Les théodolites électroniques et les stations totales sont activement utilisés pour les travaux de mesure et d'arpentage en géodésie et en conception.
Un peu d'histoire
Jusqu'au début du XVIe siècle, la mesure des angles verticaux et horizontaux était effectuée avec plusieurs instruments différents. Pour des travaux d'arpentage et de prospection plus efficaces, il fallait un appareil universel capable de combiner plusieurs fonctions en même temps.
Le prototype du théodolite moderne du milieu du siècle dernier était un instrument appelé polymètre. Les prospecteurs de l'époque l'acceptèrent avec beaucoup d'enthousiasme et l'utilisèrent partout dans leurs travaux. Les versions ultérieures du milieu du XIXe siècle ont jeté les bases de sa conception.
Description du théodolite électronique
Le théodolite moderne possède de nombreuses fonctions de mesure dans son arsenal. Les angles horizontaux sont calculés à l'aide d'appareils spéciaux - alidade et limbus. Le membre est un cercle de verre avec une échelle de 360 divisions, qui est fixé en permanence et protégé contre les dommages. L'alidade tourne autour du limbe avec le corps de l'appareil.
Principe de mesure et de transmission des donnéesle théodolite électronique diffère considérablement de l'optique. Toutes les valeurs sont cryptées en binaire, donc au lieu de degrés, minutes et secondes, il y a des zéros ou des uns. La lecture est transmise à l'aide de dispositifs photoélectroniques.
Pour augmenter la fiabilité des lectures de l'appareil, la conception comprend des niveaux à bulle et un fil à plomb vertical. Pour des lectures plus précises, l'appareil fournit un microscope spécial. Une différence caractéristique entre un théodolite électronique et sa version optique est la présence d'un dispositif de prise et d'enregistrement des lectures en mode automatique, suivi de leur enregistrement sur la puce mémoire de l'appareil.
Tous les théodolites utilisés pour l'arpentage ou d'autres travaux doivent être vérifiés. Si l'erreur de lecture dépasse les normes établies, il est nécessaire d'effectuer un réglage pour la correction. Il existe une norme d'État pour les types de théodolites. Selon l'exactitude des mesures, elles sont divisées en trois classes: particulièrement précises, précises et techniques. Ces derniers sont principalement utilisés à des fins éducatives.
Le principe de fonctionnement du théodolite électronique
De par la nature de la conception, il y a: électronique, image directe, levé minier, autocollimation, photothéodolites, gyrothéodolites avec gyrocompas, répéteurs. Par exemple, un photothéodolite a une caméra dans son corps pour une prise de vue et une référence précises des objets géologiques.
Les théodolites électroniques sont des appareils qui peuvent grandement simplifier la procédure de prise de valeurs angulaires, par rapport aux théodolites entièrement optiquesdispositifs. Cet outil vous permet de travailler même dans l'obscurité. Et la présence de l'affichage éliminera l'erreur de prise de lecture. D'autre part, les homologues électroniques ne sont pas sans inconvénients, comme la présence d'une batterie qui doit être rechargée périodiquement à partir du secteur, une petite plage de températures de fonctionnement autorisées.
En choisissant un modèle spécifique de théodolite électronique, vous devez avant tout décider du type de tâches à effectuer. Si une grande précision de mesure n'est pas une priorité, alors il est tout à fait possible de s'en sortir avec un appareil de classe T15 à T30. Pour des mesures plus précises, un appareil de classe T2 à T5 convient. Si vous avez besoin d'une précision sans précédent, vous devez opter pour un modèle de classe T1.
Il ne sera pas superflu de connaître l'influence des conditions de prise de vue sur sa qualité finale. Ainsi, par exemple, la présence d'arbres dans la zone peut affecter la fiabilité des lectures de la roulette laser. Le faisceau est capable de se refléter sur les branches au lieu de l'objet souhaité et de déformer considérablement les données. La présence de structures élevées sur le site, telles que des tours ou des tuyaux, affecte également le résultat final.
Le boîtier d'un appareil de mesure de haute qualité doit être en métal et tous les joints possibles doivent être caoutchoutés pour empêcher la poussière et l'humidité de pénétrer. Les options moins chères faites de pièces en plastique sont de courte durée et échouent souvent. Une photo d'un théodolite numérique électronique est présentée ci-dessous.
Total stations
Un type d'appareil plus parfait est une station totale. C'est une sorte de symbiose entre un ordinateur et un théodolite. Son coût est plus élevé que d'habitude, mais la fabricabilité est d'un ordre de grandeur supérieur. Il est équipé d'un écran et d'un clavier pour la saisie des données, dispose d'un microprocesseur intégré pour les calculs. L'automatisation vous permet d'effectuer toutes les tâches à la volée, tout en augmentant considérablement la productivité.
Le but principal du tachéomètre est de créer des plans de terrain à une échelle donnée avec des caractéristiques de dessin du relief. Le cœur de tout mécanisme est un contrôleur intégré ou externe, qui est responsable du traitement des données reçues lors de l'enquête.
Une caractéristique distinctive de la conception de la station totale par rapport aux autres instruments géodésiques est sa modularité, qui vous permet de créer une modification de l'appareil pour des besoins spécifiques.
Variétés de stations totales
Étant donné que la plupart des stations totales sont équipées d'un télémètre basé sur un faisceau laser, il en existe deux types selon la méthode d'enregistrement du signal:
- la différence de phase du faisceau est utilisée pour déterminer les distances;
- pour mesurer la distance à un objet, le temps de passage du faisceau laser est calculé.
Pour mesurer des distances jusqu'à cinq kilomètres, il est conseillé d'utiliser des prismes réfléchissants pour un télémètre laser. À une distance allant jusqu'à un kilomètre, vous pouvez vous passer de réflecteurs, mais il convient de noter que tout dépendra de la qualité de la surface réfléchissante de l'objet. L'erreur de mesure des valeurs angulaires avec une station totale moderne peut atteindre la limite du millionièmepour cent ou un millimètre par kilomètre.
Petites caractéristiques d'utilisation
Il est important de savoir qu'en pratique, une telle erreur est presque impossible à réaliser en raison de l'influence des conditions météorologiques et des erreurs de positionnement et de certains facteurs humains.
En règle générale, la plupart des travaux d'arpentage sont effectués à une distance maximale de 300 mètres. Beaucoup moins souvent, il devient nécessaire de tirer à une distance de plusieurs kilomètres. L'optique moderne permet des plages de mesure jusqu'à 7500 mètres.
Certains modèles modernes peuvent être équipés d'un système de positionnement global pour lier les résultats de mesure aux coordonnées de la carte du terrain, ainsi que d'un système entièrement automatisé qui ne nécessite pas la participation de l'opérateur.
Critères de sélection
Lors du choix d'une station totale, vous devez déterminer les tâches qui lui sont assignées. Pour la plupart, un appareil avec une erreur de 1 à 2 mm par kilomètre convient. Le travail opérationnel nécessite le transfert immédiat des données vers l'ordinateur de traitement. À ces fins, vous pouvez choisir un modèle équipé d'une télécommande et d'un module sans fil comme le Wi-Fi ou le Bluetooth. Ces modifications d'instruments de mesure, en règle générale, ont pour fonction de suivre le sujet.
S'il devient nécessaire de transférer des points topographiques vers un site réel, alors, dans ce cas, vous avez besoin d'un appareil avec un système duplex pour la saisie et la transmission de données.
Il y a des moments où vous avez besoin de capturer un grand objet en trois dimensions. À ces fins, appliquezmodèles de stations totales pouvant fonctionner en mode scanner 3D. Les données d'une telle étude sont transférées vers un ordinateur sous la forme d'un nuage de points et peuvent être traitées ultérieurement à l'aide de programmes de CAO spécialisés.
