6. Геодезические съёмки.

6.7. Тахеометрическая съемка.

6.7.1. Сущность тахеометрической съемки.

Если теодолитная съемка является одним из методов наземной горизонтальной съемки, создающей контурный план местности, то тахеометрическая съемка - это метод топографической съемки местности, в результате которой получают план (карту) с изображением не только контуров, но и рельефа. Она производится также как и теодолитная, на сравнительно небольшие  участки и преимущественно в крупных масштабах (1:5000, 1:2000, 1:1000, 1:500).

В организационно-техническом плане она имеет общие положения с теодолитной съемкой.

В переводе с греческого слово «тахеометрия» означает «быстрое измерение», которое достигается тем, что при одном наведении зрительной трубы теодолита-тахеометра на рейку можно измерить три величины, характеризующие положение снимаемой точки в плане и по высоте: горизонтальное направление на эту точку, определяемое по лимбу горизонтального круга; расстояние от станции до снимаемой точки, измеряемое дальномером; превышение точки над станцией, отсчитываемое или вычисляемое по измеряемому углу наклона и расстоянию.

Измерения могут быть непосредственными или автоматизированными.

Под станцией (как и при любой съемке) понимается точка местности, над которой прибор  установлен в рабочее положение.

В поле измеряют горизонтальные углы, расстояния от прибора до рейки, углы наклона, составляют абрис. В камеральных условиях составляют план тахеометрической съемки. Причем он может составляться другим исполнителем, который не участвовал в полевых работах.

Задача исполнителя тахеометрической съемки состоит в правильном выборе количества и положения характерных точек снимаемых контуров и пикетов для изображения рельефа. Это требует от исполнителя высокой квалификации и аккуратности при полевых и камеральных работах.

Съемочным обоснованием тахеометрической съемки являются точки тахеометрических ходов,  опирающихся на пункты геодезического обоснования с известными плановыми и высотными координатами. Съемка ситуации и рельефа производится полярным способом, как правило, одновременно с проложением тахеометрического хода  (аналога теодолитного хода, когда расстояния между точками  измеряют дальномером, а превышения методом тригонометрического нивелирования).

Следовательно, тахеометрическая съемка, как и другие геодезические съемки, выполняется по принципу перехода от общего к частному.

Тахеометрическая съемка производится, как правило, для построения в крупных масштабах планов сравнительно небольших участков: при кадастровых работах, дорожных изысканиях, для составления проектов различного строительства (мостов, шлюзов, небольших плотин и др.).

6.7.2. Приборы, применяемые при тахеометрической съемке.

Для проведения тахеометрической съемки обычно используют оптические теодолиты типа Т30, Т15 и современные их модификации, а также номограммные и  электронные тахеометры.

Перед полевыми измерениями все поверки теодолита обязательно выполняются и прибор юстируется по программе, изложенной ранее.

При проложении  тахеометрического хода (это аналог теодолитного хода, когда расстояния между точками  измеряют дальномером, а превышения методом тригонометрического нивелирования) и  съемке ситуации приходится выполнять достаточно большой объем вычислений непосредственно на точке (станции) в поле.

Приборами, исключающими вычисления горизонтального проложения и превышения,  являются   номограммные тахеометры, у которых отсчеты по рейке автоматически соответствуют  горизонтальному проложеннию и превышению. При измерениях  горизонтального расстояния и превышений используют кривые номограммы, которые  рассчитаны  по формулам:

                   S=Dcosν  и          h=Dsinν,                               (6.27)

где D- наклонное расстояние от прибора до рейки;   ν- угол наклона.

Диаграмма кривых нанесена на оптический лимб вертикального круга: на кривых превышений указаны коэффициенты К_h (±10;±20), на которые умножается отсчет по рейке. Коэффициенты кривых горизонтальных проложений К_s равны 100 и 200. Отсчеты по кривым производятся аналогично отсчетам в кипрегеле КН.

              Рис. 6.22. Поле зрения номограммного тахеометра.

                       (отсчёты по кривой К_h =+10,  l_h =24,1см )          

      Количество шашек рейки между основной кривой и кривой превышений, умноженное на соответствующий коэффициент, дает превышение (рис. 6.22.), аналогично количество шашек между основной  кривой и кривой горизонтальных проложений с учетом соответствующего коэффициента, дает горизонтальное проложение. Перед началом работы с номограммным  тахеометром обязательно  приводят место нуля к нулю и определяют фактическое значение коэффициентов кривых. Вертикальную нить номограммы нужно точно наводить на ось рейки. Расстояние от прибора до рейки рекомендуется не более 150 м.

6.7.3. Производство тахеометрической съемки.

     6.7.3.1. Съемочная сеть при тахеометрической съемке.

Любая съемка, в том числе и тахеометрическая, выполняется с точек съемочной сети, закрепленных на местности и представляющих собой одиночные ходы, замкнутые полигоны или системы разомкнутых ходов. Все эти построения должны опираться на пункты более высокой точности, имеющиеся на данном участке местности или недалеко от него (см. рис. 6.23.).

     Конфигурация съемочной сети проектируется до начала полевых работ на имеющемся картографическом материале и производится его рекогносцировка. Чаще всего в качестве съемочного обоснования при тахеометрической съемке является тахеометрический ход (рис. 6.23.).

                         Рис.6.23. Схема тахеометрического хода.

 Точки хода выбираются так, чтобы между ними была взаимная видимость и длины сторон не превышали 250 м, обзор вокруг точки для последующей съемки обеспечивался в радиусе 150-200 м, а длина самого хода соответствовала предельной допустимой относительной погрешности, рассчитанной по формуле:

                                                                         (6.28)

где  1/Т - предельная допустимая относительная погрешность;   n- число сторон хода;

Точки хода на местности закрепляют колышками с забитыми в них гвоздями. Центр шляпки гвоздя является вершиной горизонтального угла.

                                                                                                    Таблица 6.2 

              Зависимость длины хода от масштаба съемки.

Стороны в тахеометрическом ходе измеряют дальномером. На точке (станции) тахеометрического хода измеряют горизонтальный угол, вертикальные углы, дальномерные расстояния. Допустимые длины тахеометрических ходов даны в табл. 6.2.

6.7.3.2. Порядок работы на станции при прокладке тахеометрического хода

1.Поверенный и отъюстированный заранее теодолит устанавливают в рабочее положение (центрируют, нивелируют прибор, ориентируют лимб, устанавливают зрительную трубу по глазу и по предмету, измеряют высоту прибора «i»).

2.Наводят зрительную трубу при круге лево (Л) на заднюю точку хода, на которой установлена рейка. Вертикальная нить сетки нитей должна проектироваться на ось симметрии рейки, а горизонтальная максимально близко к основанию рейки. Производится отсчет по горизонтальному кругу.

3.Поднимают (или опускают) зрительную трубу так, чтобы горизонтальная (средняя) нить сетки нитей спроектировалась на высоту визирования «V». Высотой визирования может быть любой выбранный отсчет по рейке (например,  2,00 м или высота прибора «i»). Приводят пузырек уровня при вертикальном круге в нульпункт (при отсутствии компенсатора) и делают отсчет по вертикальному кругу.

4.Устанавливают нижнюю дальномерную нить на целое дециметровое деление рейки и берут отсчет «l» по верхней нити.

5.Все действия, изложенные в пунктах (2-4) повторяют при наведении на переднюю точку хода.

6.Переводят трубу через зенит, наводят на ту же переднюю рейку, только при положении вертикального круга право (П)  и повторяют все те же действия пунктов (2-4).

7.Наводят на заднюю рейку при круге право, выполняя такие же действия.

Таким образом, в полевой журнал (табл.6.3) записываются все указанные четыре серии отсчетов при двух положениях вертикального круга.

                                                                                                                      Таблица 6.3

Журнал тахеометрического хода.

Наблюдения на станции завершаются вычислениями с соответствующим контролем:

1. Горизонтальный угол, измеренный при круге лево  β_л и при круге право β_п не должен отличаться более, чем на 1'. При выполнении этого допуска вычисляется среднее значение угла  β= ½(β_л + β_п ).

2. Горизонтальное проложение, определенное в прямом «S_пр» и обратном «S_обр» направлении может отличаться не более, чем на 1/400, т.е.   (S_пр- S_обр)≤ 1/400. 

3. Превышение, вычисленное в прямом «h_пр» и обратном направлении «h_обр» могут отличаться  не более 4 см на каждые 100 м горизонтального проложения. Это значит, если S_ср= 250 м, то h_пр-h_обр≤10 см (при угле наклона 1,5º ).

4. Значение места нуля (МО), вычисленное по отсчетам на заднюю и переднюю рейку, должно быть постоянным в пределах 1'.

Убедившись в качестве измерений, выполненных на станции, можно переходить на следующую точку (станцию) тахеометрического хода.

6.7.3.3. Съемка ситуации и рельефа. Абрис.

Тахеометрическая съемка ведется полярным способом как одновременно с проложением хода, так и по завершении измерений в ходе. На станции измеряют горизонтальные углы относительно выбранного нулевого направления, дальномерные расстояния (полярные координаты) и вертикальные углы до каждого пикета  (точки установки реек, которые на местности никак не закрепляются).

Расстояния от точек тахеометрических ходов до пикетов и расстояния между пикетами не должны превышать допусков, приведенных в табл. 6.4.

                                                                                                       Таблица 6.4.  

Важно грамотно выбрать места установки реек при съемке. Пикетами могут быть точки поворота контуров, углы сооружений, отдельно стоящие деревья, фонарные столбы и другие элементы ситуации, а также характерные точки рельефа: вершины холмов, точки на водоразделах, водосливах, в направлении скатов, на дне котловин и седловин, вдоль береговых линии рек, водоемов.

 Съемка на станции производится в следующей последовательности:

1.Устанавливают тахеометр в рабочее положение. Измеряют высоту «i» прибора от оси вращения зрительной трубы до верхней поверхности колышка и отмечают эту величину на рейке (ниткой, тонким шнурком и т.п.), для визирования, по возможности, на высоту прибора. Определяют место нуля МО, выписывают высоту станции Н_ст., ориентируют лимб (устанавливают отсчет точно 0º00,0') на соседнюю точку хода (как правило предыдущую).

2. Обговаривают с речниками местоположения пикетных точек.

3. Производят отсчеты по кругам и дальномерным нитям на рейку, установленную на пикетных точках.

4.  Выполняется повторное определение места нуля и проверка ориентировки лимба (замыкание горизонта).

5.Записываются результаты измерений в «Журнал тахеометрической съемки».

На станции обязательно составляется  абрис (рис. 6.24), на котором указывается его ориентировка относительно стран света, нулевое направление на соседнюю точку тахеометрического хода, все пикетные точки, отснятые на станции, границы контуров, направления скатов, элементы гидрографии.

                              Рис.6.24. Абрис тахеометрической съемки.

Абрис составляют приблизительно в масштабе будущего плана. Тщательно составленный абрис обеспечивает качество плана.

Съемка на станции считается завершенной после выполнения всех измерений, вычислений и составления абриса.

В этом случае можно переходить на следующую, соседнюю точку тахеометрического хода.

6.7.4. Камеральная обработка полевых измерений. Уравнивание хода.

При обработке полевых измерений тахеометрической съемки сохраняется общепринятый порядок: проверка журнала, повторное вычисление и контроль, сличение  записей в журнале и абрисе. Затем составляется рабочая схема хода, на которую выписывают горизонтальные углы (все левые или правые по ходу), средние горизонтальные проложения и средние прямые превышения.

        Уравнивание хода производят в той же последовательности, что и при обработке теодолитного хода (см. п. 6.3), меняются лишь величины технических допусков.

Так допустимая угловая невязка вычисляется по формуле:

                           ,                               (6.29)

где n - число измеренных горизонтальных углов в ходе, а допустимая линейная невязка:

                                                        (6.30)

 где  ΣS - длина хода в метрах;   n - число сторон в ходе.

Кроме вычисления координат производят уравнивание превышений. В «Ведомость» выписывают вычисленные средние превышения (с учетом знака прямого), суммируют их и вычисляют теоретическую сумму превышений по формуле:

                                                          (6.31)

где  Н_кон  и  Н_нач - отметки конечной и начальной точек хода.

Невязка в превышениях по ходу вычисляется по формуле:

                                                             (6.32)

а допустимая:

                                                                   (6.33)

 где n -  число сторон в ходе.

Если  f_h ≤ f_hдоп, то вычисляют поправки в каждое превышение:

                                                                              (6.34)

 где Si - горизонтальное проложение каждой линии тахеометрического хода.

Контроль: 

                                                                                    (6.35)

Обычно отдельно «Ведомость уравнивания превышений» не составляют, а добавляют графы в общую «Ведомость» тахеометрического хода.

Вычисляемые отметки точек тахеометрического хода выписывают в «Журнал» тахеометрической съемки и вычисляют отметки пикетов с округлением до 0,01м.

6.7.5.  Составление плана «Тахеометрической съемки».

План тахеометрической съемки выполняют на листе чертежной бумаги или на планшете.

Строят координатную сетку, подписывают ее и по координатам наносят все точки хода.

С помощью транспортира и масштабной линейки откладывают полярные координаты пикетов относительно точек хода, руководствуясь журналом и абрисом. Подписывают высоты пикетов и проводят горизонтали, интерполируя их по указанным стрелками направлениям скатов.

План, составленный в карандаше, сличают с местностью, уточняя полноту ситуации и рельефа.

Выверенный план вычерчивают тушью в условных знаках соответствующего масштаба (рис. 6.25).

6.7.6. Основные части электронного тахеометра.

Рассмотрим основные части электронного тахеометра на примере марки Sokkia 530RK (рис. 6.26). Другие марки приборов не имеют кардинального отличия и, в основном, состоят из аналогичных деталей. Аналогично теодолиту прибор устанавливается на подставку, которая при помощи станового винта закрепляется на площадке штатива. Подставка оснащена круглым уровнем, хотя возможно, что круглый уровень будет находиться на алидаде горизонтального круга, рядом с цилиндрическим.

                     Рис.6.25. План тахеометрической съемки.

Центрирование прибора над точкой может осуществляться с помощью отвеса: оптического или лазерного центрира. Данная модель обладает оптическим центриром, который расположен на самом приборе (существуют приборы с оптическим отвесом на подставке). Так же как и теодолит, тахеометр имеет закрепительные и наводящие винты горизонтального и вертикального кругов, зрительную трубу.

В одной из колонок располагается источник питания (батарея). Предусмотрена также подача питания от внешнего аккумулятора.

 Одной из основных частей является контроллер (полевой компьютер). Он состоит из дисплея, на который в буквенно-цифровом виде выводится информация, а также панели управления (клавиатуры) с помощью которой управляют работой и настройкой прибора.

Электронные тахеометры снабжены портом для передачи информации на компьютер или ноутбук по кабелю перекачки.

В комплект прибора входит, как правило:  штатив; веха- отражатель; ящик для переноса и хранения; буссоль; зарядное устройство; кабель перекачки информации; батарея; шпильки; отвес; инструкция.

Принцип действия встроенного светодальномера основан, как правило, на фазовом методе измерения расстояний. Необходимым устройством для этого является отражатель. В настоящее время применяют как однонаправленные отражатели, так и отражатели, обеспечивающие отражение сигнала в полном круговом диапазоне. 

    Рис. 6.26. Внешний вид и основные части электронного тахеометра.

Призменные отражатели (рис. 6.27) крепятся  на веху или с помощью переходника устанавливаются на подставку.

     Рис. 6.27. Внешний вид различных моделей призменных отражателей.

 Призменные отражатели имеют различный вид, расцветку, могут оснащаться маркой с целью лучшего обнаружения на местности. Однопризменные отражатели применяют на небольших расстояниях   ( до 1000 м),  двух и более -на большие.

Для специальных измерений  применяют пленочные отражатели, представляющие собой лист плотной бумаги со специальным зеркальным покрытием.

Точность измерения расстояний  в основном зависит от влияния внешней среды и погрешности работы электронных блоков. Влияние внешней среды обуславливается неточным знанием показателя преломления атмосферы по пути распространения электромагнитной волны.

При выполнении измерений электронный тахеометр и отражатели устанавливают на штативы, которые бывают деревянными, алюминиевыми, стальными (рис. 6.28). Отличие их состоит в размере площадки для установки прибора, способе фиксации ножек (винтовое, клипсовое), резьбе станового винта (дюймовой, метрической).

               Рис 6.28. Внешний вид штативов:

  А - деревянные; Б - стальные; В - алюминиевые

Для производства тахеометрической съемки электронным тахеометром необходима специальная веха (рис. 6.29).

Рис. 6.29. Внешний вид вехи и дополнительных устройств, позволяющих удерживать веху в вертикальном положении :

  А - круглый уровень на вехе; Б - бипод с вехой и отражателем; В - держатель вехи

Веха должна быть оснащена круглым уровнем, иметь устройство установки и фиксации определенной высоты, приспособление для крепления отражателя. В настоящее время выпускают вехи длинной 1,0м; 1,5м; 2,0м; 2,6м; 3,6м; 4,6м.

Электронные тахеометры могут работать как в отражательном режиме (наблюдатель ведет измерения на отражатели: призмы, отражающие марки), так и в безотражательном режиме (наблюдения ведутся непосредственно на наблюдаемый объект.

Технологическая последовательность работ при использовании электронного тахеометра имеет свои специфические особенности  из-за наличия в  приборе регистратора информации и вычислительного устройства.

При работе с электронным тахеометром, как правило, не ведут журнал для записи результатов измерений. В тоже время составление и ведение соот­ветствующего абриса является обязательным.

Рассмотрим более подробно порядок работы в полевых условиях с применением электронного тахеометра. Большинство тахеометров имеют схожие функции. Приведенная ниже схема подходит практически для любого тахеометра.

 Выделим основные этапы работы с тахеометром при производстве тахеометрической (топографической) съемки:

1.          Установка прибора в рабочее положение (центрирование, и приведение лимба горизонтального круга в  горизонтальное положение).

2.          Включение электропитания прибора.

3.          Создание (выбор) файла, в котором будут храниться данные измерений.

4.          Ввод исходных данных в память прибора.

5.          Вход в режим измерений с сохранением начальных установок, параметров и данных.

6.          Ввод данных о точке стояния (станции).

7.          Ориентирование прибора по предыдущей точке с измерением расстояния (при наличии отражателя на предыдущей точке).

8.          Измерение направления и расстояния на последующую точку хода.

9.          Производство самой съемки. Съемку ситуации и рельефа осуществляют одновременно с пунктов опорных или съемочных геодезических сетей (точек тахеометрических ходов).

10.     Переход на следующую станцию и повторение пунктов 1-9. Все записываемые данные хранятся в памяти прибора последовательно.

 Передача данных в компьютер, осуществляемая при помощи кабеля перекачки и специальной программы.

 Обработка результатов измерений возможна в различных компьютерных программах. Наиболее популярны: Credo dat 3.12, Землеустроительное дело, Карта 2008, RGS 5.0.

Построение топографического плана может выполняться в программах Сredo_Топоплан 1.0, Auto Cad 2009, Карта 2008, Mapinfo 9.0, Microstation  V8 XM и др.

6.7.7. Особенности тахеометрической съемки электронным тахеометром.

       Применение электронных тахеометров позволяет решать следующие  задачи:

1. Сгущение геодезической сети методом полигонометрических ходов;

2. Создание планово-высотного обоснования;

3. Топографическая крупномасштабная съемка местности;

4. Геодезические работы при инженерно-геодезических изысканиях;

5. Геодезическое обеспечение строительства;

6. Кадастровая съемка и др.

Тахеометрическую съемку электронным тахеометром можно выполнять тремя методами:

1.Методом непосредственных измерений горизонтальных и вертикальных углов, наклонных расстояний в тахеометрическом ходе и съемкой пикетных точек  способом полярных координат, с записью результатов измерений в рабочий файл карты памяти.

2.Методом прямоугольных координат. Когда непосредственные измерения перевычисляются встроенной программой электронного тахеометра в плоские прямоугольные координаты и высоты, а затем записываются в рабочий файл карты памяти. Получаемые координаты и высоты могут быть условными или в заданной  системе координат и высот (при наличии в полевых условиях у исполнителей координат и высот исходных пунктов в заданной системе координат).

3.Методом свободной станции. Данный метод можно использовать если программное обеспечение электронного тахеометра позволяет решать    линейно-угловую и обратную угловую засечки.

При тахеометрической съемке  с применением электронного тахеометра допустимые расстояния от прибора до контуров местности могут быть значительно увеличены (табл. 6.5) 

                                                                                                      Таблица 6.5.

6.7.8.  Электронные тахеометры, применяемые при измерениях  повышенной точности

 Современный электронный тахеометр - это продукт высоких технологий, объединяющий в себе последние достижения электроники, точной механики, оптики, материаловедения и других наук.

 Тахеометры значительно различаются не только своими техническими характеристиками, конструктивными особенностями, но и ориентацией на конкретного потребителя или определенную сферу применения. Поэтому тахеометры можно также классифицировать по их использованию для решения конкретных задач. Точность и дальность измерений в данном случае уже не играют решающей роли. Определяющим становится фактор эффективности применения прибора для решения конкретного типа задач.             

Например, для выполнения работ по межеванию и землеустройству достаточно иметь простой электронный тахеометр с минимальным набором встроенных программ. В то же время для выполнения работ по изысканиям и строительству наиболее эффективным будет применение роботизированного тахеометра, имеющего функции автоматического слежения за отражателем, контроллер (микро-ЭВМ) и программы, позволяющие не только работать с проектными данными, но и воспроизводить полученные результаты непосредственно в поле на экране дисплея.

 В начале 90-х годов прошлого века были заложены основные принципы развития электронных тахеометров: модульность - с точки зрения конструктивности и автоматизация (роботизация) - с точки зрения функциональности. Первая серия модульных тахеометров: Geodimeter System 600, была представлена ещё в 1994 г. Были выпущены две базовые модели тахеометров этой серии: механическая и имеющая сервоприводы, позволяющие автоматизировать не только наведение на призму, но и слежение за перемещающимся отражателем. Тахеометры, имеющие модульную конструкцию, имеют возможности обновления и модернизации системы - добавление новых функций, программ, а так же изменения технических характеристик.

 Электронный тахеометр, как и его оптический предшественник    ( Dalta 010A, ТН ) измеряет углы ( горизонтальные, вертикальные) и расстояния до вехи или штатива с отражателем. Эти измерения служат основой для последующих вычислений, производимых встроенным или внешним контроллером (микро-ЭВМ). Точность измерений определяют блоки или модули измерения углов, расстояний и модуль компенсатора.

Точность угловых измерений, как правило, характеризуется  величиной  в 1", а линейных - 1 мм + 1 мм на 1км. Эти ограничения прежде всего связаны не с техническими проблемами измерительных систем, а с влиянием окружающей среды. Более высокая точность, заявляемая в характеристиках тахеометров отдельных производителей, практически не достижима при обычных работах и условиях из-за влияния окружающей среды и погрешностей центрирования и наведения. Точность измерения обычных электронных тахеометров не хуже 2-5" для угловых измерений и 2 мм + 3 мм на 1км - для линейных.                                                                                                 

Для соблюдения точности угловых измерений важен диапазон компенсации влияния углов наклона вертикальной и горизонтальной осей. Наибольший диапазон работы (± 6') имеют тахеометры Geodimeter. Эта величина особенно существенна при работе тахеометром со штатива. Дальномер тахеометра характеризуется не только точностью, но и дальностью. Как правило, это дальность измерения расстояний до одной призмы. Следует отметить, что эти характеристики связаны друг с другом.  Несмотря на то, что значительная часть объема линейных измерений тахеометром не превышает 500 - 1000 м, периодически приходится измерять и более длинные расстояния. Поэтому наилучшими являются дальномеры с точностью измерений не ниже 2 мм + 2 мм на 1км при дальности 3000 - 4000 м. Эти параметры должны стать стандартными для большинства  тахеометров. Увеличение дальности измерений в ущерб точности нецелесообразно и неэффективно.

В последнее время широкое распространение получают тахеометры с дальномером, позволяющим измерять расстояния  до объекта без использования отражателя (так называемый безотражательный режим измерений). Дальность таких измерений не превышает  300 м, а точность лежит в пределах 10 - 20 мм. К недостаткам данных систем следует отнести зависимость точности измерений от свойств отражающей поверхности и отсутствие надежной фиксации точки измерения. Однако наличие такого режима измерений позволяет решать такие геодезические задачи, которые ранее решали другими методами (например, определение недоступного расстояния).

Важной составляющей электронного тахеометра является модуль контроллера (микро-ЭВМ). Под контроллером понимается не только полевой компьютер-вычислитель, но и пульт-клавиатура управления самим тахеометром. Большинство моделей тахеометров имеют встроенный контроллер, управляемый клавиатурой. Клавиатура может быть цифровой или алфавитно-цифровой. Некоторые модели тахеометров имеют клавиатуры с обеих сторон. Число клавиш клавиатуры в среднем составляет от 10 до 30, в зависимости от возможностей тахеометра. Клавиатура с минимальным числом клавиш, каждая из которых многофункциональна, очень неудобна и неэффективна.

Функциональные возможности тахеометра зависят от объема памяти, типа экрана, его производительности, числа встроенных программ.
    Результаты измерений записываются на карты памяти (типа PCMCIA) или на встроенную память. Объём информации  в диапазоне от 1 до 50 тысяч точек. Встроенные программы вычислений могут быть записаны как на внешних картах памяти, так и на встроенных микросхемах памяти.

В последнее время в качестве контроллеров широко применяются полевые графические компьютеры с активным экраном. В основе создания таких компьютеров лежит идея избавления от клавиатуры и возврата к использованию ручки или карандаша, но уже без традиционного полевого журнала. С их помощью можно не только управлять работой тахеометра, но и обработать на месте и просмотреть графическое отображение результатов съемки на экране компьютера.

Графический контроллер GeodatWin (Spectra Precision -1998г), является представителем нового поколения таких систем. Его можно устанавливать на тахеометры Geodimeter вместо съемной клавиатуры, он может работать с тахеометрами и других производителей. Технические характеристики, программные возможности и устойчивость к внешним климатическим условиям позволяют назвать тахеометр, оснащенный GeodatWin, «электронной мензулой».

Программное обеспечение Geodat Win решает большинство задач непосредственно в поле, позволяют вести трехмерную базу съемочных данных, что дает возможность строить цифровую модель рельефа и отображать ее в виде горизонталей, строить разрезы, сечения, профили, решать и другие задачи. Обмен с персональным компьютером, экспорт/импорт файлов (в формате DXF) обеспечивают эффективность разбивочных работ по заранее подготовленным проектам.

Можно предположить, что тахеометры с механическим приводом в будущем будут полностью заменены тахеометрами с сервоприводом. Сервопривод не только обеспечивает удобство работы (сервомоторы управляют наводящими и подъёмными винтами, традиционные наводящие и закрепительные винты отсутствуют), но и повышает производительность на 30%. Если координаты точек хранятся в памяти, необходимо только ввести номер нужной точки и электронный тахеометр автоматически наведется на неё. При повторных угловых и линейных измерениях на несколько отражателей необходимо задать только порядок и число измерений. Так как сервопривод исключает  работу с наводящими и закрепительными винтами, погрешность наведения значительно уменьшается.

Например, электронный тахеометр Trimble S6 (рис.6.30) выпускается в модификациях: Servo, Autolock и Robotic. 

В тахеометрах Trimble S6 используется технология MultiTrackTM, которая позволяет обнаруживать и  отслеживать как пассивные, так и активные отражатели на  больших расстояниях. Сервомеханизм разворачивает тахеометр на 180° за три секунды. Имеются функции защиты тахеометра от воздействий проседания ножек штатива, вибрации и толчков, которые могут произойти после установки прибора. Технология коррекции наведения автоматически определяет и вносит поправки за наклон осей в результаты измерения.

          Рис. 6.30. Внешний вид тахеометра Trimble S6.

Роботизированные тахеометры имеют радиокоммуникационный модуль -  радиомодем, обеспечивающий связь прибора с активным отражателем, обеспечивающим отражение сигнала тахеометра в  диапазоне 360°. Дальность работы в роботизированном режиме, как правило, лежит в пределах 1-1,5 км. Применение роботизированных технологий повышает эффективность работ практически вдвое по сравнению с использованием механических тахеометров, что дает возможность значительно сократить трудовые затраты.

Ряд фирм-производителей выпускают так называемые автоматизированные следящие системы (Automated Tracking System). Основой их является высокоточный электронный тахеометр с мощным дальномерным блоком, сервоприводами и всеми функциями робота. Приборы этой серии могут использоваться и как «обычные» роботизированные тахеометры, и как датчики автоматической следящей системы. Например, некоторые приборы используются для решения специальных задач: автоматические наблюдения за деформациями инженерных сооружений и определение координат движущихся объектов,  управление строительными машинами и механизмами и др.