Odkodować wysokości Niwelatory elektroniczne Leica Geosystems serii Sprinter

Technika cyfrowej rejestracji obrazu dość niedawno trafiła pod przysłowiowe strzechy w postaci aparatów fotograficznych. A mało kto zapewne wie, że w niwelatorach kodowych stosowano ją dobre kilkanaście lat temu. O dziwo, sprzęt ten – zdecydowanie przyspieszający pomiary niwelacyjne – wciąż nie znajduje uznania w oczach budowlańców.

 

 

Jednym z pionierów w konstruowaniu niwelatorów kodowych jest Leica Geosystems. Pierwsze modele tych instrumentów przeznaczone były głównie do wykonywania niwelacji precyzyjnej. Szwajcarski producent jako pierwszy rozpowszechnił niwelator elektroniczny. Konstruując serię niwelatorów technicznych Sprinter, sprawił, że z dobrodziejstw technologii kodowej mogą już teraz

korzystać nie tylko geodeci wykonujący pomiary precyzyjne, ale każdy, kto w swoich codziennych zadaniach wykonuje niwelację techniczną.
Niwelator kodowy – podobnie jak optyczny – ma lunetę i kompensator magnetyczny do samopoziomowania. Obserwator za pomocą układu optycznego jedynie celuje w łatę, ustawia ostrość jej obrazu w okularze i wciska przycisk wykonania odczytu. Niwelator wykonuje zdjęcie fragmentu łaty kodowej za pomocą matrycy światłoczułej (najczęściej CCD lub CMOS) i porównuje zarejestrowany obraz z zapisanym w pamięci wzorem kodu całej łaty. W ten sposób w sekundę oblicza wysokość osi celowej i wszystkie wartości pośrednie (przewyższenie, wysokość). Bardzo ważne jest też to, że niwelator kodowy na podstawie odczytu z łaty podaje także odległość do niej. W ten sposób za jednym wciśnięciem klawisza otrzymujemy długość odcinka stanowiska niwelatora-łata (z dokładnością centymetrową).
Niwelator kodowy, zwany także niwelatorem elektronicznym, praktycznie w całości automatyzuje procedurę pomiaru. Odczyt z łaty, zapisanie obserwacji i ewentualne obliczenie szukanych wartości wykonuje za użytkownika elektronika. Pomiar przewyższeń z łaty kodowej może odbywać się nawet z odległości 100 m.
Korzystanie z niwelatorów kodowych na placu budowy to przede wszystkim wyeliminowanie w dużej części błędów ludzkich. Przy niwelacji klasycznym niwelatorem optycznym cały proces pomiaru – odczyt, zapisanie wyniku i obliczenie szukanych wartości – w 100% realizuje człowiek. A obserwator jest najsłabszym ogniwem w tej procedurze i to błędy odczytywania są najpoważniejszym źródłem wszystkich pomyłek podczas wykonywania niwelacji. Podczas pracy niwelatorem kodowym obserwator odpowiada właściwie tylko za poprawne wycelowanie w łatę, a pomiar przewyższenia i zapisanie wysokości realizuje za niego elektronika. Taki tryb pracy to zdecydowane przyspieszenie pomiarów. Można zaryzykować, że nawet o 50%.
Szwajcarska Leica Geosystems, konstruując serię czterech niwelatorów kodowych Sprinter, przebojem wdarła się z cyfrową techniką pomiarową na plac budowy. Instrumenty te były pierwszymi na świecie niwelatorami kodowymi do wykonywania niwelacji technicznej. Sprintery – bez żadnych zmian konstrukcyjnych od początku swojego istnienia – są do dnia dzisiejszego chyba najpopularniejszymi niwelatorami kodowymi na rynku.
Serię niwelatorów kodowych Leica Sprinter tworzą cztery modele oznaczone jako 50, 150, 150M i 250M. Każdy kolejny model to większe możliwości pomiarowe i obliczeniowe, a tym samym szersze zastosowania. Najprostszym modelem jest Leica Sprinter 50. Przeznaczony jest on do wykonywania głównie pomiarów drogowych i budowlanych. Na podstawie odczytu z łaty kodowej wyświetla na ekranie jedynie przewyższenie (różnica wysokości między mierzonymi punktami) oraz odległość do celu. Niwelator ten zapewnia dokładność 2 mm/1 km.
Nieco bardziej rozbudowany – głównie o funkcje obliczeniowe – jest model Leica Sprinter 150. Po wykonaniu odczytu z łaty pokazuje nie tylko przewyższenie i odległość, ale może również liczyć wysokość mierzonego punktu na podstawie wprowadzonej wysokości reperu czy wykonywać pomiar ciągły do tyczenia wysokości. Model ten przeznaczony jest dla użytkowników, którzy potrzebują mierzyć i liczyć trochę bardziej skomplikowane elementy z dokładnościami nawet 1,5 mm/1 km.
Trzecim pod względem zaawansowania technicznego jest model Leica Sprinter 150M. Bazuje on konstrukcyjnie na modelu 150, ale został rozbudowany o kolejne funkcje pomiarowo-obliczeniowe (niwelacja ciągu, tyczenie wysokości na podstawie wprowadzonych wartości projektowych). To nie wszystko – jest to niwelator wyposażony w wewnętrzną pamięć wyników pomiarów. O ile w modelach 50 i 150 użytkownik dokumentację swoich pomiarów musi wciąż prowadzić na kartce papieru, spisując wartości z ekranu niwelatora, o tyle w przypadku modelu 150M wszystkie zmierzone wartości trafiają do wewnętrznej pamięci (do 1000 pikiet). Wyniki można bez problemu przetransmitować do komputera i tam poddać je dalszej obróbce bądź stworzyć z nich szybko dziennik pomiarów. Leica Sprinter 150M to niwelator zarówno dla geodetów, jak i ambitnych inżynierów budowlanych, którzy w trakcie wykonywania prac montażowych chcą np. na bieżąco monitorować prawidłowość realizowanego zadania i zapisywać wyniki w pamięci instrumentu (dokładność 1,5 mm/1 km).
Na samym szczycie piramidy Sprinterów jest model Leica Sprinter 250M. Jest to niwelator, który ma identyczne oprogramowanie pomiarowo-obliczeniowe jak model 150M, ale przystosowano go dodatkowo do współpracy ze specjalnymi łatami kodowymi z włókna szklanego. Modelem 250M można osiągnąć dokładność niwelacji na poziomie 0,7-1,0 mm/1 km. Jest to tzw. niwelator półprecyzyjny, którego głównymi odbiorcami są geodeci i inżynierowie zajmujący się nadzorem nad poprawnością wykonywanych prac budowlanych.
Jednym z nieodłącznych elementów zestawu niwelacyjnego Sprinter jest oczywiście łata. W przypadku modeli 50, 150 i 150M będziemy stosowali aluminiowe łaty teleskopowe (4- lub 5-metrowe) z naniesionym na jedną stronę podziałem kodowym, a na drugą podziałem milimetrowym. Ten drugi podział można bowiem wykorzystać do klasycznych odczytów optycznych. Zastosowane w Sprinterach lunety z obiektywami o 24-krotnym powiększeniu służą także do prowadzenia zwykłej niwelacji. Jest to bardzo przydatne, gdy np. w instrumencie wyczerpią się baterie lub warunki oświetleniowe nie pozwalają wykonać odczytu kodowego.
Przy pomiarach kodowych warto pamiętać o kilku podstawowych zasadach pracy. Przede wszystkim trzeba zwracać baczną uwagę na kondycję łaty. Opisy kodowe nie mogą być porysowane, łata nie może być pogięta. Każdy defekt w opisie kodu powoduje, że instrument nie będzie w stanie porównać obrazu ze wzorem w pamięci. Urządzenie musi także „widzieć” łatę o określonej długości (np. 30 cm), więc pomiar przez gęste krzaki praktycznie nie wchodzi w grę. Łata w trakcie odczytu musi być równo oświetlona. Nawet częściowe zacienienie kodu może zakłócić wykonanie pomiaru. Niwelator kodowy przeznaczony jest więc do pracy tylko w dzień. No chyba że będziemy oświetlać łatę sztucznym światłem z halogenu.

 

 

Dane techniczne niwelatorów kodowych Leica Geosystems serii Sprinter

	Sprinter 50	Sprinter 150	Sprinter 150M	Sprinter 250M
Dokładność	2,0 mm/1 km	1,5 mm/1 km	1,5 mm/1 km	0,7-1,0 mm/1 km
Zasięg pomiaru	100 m
Pamięć wewnętrzna	–	–	+	+
Oprogramowanie	odległość, przewyższenie	odległość, przewyższenie, wysokość, pomiar ciągły	odległość, przewyższenie, wysokość, pomiar ciągły, pomiar ciągu, tyczenie wysokości
Odporność	IP55