|
г. – появление первой ЭВМ (ENIAC);
1945Bog'liq учебное пособие Прогр обеспеч1945 г. – появление первой ЭВМ (ENIAC);
1945 г. – изобретение транзистора;
сер. 1940-х гг. – Дж. фон Нейман формулирует принципы организации ЭВМ (типичная архитектура ЭВМ);
1949 г. – построена первая ЭВМ, основанная на принципах фон Неймана (EDSAC);
1951 г. – появление первой советской ЭВМ (проект Лебедева);
1958 г. – произведена первая интегральная микросхема;
1971 г. – фирма Intel впервые собрала процессор на одном полупроводниковом кристалле;
1976 г. – появление первого персонального компьютера (Apple 1 PC);
1981 г. - появление персонального компьютера IBM PC.
Глава 2. АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ МЕТОДЫ МАРКШЕЙДЕРСКИХ РАБОТ
2.1. Классификация автоматизированных средств измерений
Традиционные методы геодезических измерений и графического отображения полученной информации на бумажных носителях остались в прошлом. Современное геодезическое обеспечение инженерно-строительных изысканий, проектирования и строительства различных объектов, а также инвентаризации, кадастра и оценки объектов недвижимости базируется на использовании принципиально новых геодезических приборов и технологий, геодезических информационных систем пространственных баз данных. Все полевые измерения и съёмки выполняются сейчас электронными приборами с автоматической регистрацией результатов, автоматизированы и все последующие процессы геодезического производства.
Замена традиционных средств измерений на электронные привела к появлению новых методов и технологий геодезических работ. Так, применение спутниковых радионавигационных систем и геодезических приемников принципиально изменило методику построения опорных геодезических сетей, а также создания на их основе опорных межевых, маркшейдерских и разбивочных построений. При этом отпала необходимость обеспечивать видимость между пунктами построения, строить высокие сигналы, проводить громоздкие измерения. Резко сократились сроки выполнения геодезических работ, снизилось влияние многих погрешностей, в том: числе зависящих от исполнителя.
Спутниковые методы позицирования в комплексе с тахеометрами и другими электронными приборами получили широкое распространение и в геодезическом обеспечении инженерно-строительных изысканий и проектирования. А применение электронных тахеометров, цифровых и лазерных нивелиров, безотражательных дальномеров на строительной площадке меняет технологию геодезического обеспечения строительства на всех его этапах. При этом изменилась методика разбивочных работ, построения плоскостей и линий, передачи осей и отметок на монтажные горизонты, определения пространственного положения конструкций, проведения исполнительных съемок.
Современные технологии геодезическо-маркшейдерских работ сформировались и развиваются на базе автоматизации всех; процессов геодезического и маркшейдерского производства: полевых измерений и топографических съемок, математической обработки результатов измерений и составления планов и карт, создания баз данных геоинформационных систем (ГИС) и получения прикладной геодезической информации.
Современный уровень автоматизации геодезическо-маркшейдерских работ характеризуется широким распространением электронных тахеометров и спутниковых приемников, цифровых аэросъемочных комплексов, полевых портативных компьютеров, многофункциональных пакетов программного обеспечения. Разрабатываются новые типы электронных геодезических приборов. Так, появление лазерных безотражательных дальномеров обусловило разработку, серийные выпуски и применение в съемочных работах: геодезических лазерных сканирующих систем, а при производстве высокоточных прикладных измерений - универсальных измерительных систем: MON MOS.
Процессы автоматизации маркшейдерско-геодезических работ стали непрерывными. Результаты измерений электронными приборами автоматически регистрируются, их файлы передаются на ГТК, обрабатываются с использованием соответствующих программных комплексов и экспортируются в информационные системы, например, в ГИС, по ним формируются цифровые модели объектов открытых и подземных горных работ, электронные топографические планы и карты и др.
Переход с бумажных планов и карт на электронные полностью заменил традиционные в геодезии камеральные работы на автоматизированные технологии векторизации и цифрования топографических данных. На основе электронных планов формируются слои кадастровой, градостроительной и другой информации. Разработан: мощный арсенал программных средств, который постоянно расширяется и модернизируется. Он обеспечивает автоматизацию всех видов камеральных работ.
Многие приборостроительные компании в настоящее время выпускают геодезические системы, включающие электронные геодезические приборы и универсальные пакеты программ, позволяющие оперативно проводить практически на любом объекте все виды геодезических работ в одной системе. Такие системы характеризуются унификацией автоматизированных средств измерений, обработки и формирования информационных баз данных.
Однако основным импульсом к достижению современного состояния геодезических автоматизированных технологий стало повсеместное применение в нашей стране электронных тахеометров, геодезических спутниковых приемников, лазерных сканирующих систем. Среди них наибольшее распространение в геодезических работах получила продукция Уральского оптико-механического завода (ФГУП ПО «УОМЗ»), компаний Trimble, Sokkia, Leica, Thales, Nikon, Pentax и других. Высокая точность, надежность, простота эксплуатации электронных геодезических средств способствуют дальнейшему быстрому развитию современных геодезических технологий.
Практически все виды геодезическо-маркшейдерских работ проводятся сейчас электронными приборами. С их появлением работа маркшейдера и геодезиста перешла на уровень информационного обеспечения пространственными данными инженерной деятельности разных направлений: кадастра и оценки объектов недвижимости, изысканий, проектирования, строительства, эксплуатации застроенных территорий, метрополитена и объектов открытых и горных работ и других. При этом геодезические спутниковые приемники вытеснили традиционные методы (триангуляции, трилатерации, полигонометрии) построения опорных геодезических, маркшейдерских сетей. Электронные тахеометры заменили собой традиционные средства линейных измерений, а также оптические теодолиты и нивелиры, обогатив при этом методы и технологии ведения полевых работ.
Для автоматизации геодезических полевых измерений и съемок применяются, в основном, следующие геодезические приборы:
- спутниковые геодезические приемники систем ГЛОНАСС /GPS;
- электронные тахеометры;
- лазерные сканирующие системы;
- цифровые аэрофотосъемочные комплексы;
- электронные теодолиты;
- лазерные дальномеры, в том числе безотражательные;
- электронные (цифровые) нивелиры;
- приборы поиска и съемки подземных коммуникаций.
Спутниковые геодезические приемники предназначены для определения координат точек местности по принятым от навигационных спутников радионавигационным сообщениям. С их появлением полностью автоматизирован комплекс полевых геодезических работ при построении новых и сгущении существующих опорных геодезических сетей (ОГС).
Электронные тахеометры применяются для сгущения ОГС, построения сетей съемочного обоснования, тахеометрической съемки, межевания земель, инвентаризации строений, а также в прикладных геодезических работах.
Лазерные сканирующие системы автоматизировали процессы съемки больших массивов точек и используются для детального отображения сложных фасадов зданий, памятников архитектуры и археологии, положения строительных конструкций.
Цифровые аэрофотосъемочные комплексы применяются для цифровой съемки местности с летательных аппаратов. При этом исключаются фотохимические процессы и использование фотоматериалов. Снимаемая информация регистрируется и через высокоскоростные интерфейсы переносится на автоматизированные рабочие места для последующей обработки и хранения. Возможны одновременные панхроматическая, многоспектральная съемки. На основе снятой информации в автоматизированных системах получают электронные топографические и тематические планы и карты различных территорий и объектов.
В электронных теодолитах автоматизированы считывание с ГК и ВК и регистрация результатов угловых измерений. Применяются они взамен оптических теодолитов. В лазерных дальномерах автоматизированы линейные измерения. При этом на больших расстояниях используются системы отражателей, а на малых расстояниях измерения возможны в безотражательном режиме.
Электронные (цифровые) нивелиры позволяют применять цифровые технологии при измерении превышений. Они автоматически считывают отсчеты со специальных реек, имеющих RAB-код, регистрируют их в памяти, проводят полевую обработку. Выпускаются высокоточные, точные и технические цифровые нивелиры, инварные, фиберглассовые, деревянные и алюминиевые кодовые рейки. Кроме того, широкое распространение в строительных и монтажных работах получили лазерные нивелиры, обеспечивающие построение видимыми лучами горизонтальных, вертикальных и наклонных плоскостей и направлений.
Приборы поиска и съемки подземных коммуникаций позволяют обнаружить электромагнитное поле, которое задается специальным трассопоисковым генератором в трубопроводах, или имеющееся вокруг силовых кабелей. Комплект таких приборов включает генератор, антенну, приемник. Положение подземной трассы определяется достаточно точно и однозначно. На экране приемника отображаются глубина залегания и сила электромагнитного поля, идущего от коммуникации.
Благодаря автоматизации геодезические полевые измерения электронными приборами проводятся за секунды и их доли. Так, в тахеометрах Sokkia применены технологии автоматизации линейных измерений RED-tech, системы датчиков угловых измерений и RAB-коды, обеспечивающие практически мгновенную (менее 0,5 с) выдачу результатов на дисплей. Даже с учетом времени на установку прибора, его центрирования, наведения на точку работа на станции выполняется в течение нескольких минут.
Управление работой электронных приборов сведено до минимума операций. Они просты в эксплуатации, имеют функциональные и операционные клавиши, жидкокристаллические графические дисплеи, закрепительные и наводящие винты, аналогичные теодолиту. В тахеометрах измерения углов и расстояний осуществляется автоматически, а в геодезических спутниковых приемниках автоматически принимается радионавигационное сообщение. Управление приборами можно проводить дистанционно с внешней беспроводной клавиатуры, что позволяет вести качественные измерения в опасных и стесненных условиях.
Геодезические электронные приборы имеют встроенное программное обеспечение, с использованием которого выполняется начальная обработка информации, полученной прибором при автоматическом считывании с лимбов, нивелирных реек, а также с радионавигационных сообщений от спутников. Кроме того, встроенное ПО позволяет быстро решать целый ряд задач непосредственно на станции в режиме реального времени. В результате традиционное назначение геодезических приборов существенно обогатилось новыми функциями и режимами работы.
Результаты измерений регистрируются и записываются в рабочие файлы. Геодезические приборы имеют внутреннюю и внешнюю память, объем которой достаточен для проведения большего числа измерений (до 10000 точек и более). Полевой журнал встроен в прибор и стал электронным. Кроме памяти прибора может использоваться память контроллера. Контроллер является дополнительным к прибору электронным полевым журналом и портативным компьютером.
Результаты измерений, записанные в файлы прибора или контроллера, передаются на компьютер для дальнейшей обработки. При наличии программного обеспечения автоматизация процессов геодезических измерений и обработки стала, как уже отмечалось, непрерывной.
С электронными приборами измерения может проводить один оператор, особенно с применением безотражательных дальномеров и спутниковых геодезических приемников. Появилась возможность проведения точных дистанционных измерений на ранее недоступные и опасные участки объектов, дистанционно выполнять обмеры строений, съемку пространственного положения конструкций, их деформаций.
Непрерывный процесс автоматизации измерений и обработки исключает грубые ошибки, так как в приборах считывание с лимбов или реек проходит без участия оператора, а запись результатов измерений в память и передача файлов на ПК исключает ошибки ручной записи в журналы, набора данных с клавиатуры, вычислений. Кроме того, в электронных приборах автоматически учитывается ряд систематических поправок, повышающих точность самих результатов измерений.
В последние годы появились новые электронные геодезические приборы - лазерные сканирующие системы, которые при съемках сложных объектов становятся наиболее перспективными. Они устанавливаются на штатив аналогично тахеометру или на летательных аппаратах аналогично фотокамере. Геодезические сканирующие системы применяют для точной съемки строений, архитектурных памятников, фасадов зданий, пространственного положения строительных конструкций, узлов машин и оборудования.
В лазерных сканерах используются безотражательный лазерный дальномер импульсного типа и сканирующая матрица. Измерения проводятся в трехмерном пространстве с высокой скоростью (от 1000 до 10000 измерений в секунду). Импульсы дальномера проходят через систему двух подвижных зеркал, обеспечивающих вертикальное и горизонтальное движение сканирующего луча. Перемещение и вращение зеркал осуществляется традиционными сервомоторами, которые преобразуют в соответствии с поступившим сигналом управления энергию от источников питания в механическую движения зеркал. При этом разворот зеркал и измеренное безотражательным дальномером расстояние на точку сканирования фиксируются, и по ним вычисляются координаты X, У, Z. Точность определения координат составляет ± 6 мм на расстояниях до 50 м (сканер Leica HDS 3000). Управление работой геодезического сканера осуществляется портативным компьютером. С каждой станции прибора сканирование может проводиться в горизонтальной плоскости на 360", а в вертикальной — на 270°. В результате съемки определяются пространственные координаты всех отсканированных точек объекта, совокупность которых образует облако точек.
Для «сшивки» результатов сканирования с нескольких станций проводят определение геодезическими методами координат станций и опорных мишеней, установленных на объекте и сканированных со всех станций. Это позволяет провести совместную обработку результатов всех станций, получить единое изображение облаков точек в одной геодезической системе координат.
Облако точек с координатами содержит не только изображение объекта, но и его пространственные данные: превышения, расстояния между точками, прогибы, наклоны, дефекты конструкций, разрушения элементов архитектуры. По сканированным поверхностям можно построить различные сечения.
|
| |
