Плановое положение на местности границ земельного участка характеризуется плоскими прямоугольными координатами цент­ров межевых знаков, вычисленных в местной системе координат. Для их определения используют различные методы: спутниковые, геодезические, картометрические, осно­ванные на цифровании карт и планов, фотограмметри­ческие. Рассмотрим некоторые из геодезических методов. Они предусматривают выполнение двух основных видов работ: постро­ение межевой съемочной сети и определение плоских прямоу­гольных координат межевых знаков.

Приведем краткое описание одной из технологий определе­ния плоских прямоугольных МСС с использованием автоматизи­рованных средств, которая позволяет не только выполнить в авто­матизированном режиме соответствующие геодезические измере­ния, но и провести их математическую обработку, например вы­числить по результатам измерений плоские прямоугольные координаты и высоты межевых знаков и др.

Вначале рассмотрим современные автоматизированные сред­ства геодезических измерений. Отметим тенденцию к совмеще­нию в одном приборе как технических средств измерений гори­зонтальных и вертикальных углов, а также наклонных расстояний, так и устройств их соответствующей математической обработки.

На рис. 5.1 показан один из таких при­боров - электронный тахеометр ЗТа5.

Существующие электронные тахеометры можно условно разделить на три группы: простейшие, универсальные и роботизиро­ванные.

К первой группе отнесем электронные тахеометры с минимальной автоматизацией и ограниченными встроенными программ­ными функциями. Точность измерений го­ризонтальных и вертикальных направлений такими тахеометрами составляет 5... 10", расстояний — 5... 10 мм на 1км. Электрон­ная память тахеометров позволяет хранить в цифровом виде сведения о положении 500... 1000 соответствующих точек. При этом соответствующие данные могут быть записаны на сменную карту памяти.

Электронный тахеометр ЗТа5 (Россия) можно использовать как при создании ме­жевой съемочной сети, так и при определе­нии плоских прямоугольных координат ме­жевых знаков и характерных точек объекта недвижимости.

Он совмещает в себе электронный теодолит, светодальномер, вычислительное устройство и регистратор информации. Тахео­метр имеет панель управления (контроллер) и дисплей, на кото­ром индицируются буквенные идентификаторы и цифровая ин­формация. В комплект тахеометра входят отражатель, подставки, источники питания, вехи, штативы, разряднозарядные устройства и другие принадлежности. Электронный тахеометр ЗТа5 имеет следующие характеристики точности измерений, характеризуе­мые средними квадратическими погрешностями:

горизонтального угла 5";

вертикального угла 7";

наклонного расстояния D от 2 до 2000 м — (5 мм + 3 • D10 ^-6) мм.

Электронные тахеометры второй группы включают в себя боль­шое число встроенных программ, позволяющих непосредственно в полевых условиях решить разнообразные инженерные землеуст­роительные и кадастровые задачи. Точность измерений горизон­тальных и вертикальных направлений такими тахеометрами со­ставляет 1...5", расстояний — 2...3 мм на 1 км. Электронная память тахеометров может хранить в цифровом виде сведения о положе­нии до 2...50 точек и более. Важная составляющая электронных тахеометров первой и второй группы — модуль контроллера, кото­рый представляет собой не только полевой компьютер, но и пульт управления самим тахеометром. От контроллера во многом зави­сят такие важные функциональные возможности тахеометра, как производительность, объем памяти, тип экрана, наличие и число встроенных программ. Большинство электронных тахеометров имеют встроенный контроллер, управляемый цифровой или ал­фавитно-цифровой клавиатурой. Число клавиш клавиатуры (простых и многофункциональных) зависит от типа тахеометра и числа решаемых контроллером задач. Практика показала, что клавиатура с большим числом многофункциональных клавиш очень неудобна и неэффективна. В последнее время в качестве контроллеров широко используют полевые графические компью­теры с активным экраном. Наличие такого экрана позволяет при помощи электронного карандаша управлять работой тахеометра, процессом измерений, а также в реальном времени просмотреть графическое отображение результатов работ.

Ко второй группе отнесем и такие системы, которые называ­ют Total Station (полная станция). В качестве примера укажем на соответствующую разработку фирмы Spectra Precision (Швеция), включающую в себя электронный тахеометр Geodimeter 600, од­ним из модулей которого является одночастотный спутниковый приемник, устанавливаемый на месте дополнительной клавиату­ры, а антенну устанавливают сверху на транспортировочной ру­коятке.

К третьей группе относят роботизированные электронные та­хеометры, имеющие сервопривод, управляющий многочисленны­ми фрикционными винтами, например подъемными и наводящи­ми. Соответствующие команды на сервопривод вырабатывают специальные электронные следящие устройства. Использование сервоприводов позволяет повысить производительность измере­ний примерно на 30 % и резко уменьшить наличие в измерениях грубых промахов, связанных с наведением на визирные цели. На­пример электронный тахеометр Geodimeter 600 (Швеция) имеет четырехскоростной сервомотор, обеспечивающий наведение на отражатель в режимах поиска и слежения. Активный отражатель, входящий в комплект тахеометра, представляет собой активный излучатель-светодиод, излучение которого фиксируется системой автоматического наведения и слежения размещенной в зритель­ной трубе тахеометра.

Измеряют расстояния электронным тахеометром с помощью встроенного в него электромагнитного дальномера (светодальномера), принцип действия которого основан, как правило, на фазовом методе измерения расстояний и заключается в следую­щем.

Допустим, в конечной точке А линии (рис. 5.2) установлено ус­тройство (приемопередатчик), излучающее вдоль направления ли­нии гармонические колебания, а на другом конце линии — отра­жатель. Электромагнитная волна, посланная передатчиком в мо­мент времени t_o , пройдя измеряемое расстояние D , отразится от отражателя и будет воспринята приемопередатчиком в момент

Рис.5.2 схема измерения электронным тахеометром

1 — приемопередатчик;  2 — длина волны сигнала; 3 — отражатель

времени t_п. Если длина λ излучаемой электромагнитной волны из­вестна, то

                                           D = λ ( N + ΔN ),                                         5.1

где N— целое число отрезков линии, каждый из которых равен длине излучаемой волны; ΔN— число больше нуля и меньше единицы.

Заметим, что для определения ΔN в конструкцию светодальномера включают фазометрическое устройство, а для определения N используют результаты измерений на разных частотах.

Точность измерений расстояний посредством фазовых свето- дальномеров зависит от многих факторов, основные из которых внешняя среда и неточность работы различных электронных бло­ков, например фазометрического устройства. Влияние внешней среды обуславливается неточным знанием на момент измерений значения показателя преломления атмосферы по пути распростра­нения электромагнитной волны.

Для измерения расстояний светодальномером необходим отра­жатель, представляющий собой призму (или несколько призм). Применяют как однонаправленные отражатели, так и призмен­ные, обеспечивающие отражение сигнала в полном круговом диа­пазоне. Следует отметить, что конструкция светодальномера элек­тронного тахеометра может не требовать обязательного наличия специального отражателя. В этом случае для измерений использу­ют сигнал, отраженный от местных предметов. Недостатки таких систем — большая зависимость точности измерений от свойств от­ражающей поверхности и отсутствие точной фиксации места от­ражения сигнала.

С целью автоматизации угловых измерений в конструкцию электронного тахеометра включают цифровые преобразователи угловых перемещений горизонтального и вертикального кругов тахеометра. Разрешающая способность указанных преобразовате­лей составляет десятые доли угловой секунды.

Рис.5.3 Схема геодезических построений при создании съемочной сети

Технологическая после­довательность работ при ис­пользовании в качестве средства измерений элект­ронного тахеометра имеет свои специфические особен­ности. Данное обстоятель­ство обусловлено наличием в конструктивной схеме при­бора регистратора информа­ции и вычислительного уст­ройства.

При работе с электрон­ным тахеометром, как правило, не ведут журнал для записи ре­зультатов измерений. В то же время составление и ведение соот­ветствующего абриса обязательно.

Технологическая последовательность работ при определении плоских прямоугольных координат межевых знаков, как отмеча­лось ранее, предполагает двухстадийное геодезическое построение (рис. 5.3). На первой стадии от пунктов опорных межевых сетей определяют положение (координаты) пунктов межевой съемоч­ной сети, располагаемых вблизи объекта землеустройства, напри­мер земельного участка. На второй стадии, используя пункты ме­жевой съемочной сети в качестве исходной геодезической основы, определяют обычно полярным способом положение (координаты) межевых знаков, измеряя электронным тахеометром соответству­ющие полярные углы β и горизонтальные проложения S(рис. 5.4). При этом расстояния от прибора до отражателей, установленных над центрами соответствующих межевых знаков, практически не ограничиваются по длине в виду сравнительно высокой точности их измерения электронным тахеометром, о чем было отмечено ра­нее. Для контроля желательно измерить расстояние между смеж­ными межевыми знаками.

Рис. 5.4 Схема определения положения межевых знаков полярным способом

При работе с электронным тахеометром в условиях открытой и полузакрытой местности удобно использовать метод свободной станции. Сущность метода заключается в том, что строят МСС и определяют координаты межевых знаков одновременно. Для этого весь земельный участок разделяют на отдельные участки (блоки). В пределах блока для определения месторасположения межевых знаков применяют полярный метод, используя связующий пункт МСС, на котором устанавливают электронный тахеометр. В каж­дом блоке, помимо связующего пункта, в программу наблюдений включают также не менее двух исходных пунктов (пункты опор­ных межевых сетей или имеющиеся в блоке связующие точки). Особенность метода — взаимная видимость между смежными пунктами межевой съемочной сети необязательна. В последую­щем собранная изложенным выше способом измерительная ин­формация передается на ПЭВМ, где обрабатывается и формирует­ся в виде массивов координат межевых знаков, установленных в характерных поворотных точках границы земельного участка.

При построении межевых съемочных сетей с использованием электронных тахеометров следует учитывать допустимые длины. Если межевую съемочную сеть создают в виде полигонометрических ходов с относительной невязкой не менее 1/10000, то их длины не должны быть более 4 и 8 км соответственно для городских земель и земель поселений. При относительной невяз­ке, равной 1/5000, длины ходов, указанные выше, должны быть уменьшены в два раза. В результате математической обработки ре­зультатов измерений вычисляют координаты пунктов МСС, ме­жевых знаков и характерных точек объектов недвижимости, а так­же получают другие геодезические данные, используемые при со­ставлении плана границ или (плана) земельного участка, ходов, прокладываемых между пунктами опорной межевой сети.