Instrumente Topografice Si Programe de Prelucrare

CAPITOLUL II

Instrumente topografice și programe de prelucrare

2.1. Instrumente topografice utilizate

Pentru realizarea lucrării s-a utilizat stația următoarele aparaturi:

-stația totală TCR 407

– nivela digitală SPRINTER 100/200

2.1.1.Stația totală TC 407

Stațiile totale fac parte din noua generație de instrumente topografice, bazându-se pe principiul funcționalității unui tachimetru clasic. Sunt instrumente electronice capabile să determine în teren majoritatea elementelor topografice (unghiuri, distanțe, diferențe de nivel, suprafețe), să efectueze prin intermediul unor softuri încorporate, numeroase calcule topografice și să stocheze în memorie datele din teren. Acestea asigură un grad ridicat de precizie în măsurători și o manevrabilitate ușoară pe parcursul lucrărilor de teren, ce conduc la o poziționare cât mai sigură a punctelor geo-topografice.

În structura unei stații totale sunt incluse aceleași componente principale, aceleași mișcări și aceleași axe ca ale instrumentelor clasice, la acestea adăugându-se partea electronică, toate acestea fiind încorporate în aceeași carcasă.

Fig 2.1. Părți componente ale stației totale

1 – colimator

2 – lumina de ghidare EGL

3 – șurub de mișcare fină pe verticală

4 – baterie

5 – suport pentru bateria GEB111

6 – capac baterie

7 – ocular

8 – focusarea imaginii

9 – mâner de transport detașabil

10 – interfață seriala RS232

11 – șurub de calare

12 – obiectiv cu dispozitiv încorporat de măsurare a distanței electronice (EDM)

13 – ecran

14 – tastatură

15 – nivela sferică

16 – tasta On/Off

17 – tasta de declanșare

18 – șurub de mișcare fină pe orizontală

Fig 2.2. Axele stației totale

SA – axa principală

KA – axa secundară

ZA – axa lunetei (axa de vizare

V – unghiul zenital;

Hz – unghiul orizontal;

VK – cercul vertical, divizat pentru citirea unghiurilor verticale;

HK – cercul orizontal, divizat pentru citirea unghiurilor orizontale;

Aparatul Leica TC 407 este ideal pentru ridicări topografice și lucrări de trasare, deoarece realizarea măsurătorilor se face într-un timp foarte scurt și cu mare ușurință, iar manipularea aparatului se învață rapid.

Fig 2.3. Ecranul și tastatura stației totale

Ecranul și tastatura au un rol important în ansamblul stației totale, deoarece pe ecranul stației sunt afișate atât rezultatele măsurătorilor cât și datele introduse de utilizator, iar cu ajutorul tastaturii se introduc date și se accesează meniul stației totale.

1 – bara de selecție;

2 – simboluri;

3 – taste cu funcții fixe;

4 – taste de navigare;

5 – taste funcții au funcție variabilă afișată pe ultima linie a ecranului deasupra tastei;

6 – bara de funcții soft care afișează funcțiile care pot fi apelate cu tastele funcții;

Tastele cu funcție fixă sunt următoarele:

[PAGE] – derulează paginile, în cazul în care avem mai multe, trece la pagina următoare;

[MENU] – această tastă permite accesul la programe, setări, data manager, calibrări, parametrii de comunicare, system information și data transfer;

[USER] – tastă programabilă cu funcție din meniul FNC;

[FNC] – permite accesul rapid la funcțiile pentru măsurare;

[ESC] – ieșire dintr-un editor cu activarea valorii precedente sau întoarcere la nivelul anterior;

tasta de declanșare – are trei setări: ALL, DIST, OFF și poate fi activată din meniul Configuration;

Funcțiile soft sunt afișate în josul ecranului și pot fi activate prin tastele funcții corespunzătoare, timpul de activare al fiecăreia depinde de programul activat.

Fig 2.4. Funcțiile soft

[ALL] – măsoară distanța, unghiurile și înregistrează punctul;

[DIST] – măsoară distanța fără să înregistreze;

[REC] – salvează valorile afișate;

[ENTER] – șterge valorile afișate și așteaptă introducerea unei noi valori;

[ENH] – permite introducerea coordonatelor;

[LIST] – afișează lista cu punctele valabile;

[FIND] – pornește căutarea pentru punctul introdus;

[EDM] – afișează setările EDM;

[IR/RL] – schimbă distomatul de pe IR (Infrared) pe RL (Reflectorless);

[SetHz] – setează direcția orizontală pe valoarea introdusă;

[Hz=0] – setează direcția orizontală pe valoarea 0;

[HOLD] – blochează direcția orizontală și poate fi eliberată cu [RELEASE];

[PREV] – întoarce la editorul anterior;

[NEXT] – continuă cu editorul următor;

Înainte de începerea măsurătorilor, aparatul trebuie pus în stație, se calează și se centrează pe punct acestea fiind un lucru foarte important deoarece prin acest procedeu, se fixează axele aparatului în poziția corectă de măsurare.

Punerea în punctul de stație a aparatului se realizează inițial prin amplasarea trepiedului și mai apoi punerea aparatului pe acesta. Trepiedul este dotat cu șuruburi de reglare a înălțimii acestuia, iar prin slăbirea lor se aduce trepiedul la lungimea necesară, după reglare, șuruburile se strâng. Pentru asigurarea unei stabilități suficiente, picioarele trepiedului se apasă în pământ. La instalare trebuie avut grijă ca placa trepiedului să fie într-o poziție cât mai orizontală, deoarece corecțiile mici de înclinare pot fi rectificate din șuruburile de calare, dar cele mari trebuie făcute din picioarele trepiedului.

După amplasarea trepiedului se prinde aparatul cu ajutorul șurubului central.

Calarea aparatului are două etape, prima este calarea aproximativă sau centrarea, care se face astfel: după așezarea trepiedului, se pune aparatul pe planul acestuia și se strânge cu șurubul de fixare, se aduc șuruburile de mișcare fină în poziția lor centrală, se activează laserul de centrare, apoi se mișcă picioarele trepiedului până când laserul cade aproximativ pe punct, se fixează picioarele trepiedului ,iar prin modificarea lungimii acestora se face calarea aproximativă a aparatului cu ajutorul nivelei sferice. A doua etapă a calării este calarea definitivă sau riguroasă cu ajutorul nivelei electronice care se afișează cu funcția [FNC]. Calarea se face prin rotirea șuruburilor de pe ambază în direcțiile corespunzătoare, până când marcajele (bulele) nivelei electronice ajung între repere. Se verifică centrarea aparatului pe punctul de stație, iar dacă este nevoie se mișcă aparatul slăbind șurubul de fixare, până când laserul ajunge pe punct.

Fig 2.5. Calarea aparatului

Introducerea caracterelor numerice și alfanumerice se face cu funcțiile din bara de jos a ecranului și tastele corespunzătoare lor, poziționând cursorul pe câmpul dorit, se activează funcția INPUT, se selectează seturile de caractere sau numere și se apasă tasta de confirmare.

Programele de organizare a datelor sunt afișate după ce s-a selectat o aplicație.

Fig 2.6. Programe de organizare

[• ] – setare efectuată;

[• ] – setare neefectuată;

În programul Set Job toate datele sunt salvate în JOBS ca în directoare. Joburile conțin

diferite tipuri de date și măsurători și pot fi manipulate individual. În cazul în care nu a fost setat nici un job și o aplicație a fost deschisă, sistemul crează automat un job nou cu numele „DEFAULT”.

În Set Station fiecare coordonată calculată este relaționată la coordonatele stației setate. Pentru definirea stației sunt necesare cel puțin coordonate plane, cota se introduce doar dacă este nevoie. Coordonatele pot fi introduse manual sau selectate din memoria internă.

În Set Orientation direcția Hz poate fi introdusă manual sau poate fi folosit un punct de coordonate cunoscute.

Aplicațiile sunt programe predefinite, acestea acoperă un spectru larg de facilități și îndatoriri din teren:

• Surveying (drumuire cu puncte radiate);

• Steake Out (trasare), aplicație utilizată în cadrul proiectului;

• Free Station (retrointersecție);

• Reference Line (linie de referință);

• Tie Distance (poligonație);

• Area (arie);

• Remote Height (puncte inaccesibile);

Verificări și corecții ale instrumentelor

Instrumentele Leica sunt realizate, asamblate și ajustate la cea mai bună calitate.Schimbările de temperatură bruște,șocuri sau alte cause externe pot cauza deviații și scaderea preciziei instrumentului.De aceea trebuie ca instrumentul să fie verificat și calibrat din când in când, acest lucru poate fi făcut pe teren, prin rularea unei proceduri obișnuite de măsurare.Procedurile sunt ghidate și pentru aceasta trebuie să urmărim toți pașii cu grijă și precizie. Alte erori ale instrumentului și părți mecanice pot fi ajustate doar mecanic.

Erorile care pot fi verificate si ajustate electronic sunt:

Erorile longitudinale și transversal ale compensatorului

Eroarea indexului cercului vertical

Eroarea de colimație pe orizontală

Instrumentele care pot fi ajustate mecanic :

Nivela sferică a instrumentului și a ambazei

Dispozitivul de centrare cu laser

Șuruburile trepiedului

Spotul laser

Eroarea de colimație pe orizontală este denumită și eroarea liniei de vizare,cauzată de deviația dintre linia optică de vizare, ceea ce reprezintă direcția punctului ce se vizează și linia perpendiculară pe axa înclinată.Această eroare afectează toate citirile de unghiuri orizontale și crește odata cu citirile în pantă.

2.1.2.Prezentarea nivelei digitale SPRINTER 100/200

Datorită faptului că nivelmentul s-a realizat tot cu stația totală, pentru acest subcapitol s-a făcut doar o scurtă descriere a nivelei, și anume SPRINTER 100/200, pe care am utilizat-o în lucrare pentru a trasa cota 0 a construcției.

Nivela digitală SPRINTER 100/200 este o nivelă electronică de înaltă calitate produsă de Leica Geosystem și este proiectată să facă nivelarea mai ușoară și mai rapidă datorită tehnologiei de care dispune.

Fi 2.7. SPRINTER 100/200

Fig 2.8. Descriere aparat

Componentele instrumentului sunt următoarele:

a – șurub orizontal cu mișcare fină;

b – compartiment baterie;

c – nivelă circulară;

d – catare;

e – șurub de focalizare;

f – mâner;

g – ocular;

h – ecran LCD;

i – ambaza;

j – șurub de calare;

Punerea în stație se face la fel ca la stația totală, se extind picioarele trepiedului la lungimea corespunzătoare cu platforma acestuia cât mai orizontal și se înfig în pământ pentru stabilitate. Se prinde aparatul de trepied cu ajutorul șurubului și folosind cele trei șuruburi de calare, prin rotirea lor, se aduce bula în centrul fiolei circulare.

Fig 2.9. Modul de calare al aparatului

Focalizarea imaginii se face folosind catarea pentru a fixa lentilele obiectivului pe stadie și rotind șurubul de mișcare fină până când stadia este aproape centrată pe câmpul de vizare. Apoi prin rotirea șurubului de focalizare se face focalizarea pe stadie. Dacă privind prin telescop și schimbând ușor privirea în sus și în jos, stadia și reticolul nu arată nici o deviație, atunci aparatul este pregătit de folosire.

Acest aparat are patru moduri de folosire:

MEAS – modul de măsurare;

MENU – modul de selectare în meniu;

ADJ – modul de ajustare;

TRK – modul de urmărire;

Datorită tehnologiei de care dispune se pot introduce valori numerice pentru definirea referinței nivelului redus și valori alfanumerice pentru definirea identității punctelor.

Verificarea și ajustarea nivelei

Se amplasează instrumentul în centrul a două stadii și pentru a activa programul de verificare și ajustare se intră în meniu și se accesează „Adjustment”.

Fig 2.10. Amplasarea între stadii pentru ajustare

La pasul unu se fixează luneta pe stadia „A”, se face măsurarea cu butonul MEAS, măsurarea este afișată și pentru confirmare se apasă tasta ENTER.

Pasul doi, se vizează pe stadia „B” și se confirmă măsurătoarea cu butonul MEAS.

Pasul trei, se mută nivela la o distanță de aproximativ 3m de stadia „A”, se vizează stadia „B” și se confirmă măsurătoarea.

Fig 2.11. Schimbarea poziției nivelei în timpul ajustării

Pasul patru, din aceeași poziție ca a nivelei ca la pasul trei se vizează stadia „A” și se confirmă măsurătoarea.

După parcurgerea acestor pași va fi afișată noua eroare de colimație, iar pentru acceptarea ei se apasă tasta ENTER.

Pentru verificarea și ajustarea nivelei circulare se calează aparatul, se rotește cu 180o, se centrează bula dacă este în afara cercului de centrare și se corectează jumătate din eroare cu cheia lui Allen (inbus), aceste manevre se repetă până când bula este centrată la oricare vizare aleatoare făcută cu aparatul.

Dacă eroarea de colimator depășește 3mm pentru o distanță de 60m, ea trebuie ajustată, acest lucru fiind posibil tot cu ajutorul cheii lui Allen (inbus), rotind cheia până când se atinge valoarea plănuită.

2.2.OPERAȚII GEODEZO-TOPOGRAFICE EFECTUATE

Pentru realizare obiectivului, mai întâi au fost făcut lucrarile de birou, după care sau executat cele din teren.

2.2.1.Lucrări de birou

Pentru realizarea proiectului a fost necesarǎ documentarea cu privire la tematica aleasă și culegerea de date, planuri, hărți, și orice alte informații cu privire la tema proiectului. Datele rezultate din măsurători s-au transferat din aparat pe PC cu softul Leica Survey Office și s-au prelucrat folosind utilitarul Microsoft Excel din pachetul Office. Prelucrarea datelor s-a facut în conformitate cu teoria prelucrarii măsurătorilor geodezice. Proiectarea rețelei s-a făcut în programul AutoCAD, unde s-au realizat și alte operații pentru întocmirea bazei de date grafice.

2.2.3. Lucrări de teren

Cea mai mare parte din timpul realizării proiectului a fost ocupată de lucrările de teren. Primul pas în realizarea proiectului a fost recunoașterea terenului în baza listelor de inventare de coordonate și descrierilor topografice ale punctelor rețelei de sprijin. S-a studiat vizibilitatea între puncte și s-a trecut la efectuarea măsurătorilor. Ulterior pentru partea de trasare a cãii de comunicații a fost nevoie de asistențǎ permanetǎ pe șantier, pe tot parcursul lucrǎrii..

2.2.4.Softurilor de prelucrare utilizate

AutoCAD este cel mai răspândit mediu de grafică și proiectare asistată de calculator.
în anul 1982, rula prima versiune a acestuia, denumită "MicroCAD", utilizată pe calculatoare cu procesor Intel 8080.A cucerit America, apoi Europa și Australia. Este tradus în 18 limbi ale globului. Are milioane de utilizatori licențiați pe toate continentele, în mari companii industriale sau de construcții, în universități și firme de proiectare.

Programul AutoCAD este utilizat în domeniile de proiectare cum ar fii: construcții,topografie,proiectarea de drumuri,arhitectură,construcții industriale etc.

Programul a fost utilizat în proiectul de licență pentru a desenta rețeaua geodezică, realizarea drumuirii, pentru trasarea construcției, etc.

TopoLT este un program ce oferă unelte pentru aplicații 2D sau 3D cu ajutorul cărora puteți crea planuri topografice sau cadastrale, puteți realiza modelul 3D al terenului și curbele de nivel, puteți calcula volume, etc.

L-am utilizat pentru raportatea unor puncte, pentru trasarea caroiajelor din proiect.

Microsoft Excel este unul dintre cele mai frecvent utilzate softuri și este destinat tratării datelor sub formă tabelară(foaie electorinca de calcul),cât și prezentarii grafice a informației. Acest soft mai este dotat cu o funcție pentru tratarea datelor tabelei ca baza de date.

Cu ajutorul lui am reușit să facem calculele carea u fost necesare pentru realizarea lucrării de diplomă.

Microsoft Word este probabil cel mai popular procesor și editor de text produs al pachetului Microsoft Office. Programul Microsoft Word și l-am utilizat pentru redactarea lucrării de dimplomă.