Что лучше - Sokkia или Trimble?

Исследование дальномеров. Безотражательная функция

Извечный вопрос всех геодезистов - «Какой тахеометр лучше?» Итак, попробуем разобраться. Для начала можно уверенно заявить, что все тахеометры в общем и целом одинаковы. В этом можно легко убедиться, если взять несколько приборов разных производителей и сравнить их технические характеристики. Они очень близки, а в чем-то даже одинаковы. Возникает вопрос - тогда в чем, собственно, разница и чем руководствоваться, приобретая себе «рабочую лошадку» на довольно долгий период времени. Отличия, конечно же, есть. Но основные - обычно касаются дальномера, и в первую очередь - при измерениях в безотражательном режиме.

Для того чтобы наглядно понять, в чем эти отличия, специалисты НПО «Гео» провели полевые исследования и интерпретацию результатов.

Для проведения эксперимента были взяты две одинаковые в своем классе модели тахеометров разных производителей: Sokkia SET 530RK и Trimble M3 (5") (см. рис. 1). Выбор пал именно на эти тахеометры, так как пятисекундные приборы наиболее универсальны и часто используемы.

Все измерения проводились в одинаковых условиях, а именно использовались одинаковые цели, одинаковые внешние условия. В таблицах все сведено к времени измерения расстояния с использованием встроенного секундомера (см. рис. 2).

Хотелось бы сразу опередить вопрос о точности секундомера, данные которого записаны до сотых, и, например, вопрос точности нажатия наблюдателем клавиши остановки секундомера - непосредственно количество секунд в работе играют роль достаточно небольшую, проще говоря: тахеометр измеряет расстояние за 2 или за 3 секунды, не очень важно, хотя некоторое «скоростные» геодезисты отмечают, что при измерении в день 600-800 пикетов разницу в одну секунду в измерениях можно рассматривать как «30 % рабочего времени».

Еще раз хотелось бы подчеркнуть, что секунды и сотые секунд приведены только как единицы сравнения одного тахеометра ОТНОСИТЕЛЬНО другого.

Условия, влияющие на дальность измеряемых расстояний в безотражательном режиме, - 1-е условие: цель - материал поверхности и цвет цели, 2-е - расположение цели - угол попадания луча на цель, 3-е - засветка - освещенность цели.

Измерения проведены в «Хороших», «Средних» и «Плохих» условиях. Все настройки тахеометров приведены в соответствие друг с другом, включены аналогичные режимы - «точн. однокр» и «точн. усред. 1».

В каждом случае проводилось по 10 измерений подряд. Первыми были произведены измерения в условиях, близких к идеальным: цель - белая ровная стена (см. рис. 3-4), расположение цели - перпендикулярно к лазерному лучу, засветка - низкая (на улице пасмурно, на стену падает тень). Посчитанные среднеарифметические значения пригодятся нам для сравнений.

По разбросу в значениях измеренных расстояний можно сделать вывод только о том, что дальномерный сигнал в разных приборах обрабатывается по-разному, но для пользователя это не очень важно - т. к., при разбросе в расстояниях разница только в миллиметрах, а значит, фактически отсутствует.

А вот по времени - вывод однозначен. Одно и то же расстояние в одинаковых режимах и условиях один из приборов измеряет в два раза быстрее (в 2,04 раза быстрее).


Теперь изменим 2 условия - поверхность и засветку - и еще раз сравним скорость измерения.

Цель - деревянная отделка (см. рис. 5), расположение цели - перпендикулярно к лазерному лучу, засветка - средняя (на улице пасмурно).

«Деревянная отделка» в качестве цели выбрана еще и потому, что в практике межевания и топосъемки такая поверхность встречается достаточно часто (некрашеный деревянный забор, обшивка дома и т. д.). По разбросу в значениях измеренных расстояний можно сделать вывод только о том, что дальномерный сигнал в разных приборах обрабатывается по-разному, но для пользователя это не очень важно - главное, при разбросе в расстояниях все равно идет разговор о миллиметрах.

А вот по времени - вывод однозначен, одно и то же расстояние в одинаковых режимах и условиях один из приборов меряет почти в два раза быстрее.


Как видно, разница во времени измерений между разными приборами осталась примерно такая же, а само время измерения у каждого прибора почти не изменилось, как будет видно далее - такое изменение условий на небольших расстояниях практически не оказывает никакого влияния на получаемые результаты. Следующая цель - еще один объект, который часто попадает в перекрестие тахеометра геодезиста - это дерево.

Цель - кора дерева (см. рис. 6), расположение цели - близко к перпендикулярному относительно лазерного луча, засветка - средняя (на улице пасмурно).


Как видите, темный цвет и неровная с трещинами поверхность цели сыграла свою роль. Здесь разница между приборами уже видна. Для тахеометра Trimble такое изменение малочувствительно: время измерения увеличилось в полтора раза (в 1,56 раза по сравнению с условиями, близкими к идеальным).

Для тахеометра Sokkia - изменение уже значительно - увеличение более чем в два с половиной раза (в 2,54 раза по сравнению с условиями, близкими к идеальным). Столбы из металлических труб часто являются углами и основаниями заборов и используются как точки обоснования в строительстве и т. д.

В нашем случае выбрано два столба (металлические трубы), расположенных на одинаковом расстоянии: 1-й столб - диаметр ≈ 120 мм, 2-й - диаметр ≈ 60 мм, оба выкрашены серой глянцевой краской.

Цель - столбы разных диаметров, окрашенные серой глянцевой краской (см. рис. 7-8), расположение цели - близко к перпендикулярному относительно лазерного луча, засветка - средняя (на улице пасмурно). На 1-й столб - тахеометр Sokkia - померил 6 раз из 10, причем, как видно по времени, тахеометр «думал» дольше обычного. Тахеометр Trimble расстояние не измерил вовсе.

На 2-й столб из-за небольшого диаметра расстояние не смог померить ни один прибор.

Вспоминая геометрию - «прямая, это окружность с бесконечным радиусом», можно применить это правило к нашему случаю: чем больше радиус - тем больше поверхность стремится к плоскости - тем больше площадь соприкосновения дальномерного пятна на этой плоскости - тем больше сигнал возвращается в дальномер. Еще одна распространенная ситуация - промеры сквозь ветки.

Цель - белая стена дома, расположение цели - близко к перпендикулярному: угол между плоскостью цели и лазерным лучом около 75 градусов, засветка - средняя (на улице пасмурно).


Препятствием в данной ситуации являются ветки деревьев, причем дважды (см. рис. 9-10). Дополнительные фото можно посмотреть на сайте компании НПО «Гео» www.npogeo.ru в разделе Статьи.

Sokkia - из 10 раз до цели промерил 1 раз, 3 раза до препятствия, остальные попытки - не измерил (сообщение на дисплее «Плохие условия»).

Trimble - из 10 раз померил 3 раза, причем «думал», как видно по значениям, не очень долго, остальные попытки - не измерил. Максимально измеряемые расстояния, против солнца.

Цель - серый кирпич (см. рис. 11), расположение цели - близко к перпендикулярному; угол между плоскостью цели и лазерным лучом около 75 градусов, засветка - сильная, измерение против солнца. Следующий пример плохих условий: наведение на край кирпича (кирпичной стены).

Цель - край серого кирпича (см. рис. 12-13), расположение цели - близко к перпендикулярному - угол между плоскостью цели и лазерным лучом около 80 градусов, засветка - средняя (обычный дневной свет).


Sokkia - как видно по времени - померил быстро, не «думая». Из 10 попыток - 6 измерено. Trimble расстояние не измерил. Теперь мы уменьшим расстояние и измерим под острым углом, вскользь.

Цель - край бетонного угла (см. рис. 14), расположение цели - по касательной; угол между плоскостью цели и лазерного луча - около 35 градусов, засветка - сильная (измерения против солнца).

Оба тахеометра справились с задачей успешно, изменение условий повлияло на время измерения, причем для Sokkia больше (в 1,89 раза), чем для Trimble (1,57 раза).

Итак, по результатам эксперимента можно увидеть, что безотражательная функция при одинаковых условиях в каждом тахеометре работает по-разному, также достаточно наглядно (в цифрах) можно убедиться, что изменения при каждом из 3 условий (цель, расположение цели, засветка) влияют на скорость и дальность измерения расстояний в безотражательном режиме, причем каждое из условий по-своему влияет на результаты в зависимости от измеряемого расстояния.




По возможностям тахеометров можно сделать следующие выводы: Sokkia SET530RK - дальномер здесь однозначно «мощнее» - он меряет быстрее и дальше, также к плюсам следует отнести видимый режим лазера (более наглядно) и способность измерять даже при наведении на край цели.

Слабое место прибора: чувствителен к изменению условий и может выдать результаты измерения до препятствий (как в примере «Средние условия» - «До веток»), которое могут быть приняты за истинные, что может привести к ошибкам.

Trimble M3. Плюсы: менее чувствителен к изменению условий, имеет защиту от измерений до препятствия. К минусам можно отнести тот факт, что дальномер меряет дольше, а некоторое цели, расстояния до которых промерил Sokkia, Trimble не измерил вообще.

Как видим, каждый прибор имеет свои преимущества и свои особенности. Важно лишь хорошо их знать и грамотно использовать в работе.