Роботизированными тахеометрами зачастую называют широкий спектр моделей тахеометров, имеющих признаки автоматизации тех или иных операций, но при этом не являющихся по своей сути роботизированными. Правильнее было бы их назвать автоматизированными, но именно термин "роботизированный" исторически прижился к этому сегменту геодезических приборов. Этот сегмент можно условно поделить на несколько подгрупп, по степени автоматизации рабочего процесса. Стоит отметить, что даже самый "простой" автоматизированный прибор, обладающий только лишь сервоприводами, является прибором инженерного класса - то есть тахеометром с мощным полевым программным обеспечением "на борту", таким как Access (Trimble), Captivate (Leica), Magnet (Topcon/Sokkia), Spectra Origin (Spectra) и т.п.

Моторизованные тахеометры

Данные приборы отличает от обычных механических наличие сервоприводов при Горизонтальном и Вертикальном кругах тахеометра. Это позволяет поворачивать прибор на заданный угол быстро и с высокой точностью. Это начальный уровень автоматизации, сервоприводы - основа всех автоматизированных моделей. С практической точки зрения, такая функция, как сервоприводы, увеличивает производительность полевых работ только в узких сферах применения - например, при проложении тахеометрического хода, периодическом мониторинге по диффузным целям, или развитии пунктов ГРО. То есть там, где требуется автоматизировать процесс измерения угла полным приёмом. Сервопривод бывает полезен и при разбивке. Тахеометр с сервоприводом может автоматически быстро и точно выставлять проектный створ на точку с заданными координатами, после этого остается выставить цель по расстоянию. Другой пример эффективного использования тахеометра с сервоприводами - измерение поверхности в автоматическом режиме по заданной сетке. На сегодняшний день модели тахеометров с сервоприводами представлены в линейке компании Leica Geosystems - это приборы с индексами TS16M (Motorized) и TM60.

Автоматизированные тахеометры

В таких моделях, помимо всех возможностей моторизованных тахеометров, устанавливаются системы слежения и сопровождения цели (призмы). Это позволяет прибору в автоматическом и полуавтоматическом режиме выполнять захват и наведение на отражатель. При этом, инструментальная погрешность данной операции не превышает 2 угловых секунд. Принцип работы данной технологии заключается в следующем. Пятно отраженного от призмы луча дальномера попадает на фотоэлемент, который разделен на несколько зон. В зависимости от того, на какую из зон падает луч, система рассчитывает "поправку" в положение зрительной трубы и даёт команду на сервоприводы, которые "доворачивают" зрительную трубу таким образом, чтобы пятно попадало на центр фотоприёмного элемента. Данная функция, в сочетании с сервомоторами, позволяет оператору не отвлекаться на контроль наведения на отражатель и экономить время на наведение, при перемещении цели с точки на точку. Кроме того, полностью исчезают ошибки оператора при наведении, связанные с усталостью глаз, увеличивающиеся к концу рабочего дня. Данная модификация позволяет более широко применять возможности автоматизации измерительного процесса при топографических съёмках, так как сильно экономит время оператору. Автоматизированные тахеометры имеют несколько разновидностей функции автонаведения:

Только автонаведение. Прибор может навестись на центр призмы, если призма находится в поле зрения трекера. Но сопровождать перемещение цели, если отражатель вышел из поля зрения, прибор не может. Примером данной модификации могут служить тахеометры Leica TS16A (aiming). Данная модификация является "урезанной версией" автоматизации захвата и наведения на цель.
Автонаведение и автосопровождение цели. Прибор может наводится на центр призмы, а также отслеживать все перемещения отражателя. Единственное ограничение - если отражатель перекрыт или движется слишком быстро и система сервоприводов не успевает "отрабатывать" тангециальное перемещение цели относительно линии визирования. Это происходит, например, когда призма расположена недалеко от тахеометра и геодезист с вехой (где установлена призма) слишком быстро перемещается в направлении, перпендикулярном линии визирования (или линии "Прибор-Отражатель").
Автопоиск. Помимо вышеперечисленных функций, тахеометр может "сканировать" пространство вокруг себя, пока не "найдет" отраженный от призмы сигнал. После этого происходит автонаведение. Минусом данной функции является то, что если прибор "ищет" призму "с нуля", не имея информации о ее предыдущем местоположении, на сканирование всего пространства вокруг прибора на 360 градусов может уйти значительное время. У данной функции есть несколько программных "фишек", увеличивающих её эффективность - ограничение окна поиска и траектория движения поиска по спирали. Данной функцией обладают тахеометры Leica TS16 P(PowerSearch) и любые модели тахеометров Trimble S-серии. Вообще у любой модификации тахеометров Trimble S-серии есть минимальный набор функций: сервоприводы, автопоиск и автонаведение.
Отслеживание специализированных "активных" отражателей. Данные технологии применяются в оборудовании Trimble для борьбы с "паразитными" целями - чтобы тахеометр, по ошибке, вместо отражателя не наводился на хорошо отражающие поверхности, типа зеркал и стекол с зеркальной пленкой или дорожных знаков. Специализированная призма (типа Multitrack) излучает сигнал, который служит дополнительным идентификатором цели и если прибор работает в режиме отслеживания активной цели, то он не реагирует на цели, не идентифицированные дополнительным сигналом. В тахеометрах Leica и Trimble SX борьба с "паразитными" целями происходит по другой технологии.Роботизированные тахеометры.

Роботизированные тахеометры

Trimble-Sx10-3D-Laser-Scanner-Robotic-Total-Station.jpg

В дополнение ко всем функциям автоматизированных тахеометров, роботизированные тахеометры имеют канал передачи данных между прибором и полевым контроллером. Реализация и принцип работы канала связи могут отличаться, но суть одна - возможность удаленного управления прибором и отсутствие необходимости нахождения оператора за тахеометром. Поэтому такие приборы и названы роботизированными - непосредственно за прибором никого нет, управление осуществляется удалённо и со стороны может показаться что прибор "работает" самостоятельно. На самом деле это конечно не так - оператор всё равно осуществляет управление инструментом, просто делает это удаленно - посылая команды и принимая измеренные величины через двусторонний канал связи.
Такая схема работы даёт дополнительные преимущества:

С прибором может работать один оператор.
Оператор находится не за тахеометром а непосредственно у точки съёмки/разбивки и сам контролирует процесс измерения или выноса точки в натуру. Кроме того, в таком виде вынос точки в натуру тахеометром похож на вынос в натуру с РТК-приёмником. За счёт высокой частоты обмена данными между прибором и контроллером управления, данные по отклонениям от проектных значений обновляются в режиме реального времени и процесс выставления точки в проектное положение значительно ускоряется.

Но не стоит забывать и о недостатках такого режима работы.

Во первых - это то, что прибор остаётся без "присмотра" - на стройплощадке с интенсивным строительством его могут попросту "снести и не заметить"! В таких ситуациях необходимо огораживать станцию и предупреждать о проведении геодезических работ.
Второй нюанс - потеря захвата призмы при возникновении препятствий между прибором и оператором. В таком случае прибор переходит в режим поиска отражателя с предустановленным "окном" поиска, и, если оператор уже покинул зону поиска, то восстановить захват призмы будет невозможно - придётся запускать поиск призмы по всей полусфере, а это занимает довольно много времени. Частично эта проблема решается в тахеометрах с цифровыми обзорными (широкоугольными) камерами, позволяющими "видеть" то, что "видит" зрительная труба тахеометра и навестись по изображению на нужную точку. Эта же функция позволяет выполнять безотражательные измерения без необходимости вставать за прибор. Яркий пример такого тахеометра - сканирующий тахеометр Trimble SX12 (Trimble SX10). В этом приборе окуляр зрительной трубы отсутствует полностью, а всё наведение и управление происходит с помощью системы камер и изображения,передаваемого с них на дисплей полевого планшета.

Интегрированная съёмка

Интеграция тахеометра и ГНСС-РТК приёмника даёт дополнительные преимущества в работе. Оператор может гибко менять "датчик" - в случае необходимости быстро менять инструмент измерения (тахеометр или GNSS). Работа осуществляется одном проекте и в единой системе координат. Можно быстро "калибровать" СК, переходя от местной системы к глобальной и обратно. Например, можно выполнить обратную засечку тахеометром по отснятым с помощью РТК-измерений точкам с координатами в нужной МСК, или наоборот - выполнить калибровку на стройплощадке в локальной СК, измеряя точки тахеометром и одновременно определяя их РТК-приемником.

С уверенностью можно сказать, что тахеометры дают неоспоримые преимущества перед обычными механическим тахеометрами - это повышение точности работы, производительности и расширение функционала и видов производимых работ. Но, как любое высокотехнологичное оборудование, данные инструменты требуют высокой квалификации исполнителя и знания нюансов работы с такими приборами.