Cvičení č. 4 : Tachymetrie s TS postup, výpočet, zpracování, podklad

Cvičení č. 4 : Tachymetrie s TS postup, výpočet, zpracování, podklad Obsah: 1 STRUČNÉ SEZNÁMENÍ S METODOU TACHYMETRIE...2 2 POLOHOVÉ A VÝŠKOVÉ PŘIPOJENÍ S TS PŘI TACHYMETRII...2 2.1 URČENÍ NOVÉHO BODU RAJONEM...3 2.2 URČENÍ NOVÉHO BODU PROTÍNÁNÍM ZPĚT...7 3 POKROČILÉ FUNKCE SBĚRU DAT...10 3.1 MĚŘENÍ ÚHLOVÉHO ODSAZENÍ...11 3.2 MĚŘENÍ DÉLKOVÉHO ODSAZENÍ...12 Bronislav Koska, listopad 2003 1

1 Stručné seznámení s metodou tachymetrie Tachymetrie je základní metodou pro tvorbu polohopisné mapy s výškopisem, respektive k doplnění existující polohopisné mapy o výškopis. Název tachymetrie je řeckého původu a v doslovném překladu znamená rychloměřictví. Po nástupu elektronických dálkoměrů a zejména totálních stanic stále více vytlačuje plošnou nivelaci. Důvodem je jak vyšší rychlost této metody při dodržení požadované přesnosti tak současné zaměřování polohopisu. Tachymetrie se používá zejména pro mapy velkých měřítek od 1:500 do 1:5000. Výpočet podrobných bodů se provádí prostorovou polární metodou. Ta je definována vztahy: kde X = X + s sinz cos α, 0 0 0 d Y = Y + s sinz sin α, d Z = Z + s cos z+ v v, d p c X 0, Y 0, Z 0.. jsou souřadnice stanoviska, s d.. šikmá délka, z.. zenitový úhel, α.. směrník, v p.. výška přístroje na stanovisku 1, v c.. výška cíle. Přístroj GPT-2006 umožňuje přímý výpočet rovnic (1) po měření a následnou registraci vypočtených souřadnic (viz [1]). Přesnost metody je dána přesností použité totální stanice. Zejména je ovlivněna přesností dálkoměru (u TS GPT-2006 by neměla střední chyba v žádné souřadnici překročit 1cm). Ve výškopisném plánu je tvar a průběh terénu vyjádřen pomocí výškových kót, vrstevnic a technických šraf. Doporučený způsob kresby map velkých měřítek včetně výškopisu definuje ČSN 01 3411. Mapy velkých měřítek. Kreslení a značky 89/11/15. Tabulka značek z této normy je uvedená také v [2]. 2 Polohové a výškové připojení s TS při tachymetrii K výpočtu souřadnic podrobných bodů podle (1) je nutné znát souřadnice stanoviska a souřadnice orientačního bodu (respektive směrník na libovolný bod). Pro určení souřadnic stanoviska existuje několik metod např.: polygonový pořad, rajon, protínání zpět, GPS metody. TS umožňuje přímo v terénu určit souřadnice stanoviska rajonem a metodou protínání zpět. Výběr metody určení nového bodu se provádí v MENU činností VYTYČOVÁNÍ. (1) 1 Pokud je výška přístroje a cíle stejná, lze v p a v c z rovnic (1) vypustit (často používáno v praxi). 2

Mód normálního měření [ESC] [MENU] MENU 1/3 F1:SBER DAT F2:VYTYCOVANI F3:PAMET.MANAZER P VYBER SOUBORU JS: VSTUP SEZN SKO ENTER [F3]/ VYTYCOVANI 1/2 F1:VLOZ.CISLA STN F2:ZAMERA VZAD F3:VYTYCOVANI P MENU VYTYCOVANI 1/2 VYTYCOVANI 2/2 F1:VYBER SOUBORU F2:NOVY BOD F3:MER. FAKTOR P MENU VYTYCOVANI 2/2 2.1 Určení nového bodu rajonem 2.1.1 Nastavení stanoviska (VLOZ.CISLA STN) Nejprve je nutné zadat souřadnice stanoviska. To lze provést dvěma způsoby: 1) Nastavením ze souřadnic bodů uložených ve vnitřní paměti. 2) Vložením souřadnic stanoviska přes klávesnici. 1) Nastavení stanoviska ze souřadnic bodů uložených ve vnitřní paměti: 3

Postup činnosti Klávesa Displej Stiskněte klávesu ( VLOZ.CISLO STN) z menu Vytyčování 1/2. STANOVISTE VSTUP SEZN XYZ ENTER Stiskněte klávesu (VSTUP) STANOVISTE C.B.= 4001 Vložte C.B. a stiskněte (ENT) VYSKA PRISTROJE VLOZENI V.PRIS : 0.000 m VSTUP [ENT] Stejným způsobem vložte výšku přístroje. Displej se vrátí do menu Vytyčování 1/2. VYTYCOVANI 1/2 F1 : VLOZ.CISLA STN F2 : ZAMERA VZAD F3 : VYTYCOVANI P 2) Nastavení stanoviska vložením souřadnic přes klávesnici: Postup činnosti Klávesa Displej Stiskněte klávesu (VLOZ.CISLO STN) z menu Vytyčování 1/2. STANOVISTE VSTUP SEZN XYZ ENTER Stiskněte klávesu [F3] (XYZ) Stiskněte klávesu (VSTUP) a vložte souřadnice. Vkládání jedné souřadnice ukončete (ENTER) Na otázku REG? odpovězte [F3] (ANO) [F3] [F3] X 0.000 m Y : 0.000 m Z : 0.000 m VSTUP C.B. ENTER Stiskněte klávesu (ENTER). VLOZENI SOURAD.DAT VSTUP ENTER Stiskněte klávesu (VSTUP) a vložte C.B. Stiskněte klávesu (ENT). VYSKA PRISTROJE VLOZENI V.PRIS. : 0.000 m VSTUP ENTER Stejným způsobem vložte výšku přístroje 4

Stiskněte klávesu (ENTER). Displej se vrátí do menu Vytyčování 1/2. VYTYCOVANI 1/2 F1 : VLOZ.CISLA STN F2 : ZAMERA VZAD F3 : VYTYCOVANI P 2.1.2 Nastavení orientace (ZAMERA VZAD) Pro nastavení orientačního bodu může být zvolena jedna ze tří následujících metod: 1) Nastavení ze souřadnic bodů uložených ve vnitřní paměti. 2) Vložení souřadnic orientačního bodu přes klávesnici. 3) Vložení směrníku přes klávesnici. Příklad nastavení souřadnic z bodů uložených ve vnitřní paměti: Postup činnosti Klávesa Displej Stiskněte klávesu (ZAMERA VZAD) z menu Vytyčováni 1/2. Každým stiskem klávesy [F3] se změní vstupní metoda vložení bodu vzad (*1), *2), *3)) ZAMERA VZAD VSTUP SEZN YX/AZ ENT Stiskněte klávesu (VSTUP) a vložte C.B. ZAMERA VZAD C.B.= 4002 Stiskněte klávesu (ENT). ZAMERA VZAD H(S) = 68.3340 GON >Zacileno? [ANO] [NE] Zacilte na bod vzad a stiskněte klávesu [F3](ANO). Displej se vrátí do menu Vytyčování 1/2. [F3] *1) *2) *3) ZAMERA VZAD VSTUP SEZN YX/AZ ENT [F3](XY/AZ) X 0.000 m Y : 0.000 m Z : 0.000 m VSTUP AZ ENTER ZAMERA VZAD HP : [F3](AZ) VSTUP C.B. ENTER [F3](C.B.) 5

2.1.3 Nový bod rajonem Postup činnosti Klávesa Displej VYTYCOVANI 1/2 F1 : VLOZ.CISLA STN F2 : ZAMERA VZAD F3 : VYTYCOVANI P Stiskněte klávesu (P ) v menu Vytyčování 1/2 pro nastavení manu Vytýčení 2/2. VYTYCOVANI 2/2 F1 : VYBER SOUBORU F2 : NOVY BOD F3 : MER.FAKTOR P Stiskněte klávesu (NOVY BOD). NOVY BOD F1 : RAJON F2 : PROTINANI ZPET Stiskněte klávesu (RAJON). VYBER SOUBORU JS : VSTUP SEZN ENTER Stiskněte klávesu (SEZN) pro zobrazení seznamu souřadnicových souborů. *1) COORDDATA /C0123 * TOKBDATA /C0345 TOPCDATA /C0789 HLED ENTER Stiskem klávesy [σ] nebo [τ] rolujte po seznamu souborů a vyberte požadovaný soubor. *2),3) [σ] nebo [τ] * TOKBDATA /C0345 TOPCDATA /C0789 SATIDATA /C0456 HLED ENTER Stiskněte klávesu (ENTER). Soubor bude nastaven. Stiskněte klávesu (VSTUP), a vložte číslo nového bodu. Stiskněte klávesu (ENT). Stejným způsobem vložte výšku cíle. RAJON C.B. : VSTUP HLED ENTER VYSKA CILE VLOZENI V.CILE : 0.000 m VSTUP ENTER VYSKA CILE VLOZENI V.CILE : 1.235 m MER BH/H 6

Zacilte na nový bod a stiskněte klávesu (MER). Začne délkové měření. HP : HD * VD : > Merim 123.4020 GON < m m < ukonceno > Y : 1234.567 m X : 123.456 m Z : 1.234 m > REG? [ANO] [NE] Stiskněte klávesu [F3](ANO). Jméno bodu a souřadnice jsou uloženy v nastaveném souřadnicovém souboru. Je zobrazeno vstupní menu pro další nový bod. Číslo bodu se automaticky zvýší o 1. [F3] RAJON NP-101 VSTUP HLED ENTER *1) Jestliže chcete vložit jméno souboru přímo, stiskněte klávesu (VSTUP) a vložte jméno souboru. *2) Jestliže byl soubor již vybrán značka, '*' je zobrazena vlevo vedle aktuálního souboru. Pro rozlišovací značky souboru (*, @, &) viz [3]. *3) Data v souboru se šipkou mohou být stiskem klávesy (HLED) prohlížena. 2.2 Určení nového bodu protínáním zpět Ustavte přístroj na nový bod a určete souřadnice tohoto bodu pomocí souřadnic maximálně sedmi známých bodů a měření provedených na tyto body. Jsou dostupné následující metody protínání zpět: Protínání zpět z délek: Je třeba zaměřit dva, nebo více bodů. Protínání zpět z úhlů: Je třeba zaměřit tři, nebo více bodů. Souřadnice stanoviska budou vypočítány pomocí metody nejmenších čtverců. (V případě, že jsou provedena pouze úhlová měření na tři body, nebude metoda nejmenších čtverců použita). 7

Postup činnosti Klávesa Displej VYTYCOVANI 1/2 F1 : VLOZ.CISLA STN F2 : ZAMERA VZAD F3 : VYTYCOVANI P V menu Vytyčováni 1/2 stiskněte klávesu (P ) pro nastavení menu Vytyčování 2/2. VYTYCOVANI 2/2 F1 : VYBER SOUBORU F2 : NOVY BOD F3 : MER.FAKTOR P Stiskněte klávesu (NOVY BOD). NOVY BOD F1 : RAJON F2 : PROTINANI ZPET Stiskněte klávesu (PRITINANI ZPET). Stiskněte klávesu (VSTUP) a vložte číslo nově určovaného bodu. *1),2) Stiskněte klávesu (ENT). NOVY BOD C.B. : VSTUP HLED SKO ENTER VYSKA PRISTROJE VLOZENI V.PR. : 1.420 m VSTUP ENTER Stejným způsobem vložte výšku přístroje. C.01 VSTUP SEZN YXZ ENTER Vložte číslo známého bodu A. *3) Vložte výšku cíle. Zacilte na známý bod A, a stiskněte klávesu (UHEL) nebo (DELK). Příklad:(DELK) Začne měření délky. VYSKA CILE VLOZENI V.CILE: 0.000 m VSTUP ENTER VYSKA CILE VLOZENI V.CILE: 1.235 m UHEL DELK BH/H --- HP : 123.4020 GON HD * < m VD : m > Mereni < ukonceno > 8

Bude zobrazeno vstupní zobrazení pro bod B. C.02 VSTUP SEZN YXZ ENTER Postupujte stejně jako u bodu A. Jestliže byly změřeny dva body stiskem klávesy (DELK) bude vypočítána chyba odchylky *4) VOLBA MER. FAKTORU F1 : UZIT.POSL.DATA F2 : VYP.MER.DAT Stiskem klávesy nebo zvolte pro výpočet odchylky MER. FAKTOR. *5) Příklad: CHYBA ODCHYLKY dhd = 0.015 m dz = 0.005 m DALSI M. F VYP Pro měření dalších bodů stiskněte (DALŠÍ). Maximálně může být měřeno 7 bodů. C.03 VSTUP SEZN ENTER XYZ Proveďte zaměření dalších bodů. HP : 123.4020 GON HD * < m VD : m > Merim < ukonceno > HP : 123.4020 GON HD : 123.456 m VD : 1.234 m DALSI VYP Stiskněte klávesu (VYP).*6) Bude zobrazena střední chyba Jednotky : (sec.) nebo (mgon) nebo (mmil) Strední chyba = 1.23 mgon YXZ Stiskněte klávesu ( ). Bude zobrazena střední chyba každé souřadnice Jednotky : (mm) nebo (inch) M(y) : 1.23 mm M(x) : 1.23 mm M(z) : 1.23 mm YXZ Každým stiskem klávesy ( ) nebo ( ) se bude zobrazení alternativně měnit. Stiskněte klávesu (YXZ). Budou zobrazeny souřadnice nově určeného bodu. Y : 65.432 m X : 876.543 m Z : 1.234 m > REG? [ANO] [NE] 9

Stiskněte klávesu (ANO) *7) Souřadnice nového bodu budou uloženy do souřadnicového souboru a hodnoty souřadnic stanoviska budou změněny na vypočítané. [F3] NOVY BOD F1 : RAJON F2 : PROTINANI ZPET Displej se vrátí do menu nového bodu. * 1) Viz [4] Kapitola 2.6 Jak vložit alfanumerické znaky * 2) Pokud není nutné uložit souřadnice nového bodu, stiskněte klávesu F3 SKO. * 3) Pro přímé vložení souřadnic známého bodu přes klávesnici stiskněte klávesu F3 XYZ * 4) Chyba odchylky dhd (vodorovná vzdálenost mezi dvěma danými body) = hodnota vypočítaná z měřených hodnot - hodnota vypočítaná ze souřadnic. dz = (Z souřadnice vypočítaná z daného bodu A ) - (Z souřadnice vypočítaná z daného bodu B ) * 5) F1: UZIT.POSL.DATA, Při výpočtu odchylky je použit již vložený měřítkový faktor. F2: VYP.MER.DATA, Odchylka je vypočítána bez dříve vloženého měřítkového faktoru. V tomto případě je nový měřítkový faktor počítán z měřených dat Pro prohlížení hodnoty měřítkového faktoru stiskněte klávesu F3 (M.F). * 6) V případě, že jsou na všechny body provedena pouze úhlová měření, bude ukázáno následující zobrazení. Můžete si vybrat, zda proběhne výpočet souřadnice Z. VYP. Z SOUR. F1 : ANO F2 : NE F1(ANO): Na základě úhlových měření budou vypočítány souřadnice XYZ. F2(NE) : Na základě úhlových měření budou vypočítány pouze souřadnice X a Y. Souřadnice Z nebude počítána. (Hodnota souřadnice Z bude 0.000m.) Jestliže je provedeno rovněž délkové měření, bude proveden výpočet souřadnice Z na základě určení převýšení z tohoto délkového měření. * 7) Je-li v kroku 4 stisknuta klávesa F3 SKO, bude zobrazeno > NASTAVIT? V tomto případě nejsou data nového bodu uložena do seznamu souřadnic ale hodnoty souřadnic stanoviska jsou změněny na souřadnice vypočítané ve volbě NOVY BOD. 3 Pokročilé funkce sběru dat Základní informace o sběru dat jsou k dispozici v [3]. Kromě jednoduchého měření lze při sběru dat využít také funkci odsazení. Tato funkce je užitečná v případě, že není možné umístit hranol přímo na měřený bod, např. do středu stromu. Měření odsazení může být prováděno čtyřmi metodami: 1) Měřením úhlového odsazení. 2) Měřením délkového odsazení. 3) Měřením plošného odsazení. 4) Měřením válcového odsazení. Dvě poslední uvedené metody odsazení se v praxi nepoužívají příliš často a proto zde nebudou podrobněji popsány (více viz. [3]). 10

3.1 Měření úhlového odsazení Tato funkce slouží k zaměření bodů na které není možné měřit přímo vzdálenost (sloup definovaný středem atp.). Umístěte hranol do stejné vzdálenosti jako je vzdálenost k bodu A 0. Při měření souřadnic bodu na terénu A 1, nastavte správnou výšku přístroje a výšku cíle. Hranol A 0 Jestliže měříte pouze souřadnice bodu A 0 nastavte pouze výšku přístroje (výšku hranolu nastavte na 0). Výška hranolu Výška přístroje Stanovisko A 1 Poznámka: Při zaměřování bodu A 0 v tomto případě mohou v závislosti na nastavení přístroje nastat dvě situace. Po zaměření hranolu se buď bude při vertikálním pohybu dalekohledu měnit hodnota vertikálního úhlu a nebo zůstane zachovaná hodnota zaměřená na hranol. V případě změny vertikálního úhlu se budou přepočítávat také hodnoty SD a VD. Nastavení této volby viz [3] - kapitola 16 Mód voleb. Přepněte přístroj do módu sběru dat. Volbou [F3] (M.VPR/M.BOKEM) volte měření podrobných bodů. Tlačítkem [F3] (MER) zobrazte volby měření. Přepněte na stranu P2 voleb měření. Postup činnosti Klávesa Displej Stiskněte klávesu F4 P1 C.BODU PT-11 KOD : TOPCON V.CILE: 1.200 m VSTUP HLED MER VSE Stiskněte klávesu F1 ODSAZ ODSAZ - - - BH/H P2 ODSAZENI 1/2 F1 :UHLOVE ODSAZENI F2 :DELK.ODSAZENI F3 :ROV. ODSAZENI P1 Stiskněte klávesu F1 MERENI ODSAZENI HR : 120.3450 HD : MER - - - BH/H - - - Zacilte na hranol 11

Stiskněte klávesu F1 MER Začne měření MERENI ODSAZENI HP :120.34350 GON HD*[ n ] < m > Merim MERENI ODSAZENI HP : 120.3450 GON HD* 12.345 m > OK? [ANO] [NE] Pomocí jemné a hrubé ustanovky zacilte na bod A 0 (původní informace v řádku HD může být jiná, ale funguje přepínání zobrazené informace pomocí tlačítek a ). MERENI ODSAZENI HP : 120.3450 GON HD : 34.345 m > OK? [ANO] [NE] Zobrazí se převýšení bodu A 0. [ ] MERENI ODSAZENI HP : 120.3450 GON VD : 32.345 m > OK? [ANO] [NE] Zobrazí se šikmá vzdálenost na bod A 0. Každým stiskem klávesy [ ] se postupně zobrazí vodorovná vzdálenost, převýšení a šikmá vzdálenost [ ] MERENI ODSAZENI HP : 120.3450 GON VD : 12.345 m > OK? [ANO] [NE] Zobrazení X souřadnice bodu A 0 nebo A 1. Každým stiskem klávesy [ ] se postupně zobrazí X,Y a Z souřadnice [ ] MERENI ODAZENI HP : 120.3450 GON X : -12.345 m > OK? [ANO] [NE] Stiskněte klávesu F3 ANO Data jsou zaznamenána a je zobrazen měřený bod [F3] C.BODU:PT-13 KOD : V.CILE: 1.200 m VSTUP HLED MER VSE 3.2 Měření délkového odsazení Slouží k zaměření bodů, které nejsou přímo viditelné (nelze na ně měřit směr). Měření místa, které je stranou od hranolu je možné vložením vodorovné vzdálenosti vpřed nebo vzad / vlevo nebo vpravo. 12

ohd sign Doměrek HD A 0 A 1 Levá/pravá kolmice HD Výška hranolu Hranol P Výška přístroje Stanovisko Jsou-li měřeny souřadnice bodu na terénu A 1 tak přesně nastavte výšku přístroje a výšku hranolu. Jsou-li měřeny souřadnice bodu A 0 nastavte pouze výšku přístroje (Výšku hranolu nastavte na 0). Podle stručného postupu v kapitole 3.1 zobrazíme volbu odsazení (ODSAZ). Postup činnosti Klávesa Displej Stiskněte klávesu F4 P1 C.BODU PT-11 KOD : TOPCON V.CILE: 1.200 m VSTUP HLED MER VSE Stiskněte klávesu F1 ODSAZ ODSAZ - - - BH/H P2 ODSAZENI 1/2 F1 :UHLOVE ODSAZENI F2 :DELK.ODSAZENI F3 :ROV. ODSAZENI P1 Stiskněte klávesu F2 Stiskněte klávesu F1 VSTUP a vložte hodnotu pravého (-) nebo levého (+) odsazení (kolmice) *1)2) Vložte HD DELKOVE ODSAZENI VLOZ.KOLMICE +/- ohd : m VSTUP SKO ENTER DELKOVE ODSAZENI VLOZ.DOMEREK HD ohd : m VSTUP SKO ENTER 13

Stiskněte klávesu F1 VSTUP a vložte hodnotu doměrku vpřed (-) nebo vzad (+) *1)2) Pomocí jemné a hrubé ustanovky zacilte na bod P Stiskněte klávesu F2 nebo F3. Příklad: F3 XYZ Začne měření. Vložte HD Zacilte na P [F3] C.BODU PT-11 KOD : TOPCON V.CILE: 1.200 m *HD XYZ BH/H N* [ n ] < < < m E : m Z : m > Merim > Pocitam Data jsou zaznamenána a je zobrazen další měřený bod. C.BODU PT-13 KOD : V.CILE: 1.200 m VSTUP HLED MER VSE *1) Pro přeskočení vložení stiskněte klávesu F3 SKO. *2) Relativní určení odsazeni je vztaženo k zaměřovanému bodu s orientací na stanovisko (viz. obr.). 14

Literatura: [1] Pospíšil J., Štroner M.: Cvičení č. 2 : TS programové vybavení, měření s registrací, komunikace s počítačem. Návod na cvičení. Web: http://gama.fsv.cvut.cz/gk/k154/vyuk_sta/predmety/soubory/cviceni_2.doc [2] Švec M. a kolektiv: Stavební geodézie 10 - Praktická výuka. Skriptum. Praha: ČVUT, 2000. [3] Návod na použití - ELEKTRONICKÁ PULSNÍ TOTÁLNÍ STANICE - Řada GPT- 2000, GPT-2003, GPT-2005, GPT-2006, GPT-2009. Firemní manuál. Web: http://www.th-ales.cz/images/totalky/gpt2000_manual.pdf a http://www.geodis.cz/www/index.php?page=geodeticke_pristroje/gpt-2000.html. 15