СИСТЕМА ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ

Полезная модель относится к области строительной геодезии и может быть использована для проведения исполнительных съемок и геодезических разбивочных работ.
Известны геодезические приборы, предназначенные для осуществления геодезических измерений.
Так, в частности, известно использование электронного тахеометра со встроенным микропроцессором [см., например, RU 2267745], с помощью которого можно осуществлять как геодезические разбивочные работы (вынос проектных точек в натуру), так и исполнительную съемку с вычислением отклонений фактического положения объектов на рабочей площадке от их проектного положения.
Под объектом здесь и далее, в частности, понимается элемент строительной конструкции или агрегат.
С помощью указанного электронного тахеометра измеряют координаты точек, определяющих проектное или фактическое положение объекта, а также определяют отклонения проектных координат от фактических координат.
Однако, при осуществлении геодезических измерений с помощью тахеометра, координаты точки вычисляют на основании измерений, производимых относительно только одной точки с известными координатами, что приводит к усложнению конструкции прибора. Так, при работе с тахеометром требуется осуществлять операцию наведения его оптической системы на пикетные точки и производить измерение расстояния, горизонтального и вертикального угла. Для автоматизации такой системы необходим сложный и дорогой механизм привода оптической системы. Кроме того, тахеометр является сложным, многофункциональным измерительным инструментом и требует специальных навыков для работы с ним.
Между тем увеличение количества точек с известными координатами, по отношению к которым производятся измерения, позволяет упростить механизм автоматического измерения параметров для вычисления координат точки.
В качестве ближайшего аналога полезной модели выбрана система для проведения геодезических измерений [RU 2014417].
Рассматриваемая система содержит измерительный блок, содержащий измерительные элементы, расположенные соответственно в исследуемой точке и в трех выбранных пользователем характерных точках с известными координатами, при этом сигнал, формируемый указанными измерительными элементами, соответствует параметрам, определяющим местоположение исследуемой точки относительно выбранных характерных точек.
Под характерной точкой здесь и далее понимается точка, принадлежащая геодезической сети или точка, координаты которой предварительно определены известными геодезическими методами.
Под исследуемой точкой здесь и далее понимается точка, координаты которой требуется определить, в которой установлен, по меньшей мере, один из измерительных элементов измерительного блока.
В рассматриваемой системе в качестве измерительного блока использовано снабженное приводом вращения приемо-передающее устройство, содержащее оптико-механический узел, включающий лазерный излучатель, приемник излучения, измеритель угла, а также три уголковых отражателя. При этом оптико-механический узел установлен в исследуемой точке объекта, а каждый из уголковых отражателей установлен в одной из характерных точек.
Рассматриваемая система также содержит задатчик координат характерных точек, и вычислительное устройство, содержащее блок определения координат исследуемой точки, в котором по известным алгоритмам происходит вычисление координат указанной точки на основании сигналов, поступающих от измерительного блока и от задатчика координат характерных точек.
В состав рассматриваемой системы также входит блок вывода информации, вычисляемой в вычислительном устройстве.
В рассматриваемой системе координаты исследуемой точки определяются автоматически на основании измерений, производимых не относительно одной, а относительно не менее двух, в частности, трех, характерных точек с известными координатами, что позволяет упростить процесс автоматизации измерения параметров для вычисления координат исследуемой точки.
При этом рассматриваемая система позволяет определить координаты одной или нескольких выбранных пользователем исследуемых точках, в том числе определить координаты движущегося предмета, при установке на нем соответствующего измерительного элемента измерительного блока, путем вычисления текущих значений координат исследуемой точки, соответствующих положению предмета в текущий момент времени.
Однако рассматриваемая система не предназначена для автоматического определения положения исследуемой точки объекта относительно выбранной точки, по положению которой можно судить о проектном положении объекта, что сужает функциональные возможности данной системы.
Задачей полезной модели является расширение функциональных возможностей системы для проведения геодезических измерений.
Сущность полезной модели заключается в том, что система для проведения геодезических измерений, содержащая измерительный блок, включающий измерительные элементы, один из которых расположен в исследуемой точке, а другие измерительные элементы расположены не менее, чем в двух выбранных пользователем характерных точках с известными координатами, и вырабатывающий сигнал, соответствующий параметрам, определяющим положение исследуемой точки относительно выбранных характерных точек по сигналам, формируемым совокупностью вышеуказанных измерительных элементов, первый задатчик координат характерных точек, вычислительное устройство, содержащее первый вычислительный блок, выполненный с возможностью определения координат исследуемой точки по сигналам, поступающим в вычислительное устройство от измерительного блока и от первого задатчика координат, а также блок вывода информации, выполненный с возможностью вывода и индикации информации, вычисляемой в вычислительном устройстве, согласно полезной модели содержит второй задатчик проектных координат одной или более определяемых точек, привязанных к проектному положению объекта, а вычислительное устройство содержит второй вычислительный блок, выполненный с возможностью вычисления параметров, определяющих положение выбранной определяемой точки относительно исследуемой точки по сигналам, поступающим в него от первого вычислительного блока и от второго задатчика координат.
Под определяемой точкой, привязанной к проектному положению объекта, здесь и далее понимается точка, координаты которой заданы проектом, характеризующая проектное положение объекта (фактически созданного или выносимого в натуру) на рабочей площадке или на местности. В частности, определяемой точкой может быть геометрический центр элемента строительной конструкции, точка, расположенная на периметре, на оси, на вершине элемента строительной конструкции или агрегата и т.п.
Наличие описанных выше измерительного блока, первого задатчика координат характерных точек, а также вычислительного устройства, содержащего первый вычислительного блок, позволяет осуществлять в указанном блоке вычисление координат исследуемой точки по сигналам, поступающим в него от измерительного блока и от первого задатчика координат, по известным в геодезии алгоритмам. Указанная информация поступает из вычислительного устройства в блок вывода информации, где она запоминается и индицируется.
Параметрами, определяющими положение исследуемой точки относительно выбранных характерных точек, могут быть угловые и/или линейные величины.
В качестве измерительного блока может быть использован волновой дальномер (оптический, радио, звуковой), в частности, с широкой диаграммой направленности, содержащий излучатель и приемник излучения, расположенные в исследуемой точке, и отражающие элементы, расположенные в выбранных характерных точках.
Заявляемая система позволяет определить координаты в одной или в нескольких выбранных пользователем исследуемых точках, в том числе определить координаты движущегося предмета, при установке на нем соответствующего измерительного элемента измерительного блока, путем вычисления текущих значений координат исследуемой точки, соответствующих положению предмета в текущий момент времени.
За счет того, что в заявляемой системе координаты исследуемой точки вычисляются на основании измерений, производимых не относительно одной, а относительно не менее двух характерных точек с известными координатами, оказывается возможным упростить процесс автоматизации измерения параметров для вычисления координат исследуемой точки.
Принципиально важным является наличие в заявляемой системе второго задатчика проектных координат одной или более определяемых точек, привязанных к проектному положению объекта, а также наличие в вычислительном устройстве второго вычислительного блока, осуществляющего вычисление параметров, определяющих положение исследуемой точки относительно выбранной определяемой точки. Указанные параметры вычисляются во втором вычислительном блоке по известным в геодезии алгоритмам на основании сигналов, соответствующих вычисленным координатам исследуемой точки, поступающих в него от первого вычислительного блока, а также сигналов, соответствующих известным проектным координатам выбранной определяемой точки, поступающих в него от второго задатчика координат.
В качестве указанных параметров могут вычисляться, в частности, расхождение значений координат указанных точек или значения угловых и/или линейных величин, характеризующие взаимное положение указанных точек в выбранной системе отсчета.
Вычисленные параметры определяют отклонение положения исследуемой точки от проектного положения выбранной определяемой точки. Указанная информация, вычисленная в вычислительном устройстве, поступает в блок вывода информации, где она запоминается и выводится на индикацию.
Благодаря указанным конструктивным особенностям расширяются функциональные возможности заявляемой системы.
Так, с помощью заявляемой системы можно вычислить и визуально оценить отклонение фактических координат любой интересующей пользователя точки, принадлежащей выстроенному объекту, от ее проектных координат, выбрав указанную точку в качестве исследуемой точки, установив в ней соответствующий измерительный элемент измерительного блока, и задав при этом ее известные проектные координаты в качестве координат выбранной определяемой точки.
С помощью заявляемой системы также можно осуществить процедуру выноса проектных точек объекта в натуру, которая сводится к ряду несложных манипуляций. Для каждой из выносимых точек ее проектные координаты заводятся во второй задатчик координат в качестве координат выбранной определяемой точки. При этом на рабочей площадке находится для исследуемой точки такое положение, при котором значения параметров, вычисленных во втором вычислительном блоке, характеризующих отклонение положения исследуемой точки от положения определяемой точки, сводятся к минимуму. Положение указанной исследуемой точки принимается за положение выносимой точки.
В качестве вычислительного устройства может быть, в частности, использован специальный микропроцессор или выпускаемое промышленностью электронное вычислительное устройство (ПК, мобильный телефон, планшетный компьютер и прочее) с введенными в него программами, обеспечивающими работу заявляемой системы.
В качестве блока вывода информации используется электронный блок, обеспечивающий вывод информации в запоминающее устройство и на индикатор. При этом в качестве запоминающего устройства может быть использовано любое электронное устройство запоминания и хранения информации, в том числе, флеш-память, а также память выпускаемого промышленностью электронного устройства (ПК, мобильный телефон, планшетный компьютер и прочее). В качестве индикатора может быть использовано любое электронное устройство отображения информации, в том числе, устройство отображения информации, встроенное в выпускаемое промышленностью электронное устройство (ПК, мобильный телефон, планшетный компьютер и прочее).
В качестве первого задатчика координат характерных точек и второго задатчика координат определяемых точек может быть использовано любое электронное устройство ввода информации, в том числе, устройство ввода информации, встроенное в выпускаемое промышленностью электронное устройство (ПК, мобильный телефон, планшетный компьютер и прочее).
Таким образом, техническим результатом, достигаемым при реализации полезной модели, является расширение функциональных возможностей системы.
На фигуре представлена блок-схема заявляемой система.
Система для геодезических измерений содержит измерительный блок 1, содержащий измерительные элементы, по меньшей мере, один из которых расположен в исследуемой точке, а другие расположены в выбранных характерных точках. Измерительный блок 1 вырабатывает сигнал, соответствующий параметрам, определяющим положение исследуемой точки относительно выбранных характерных точек по сигналам, формируемым совокупностью вышеуказанных измерительных элементов В частности, измерительный блок 1 выполнен в виде оптического дальномера, содержащего излучатель и приемник излучения в качестве измерительного элемента 2, устанавливаемого в исследуемой точке, а также отражающие измерительные элементы 3, 4, 5, каждый из которых установлен в одной из трех выбранных пользователем характерных точках, координаты которых известны, в частности, на основании предварительных геодезических измерений. Входы и выходы элементов 3, 4, 5 соединены с соответствующими входами и выходами элемента 2. При этом дальномер измеряет расстояния от исследуемой точки до выбранных характерных точек.
Система также содержит первый задатчик 6 координат характерных точек, второй задатчик 7 координат одной или более определяемых точек, привязанных к проектному положению объекта, а также вычислительное устройство 8.
Вычислительное устройство 8 содержит первый вычислительный блок 9, выполненный с возможностью определения координат исследуемой точки по сигналам, поступающим в вычислительное устройство 8 от измерительного блока 1 и от первого задатчика 6 координат.
Вычислительное устройство 8 также содержит второй вычислительный блок 10, выполненный с возможностью вычисления параметров, определяющих положение выбранной определяемой точки относительно исследуемой точки по сигналам, поступающим в него от первого вычислительного блока 9 и от второго задатчика 7 координат.
Система также содержит блок 11 вывода информации, вычисляемой в вычислительном устройстве 8, в том числе информации о координатах исследуемой точки, вычисленной в первом вычислительном блоке 9, и информации о параметрах, определяющих положение выбранной определяемой точки относительно исследуемой точки, вычисленной во втором вычислительном блоке 10.
Соответственно, выход измерительного блока 1 и выход первого задатчика 6 координат соединены с входом первого вычислительного блока 9, выход последнего и выход второго задатчика 7 координат соединены с входом второго вычислительного блока 10, выход последнего и выход первого вычислительного блока 9 соединены с входом блока 11 вывода информации.
Работа системы осуществляется следующим образом.
На рабочей площадке устанавливают измерительные элементы измерительного блока 1, выполненные с возможностью формирования сигнала, соответствующего параметрам, определяющим положение выбранной исследуемой точки относительно выбранных пользователем характерных точек, координаты которых предварительно определены, в частности, известными в геодезии методами и введены в первый задатчик 6 координат.
В частности, на рабочей площадке в каждой из трех выбранных пользователем характерных точек устанавливают один из отражающих измерительных элементов 3, 4, 5, а измерительный элемент 2, включающий оптический излучатель и приемник излучения, устанавливают в выбранной исследуемой точке.
В качестве исследуемой точки выбирают место предполагаемого (при осуществлении разбивочных работ) или фактического (при осуществлении исполнительной съемки) положения одной из интересующих пользователя точек, характеризующих положение объекта на рабочей площадке. Проектные координаты указанной точки вводят во второй задатчик 7 координат в качестве координат выбранной определяемой точки. Ввод проектных координат одной и более определяемых точек может быть осуществлен в ручном или автоматическом режиме, в виде файла чертежа.
Измерительный блок 1 передает информацию об измеренных параметрах, характеризующих положение выбранной исследуемой точки до выбранных характерных точек в вычислительное устройство 8 (в вычислительный блок 9). В указанное устройство также поступает информация от первого и второго задатчиков 6 и 7 координат (соответственно в вычислительные блоки 9 и 10). Вычислительное устройство 8 вычисляет координаты выбранной исследуемой точки и параметры, определяющие взаимное положение выбранной исследуемой точки и выбранной определяемой точки.
Вычисленная информация выводится в блок 11 вывода информации.
Далее аналогичным образом осуществляются указанные выше вычисления для другой исследуемой точки при установке измерительного элемента 2 измерительного блока 1 в новое положение и, при необходимости, задании проектных координат другой определяемой точки.
Таким образом можно получить информацию об отклонении фактического положения объекта от его проектного положения (при осуществлении исполнительной съемки) или отметить на площадке (вынести в натуру) проектное положение объекта, добиваясь максимально возможного совмещении положения выбранных исследуемой и определяемой точек.