Кіріспе
Жер өлшеу және құрылыс жұмыстарында қолданылатын электрооптикалық құрал – тотал станция немесе тотал станция теодолиті – жер өлшеу және құрылыс жұмыстарында қолданылатын электрондық/оптикалық құрал. Бұл – құралдан белгілі бір нүктеге дейінгі тік және көлденең бұрыштар мен еңіс қашықтығын өлшеу үшін электрондық қашықтық өлшегішпен (EDM) интеграцияланған электрондық транзиттік теодолит, сондай-ақ деректерді жинау және триангуляция есептеулерін жүргізуге арналған бортындағы компьютер. Роботизацияланған немесе моторлы тотал станциялар операторға құралды қашықтан басқару мүмкіндігін береді. Теориялық тұрғыдан алғанда, бұл көмекші персоналдың қажеттілігін жояды, себебі оператор ретрорефлекторды ұстап, бақыланатын нүктеден тотал станцияны басқарады. Бірақ практикада, әсіресе көп адам жүретін жерлерде, мысалы, қоғамдық көлік жолында немесе құрылыс алаңында жер өлшеу жұмыстары жүргізілген кезде көмекші жер өлшеуші қажет болуы мүмкін. Бұл құралға кедерес келтіретін жағдайларды болдырмау үшін, құралды қайта орнату және бастапқы нүктені анықтау қажеттігін тудырмайды. Сонымен қатар, көмекші жер өлшеуші құралдың құндылығына байланысты болатын ұрлықтың алдын алуға көмектеседі. Егер басқаша болмаса, көптеген тотал станциялардың серийлік нөмірлері болады. Ұлттық кәсіби жер өлшеушілер қоғамы ұрланған жабдықтардың тізімін ұстайды, оны жер өлшеу жабдықтарына қызмет көрсететін мекемелер ұрланған құралдардың айналымын болдырмау үшін тексеруі мүмкін. Бұл моторлы тотал станциялар "автоматтандырылған моторлы тотал станция" деп аталатын автоматтандырылған жүйелерде де қолданылуы мүмкін.
A total station or total station theodolite is an electronic/optical instrument used for surveying and building construction. It is an electronic transit theodolite integrated with electronic distance measurement (EDM) to measure both vertical and horizontal angles and the slope distance from the instrument to a particular point, and an on board computer to collect data and perform triangulation calculations. Robotic or motorized total stations allow the operator to control the instrument from a distance via remote control. In theory, this eliminates the need for an assistant staff member, as the operator holds the retroreflector and controls the total station from the observed point. In practice, however, an assistant surveyor is often needed when the surveying is being conducted in busy areas such as on a public carriageway or construction site. This is to prevent people from disrupting the total station as they walk past, which would necessitate resetting the tripod and re establishing a baseline. Additionally, an assistant surveyor discourages opportunistic theft, which is not uncommon due to the value of the instrument. If all else fails, most total stations have serial numbers. The National Society of Professional Surveyors hosts a registry of stolen equipment which can be checked by institutions that service surveying equipment to prevent stolen instruments from circulating. These motorized total stations can also be used in automated setups known as "automated motorized total station".
Бұрыш өлшеуіш
Көптеген толық станция аспаптары бұрыштарды аспаптың ішіндегі айналмалы шыны цилиндрлерге немесе дискілерге өте дәл сандық штрих-кодтарды электрооптикалық сканерлеу арқылы өлшейді. Ең жоғары сапалы толық станциялар бұрыштарды 0,5 доға секундтық стандартты қателікпен өлшеуге қабілетті. Арзан "құрылыс классындағы" толық станциялар әдетте 5 немесе 10 доға секундтық стандартты қателікпен бұрыштарды өлшей алады. Бұрыш өлшеу әдетте оператор белгілі бір нүктеге орналасып, аспаптың басын басқа белгілі нүктеде немесе азимут бойында орналасқан нысанаға немесе призмаға бағыттап жүргізіледі, содан кейін көздің ішіндегі тор арқылы артқа көруді орындайды және осы сызықты 00°00’00” бұрыш ретінде сақтайды. Оператор аспаптың басын алдын ала көру ретінде байқалатын нысанаға немесе ерекшелікке бұрады және аспаппен өлшенген артқа көруден AR (түзу бұрыш) мәнін жазады, нәтижесінде көлденең бұрыш алынады. Аспаптың бұрыштық қатесі, сондай-ақ коллимациялық қатесі көптеген толық станцияларда жиынтық өлшемдерді жүргізу арқылы азайтылуы мүмкін. Бұл "түзу" және "кері" режимдерінде бірдей санда тіркелген барлық бұрыштарды бақылауды білдіреді, байқалған артқа және алдын ала көрулерді аспап нысаналарға қалыпты бағытта және 180 градусқа бұрылып немесе "төмендетілген" күйде қарағанда жүзеге асырылады. Әр нысанадан алынған бұрыштар жиынтығы орташа мәнмен есептеледі және орташа бұрыш шығарылады.
Қашықтықты өлшеу
Қашықтықты өлшеу модульденген инфрақызыл сәуле тасымалдаушы сигнал арқылы жүзеге асырылады, ол аспаптың оптикалық жолындағы кішкентай қатты күйдегі шығарушымен (эмиттермен) жасалады және призма рефлекторымен немесе өлшенетін объектімен кері шағылысады. Кері қайтатын сигналдың модуляция үлгісі тотал станцияның компьютерімен оқылып, түсіндіріледі. Қашықтық бірнеше жиілікті тарату және қабылдау арқылы, сондай-ақ әрбір жиілік үшін нысанаға дейінгі толқын ұзындығының толық санын анықтау арқылы есептеледі. Көптеген тотал станциялар ЭДМ сигналы үшін арнайы жасалған шыны призмалы (геодезиялық) рефлекторларды қолданады. Типик тотал станция шамамен ± 2 миллионнан бір бөлігінің дәлдігімен қашықтықты өлшеуге мүмкіндік береді. Рефлекторсыз тотал станциялар жарық түсті кез келген объектіге бірнеше жүз метрге дейінгі қашықтықты өлшеуге қабілді.
Координаттық өлшеу
Белгісіз нүктенің белгілі координатқа қатысты координаттарын жалпы станцияны пайдаланып, егер екі нүкте арасында тікелей көру мүмкіндігі болса анықтауға болады. Бұрыштар мен қашықтықтар жалпы станциядан зерттелетін нүктелерге дейін өлшенеді, ал зерттелетін нүктелердің координаттары (X, Y және Z; немесе шығыс, солтүстік және биіктік) жалпы станция орнына қатысты тригонометрия және триангуляция арқылы есептеледі. Абсолюттік орналасқан жерді анықтау үшін жалпы станцияға көру бағытымен бақылау қажет, және ол белгілі нүктеде орнатылуы мүмкін немесе белгілі орналасқан жері бар 2 немесе одан көп нүктеге көру бағытымен орнатылуы мүмкін, бұл еркін стационар деп аталады. Осы себепті, кейбір жалпы станцияларда жаһандық спутниктік навигация жүйесінің (GNSS) қабылдағышы болады және координаттарды анықтау үшін тікелей көру сызығы қажет емес. Дегенмен, GNSS өлшемдеріне көбірек уақыт қажет болуы мүмкін және тік ось бойынша салыстырмалы түрде төмен дәлдік береді.
Тау-кен өндірісі
Тоталь станциялар – тау-кен геодезиясында қолданылатын негізгі құрал. Жер асты шахталарындағы қазбалар қазылғанда, туннель қабырғаларының, төбесінің (арқасының) және еденінің абсолютті орналасуын тіркеу үшін тоталь станция қолданылады. Тіркелген деректер CAD бағдарламасына жүктеліп, туннельдің жобаланған жоспарымен салыстырылады. Геодезистер тобы белгілі бір аралықта бақылау станцияларын орнатады. Бұл – қабырғаларға немесе арқаға бұрғыланған тесіктерге жұптап орнатылатын кішкентай болатты тығындар. Қабырға станциялары үшін екі тығын қарама-қарсы қабырғаларға орнатылып, қазбаға перпендикуляр түзу құрайды. Арқа станциялары үшін арқаға екі тығын орнатылып, қазбаға параллель түзу құрайды. Тығындар жиынтығын пайдаланып, қиылыс және резекция әдістері арқылы өлшеулерді өңдеу арқылы тоталь станцияның орналасқан жерін анықтауға болады.
Механикалық және электрлік құрылыс
Жалпы станциялар көптеген құрылыс жұмыстарында ең жоғары стандартқа айналды. Олар көбінесе X және Y осьтері бойынша жер асты коммуникацияларынан іргетасқа, қабаттар арасында, сондай-ақ шатырға ену орындарын белгілеу үшін қолданылады. Көбінесе коммерциялық және өнеркәсіптік құрылыс жобалары құрылыс ақпараттық модельдеуге (BIM) негізделгендіктен, дерлік барлық құбырлардың, арналардың, түтіктердің және тіреу құрылғыларының координаттары цифрлық дәлдікпен қолжетімді. Виртуалды модельді нақты құрылысқа беру арқылы дұрыс өлшенбеген жүйелерді жылжытуға байланысты еңбек шығындары мен толыққанды құрылыс барысында осы жүйелерді орналастыруға кеткен уақытты қысқартуға болады.
Метеорология
Метеорологтар ауа райы шарларын жоғары деңгейдегі желдерді анықтау үшін жалпы станцияларды да пайдаланады. Ауа райы шарларының орташа көтерілу жылдамдығы белгілі немесе шамаланған болса, жалпы станция ауа райы шарларын уақыт өте қадағалау кезінде алатын азимут және биіктік көрсеткіштерінің өзгеруі әртүрлі биіктіктегі желдің жылдамдығы мен бағытын есептеуге қолданылады. Бұдан өзге, жалпы станция бұлт қабаттарының биіктігін анықтау үшін төбе шарларын қадағалауға да қолданылады. Мұндай жоғары деңгейдегі желдер туралы мәліметтер авиациялық ауа райы болжамында және ракеталар ұшыруда жиі қолданылады.