agisse d’une station totale technique ou robotique. Tout dépend des besoins du client, des conditions de travail dans lesquelles la station totale est censée être utilisée.

Ce qui se cache derrière le prix d’une station totale?

Il y a une distance énorme entre les segments de prix inférieur et supérieur des tachéomètres, des centaines de milliers de roubles. Les appareils géodésiques robotiques sont effrayants dans leur complexité et leur coût, je suis sûr que chaque chef comptable ou dirigeant d’entreprise ayant très peu de connaissances en géodésie sera hostile à une demande d’achat, par exemple, d’une station totale Sokkia NET1200 (prix moyen – 1300000 roubles). Si vous traduisez tout en argent uniquement, le Topcon GTS-105N, beaucoup moins cher, sera beaucoup plus agréable pour le service comptable (le prix moyen est de 170000 roubles)! Est-il judicieux de dépenser des millions pour une station totale robotique?

Si nous divisons conditionnellement tous les modèles existants de stations totales du segment de prix supérieur en appareils équipés de servomoteurs, semi-automatiques (équipés d’un système de suivi) et automatiques (robots contrôlés à distance) et considérons l’efficacité du travail du point de vue d’un géomètre, alors leurs avantages par rapport aux modèles moins chers sont évidents..

Lors des travaux géodésiques sur le terrain, une partie importante du temps est consacrée au pointage et à la mise au point répétés de la station totale, qui n’est pas équipée de servomoteurs et d’un système de suivi automatique. Après plusieurs heures, et pas dans les meilleures conditions météorologiques, la concentration de l’opérateur diminue, ses yeux sont larmoyants, son corps lui fait mal de fatigue – en conséquence, la précision des mesures diminue. Un tachéomètre semi-automatique, qui suit indépendamment les changements d’emplacement du réflecteur et peut facilement le viser, contribuera à faciliter considérablement l’activité physique de l’opérateur, quelles que soient les conditions météorologiques au sol..

Tachéomètre Sokkia NET1200

Pas besoin d’un compagnon pour déplacer le réflecteur – en règle générale, pendant le travail, l’ingénieur-opérateur d’une simple station totale (réglable et contrôlée manuellement) pointe les piquets vers l’assistant avec un personnel. La précision des mesures lors des travaux géodésiques avec un chemin de fer partenaire est loin d’être idéale, car un géomètre expérimenté ne peut pas évaluer la situation au point de piquetage, et l’assistant n’a pas les connaissances suffisantes pour cela. Les appareils semi-automatiques vous permettent de changer la nature du travail géodésique – l’appareil a un opérateur moins expérimenté qui n’effectue pas de réglages et n’appuie sur les boutons de la station totale qu’à la commande d’un ingénieur avec un réflecteur, qui détermine avec précision la position du piquet. Lorsqu’il s’agit d’une station totale robotique, toutes les mesures sont effectuées uniquement par un ingénieur avec un personnel qui contrôle le dispositif géodésique à distance – à partir d’un piquet.

Les stations totales robotiques ne se fatiguent pas et ne font pas d’erreur, car ils n’en sont pas capables – ils ne passeront pas plus de 4 secondes pour chaque piquet, quel que soit le nombre d’heures de travail. Les modèles de tachéomètres les plus chers sont conçus pour des mesures d’ingénierie précises avec un minimum d’erreurs, en effectuant des calculs indépendants dans les plus brefs délais. Un exemple d’une telle station totale robotique est le Leica TS30 avec une précision angulaire de 0,5?, La capacité d’effectuer 5000 mesures et de faire un tour de 180 ° du télescope et de l’alidade en une seconde seulement, dont le coût moyen est de 2600000 roubles..

Station totale électronique de haute précision Leica TS30

Les stations totales électroniques relativement peu coûteuses ont un ensemble de fonctions suffisant pour une utilisation sur les chantiers de construction, elles ne seront pas suffisantes à des fins d’ingénierie. Caractéristiques d’une simple station totale de bâtiment électronique, par exemple, Nikon DTM-322 (précision angulaire 5?): Optique de haute qualité, faible poids, compensateur mono-axe, au lieu de piles, vous pouvez utiliser des piles ordinaires de 1,5 V, la plus grande plage de mesure en mode prisme est de 2300 m, prix moyen – 160000 roubles. Tachéomètre de bâtiment plus précis Trimble M3 DR, avec une précision angulaire de 5?, Compensateur à deux axes, portée jusqu’au rail réflecteur de 3000 m, batterie pour un fonctionnement continu pendant 8 heures, la présence de Bluetooth et un prix moyen de 340000 roubles.

Station totale Trimble M3 DR TA

Stations totales d’ingénierie, par exemple, Sokkia SET1X: 1? précision angulaire, écran tactile couleur high-bit, plage de mesure jusqu’au réflecteur 5000 m, compensateur à deux axes, deux piles au lithium pour 14 heures de fonctionnement continu, bluetooth, port USB, lecteur de carte, système d’exploitation Windows CE – prix moyen 690000 roubles.

Stations totales d’ingénierie motorisées d’une valeur d’environ 850000 roubles. ont une précision angulaire moindre (de l’ordre de 5?), mais facilitent considérablement les tâches d’un géomètre. Leica TS15 M R400 à titre d’exemple – plage de mesure jusqu’à un réflecteur jusqu’à 10000 m, compensateur à quatre axes, chargement rapide de la batterie pendant 7 heures de travail, OS Windows CE 5.0 Core, vitesse de rotation 45 ° par seconde, Bluetooth, port USB, lecteur de carte, écran tactile couleur.

Plus les caractéristiques des modèles de stations totales d’ingénierie sont élevées en termes de précision, de rapidité des mesures et de traitement des données, plus leur coût est élevé. Il convient de noter que les instruments d’ingénierie électronique modernes pour les mesures géodésiques ne sont pas menacés d’obsolescence rapide – les modèles qui entreront sur le marché du futur seront construits sur leur base et auront un ensemble similaire de fonctions..

À la fin

Lors du choix de l’un ou l’autre modèle de station totale électronique, ou, plus correctement, du choix de l’un ou l’autre fabricant, les caractéristiques des stations totales dans leur segment de prix étant généralement similaires, il sera important de faire affaire avec un fournisseur expérimenté et professionnel. Ses spécialistes sélectionneront le modèle qui répond le mieux aux besoins du client, y compris le logiciel moderne, avec lequel le travail doit être formé pour les employés du client.

Les stations totales modernes sont de conception complexe et en aucun cas bon marché – il est extrêmement important de sélectionner soigneusement un appareil doté d’un ensemble optimal de fonctions.