Kody kreskowe już od lat usprawniają prace na kasach sklepowych, w dużych magazynach czy nawet na liniach produkcyjnych. W geodezji i budownictwie niwelatory kodowe mierzą od dobrych kilkunastu lat. W Polsce wciąż nie są zbyt popularne. A szkoda, bo instrumenty te mają wiele zalet. Przyjrzyjmy się im bliżej.

Optycznie nie zawsze dokładnie

W tradycyjnym niwelatorze optyczny, żeby zmierzyć różnicę wysokości, a następnie obliczyć na jej podstawie wysokość punktu, trzeba wykonać odczyt z łaty niwelacyjnej. Obserwator patrzy w okular urządzenia i, wykorzystując jedną z trzech poziomych linii siatki, odczytuje wartość liczbową na łacie. Wprawni obserwatorzy korzystają z łat z podziałem geodezyjnym „E”, mniej wprawieni mogą posiłkować się podziałem milimetrowym, który posiada praktycznie każda dobra łata niwelacyjna. Proces pomiaru – odczyt, zapisanie wyniku i obliczenie szukanych wartości – w 100% wykonuje człowiek. Okazuje się, że obserwator jest najsłabszym ogniwem w tej procedurze i to błędy odczytywania są najpoważniejszym źródłem wszystkich pomyłek podczas wykonywania niwelacji.

Pewniejsza informacja z kresek

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. Niwelator kodowy – podobnie jak optyczny – posiada 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 elektroniczny na podstawie odczytu z łaty podaje także odległość do łaty. W ten sposób za jednym wciśnięciem klawisza otrzymujemy długość odcinka stanowiska niwelatora-łata (z dokładnością centymetrową).

Nie tylko przewyższenie

Niwelatory kodowe geodezyjno-budowlane – w zależności od klasy sprzętu – wykonują za obserwatora przeróżne operacje obliczeniowe. Najprostsze modele budowlane (np. Leica Sprinter 50) obliczają tylko przewyższenie i odległość i pokazują wynik na małym ekranie. Bardziej rozbudowane (np. Leica Sprinter 150) mogą dodatkowo liczyć wysokość mierzonego punktu na podstawie wprowadzonej wysokości reperu czy wykonywać pomiar ciągły do tyczenia wysokości. Następny poziom zaawansowania niwelatora kodowego (np. Leica Sprinter 150M) to jeszcze bardziej rozbudowane funkcje pomiarowe, które obejmują np. niwelacją ciągu, tyczenie wysokości na podstawie wprowadzonych wartości projektowych, zapisywanie wyników pomiaru w wewnętrznej pamięci i ich transmisję do komputera.

Te trzy grupy niwelatorów kodowych współpracują z lekkimi łatami aluminiowymi z podziałem kodowym i milimetrowym. Ten drugi podział wykorzystuje się do wykonywania zwykłych odczytów optycznych, gdy np. zabraknie napięcia w bateriach. Sprzęt z tych trzech grup zapewnia dokładność pomiaru 1,5-2,0 mm.

Czwarta grupa niwelatorów kodowych (np. Leica Sprinter 250M) potrafi mierzyć z błędem 0,7-1,0 mm, ale trzeba wtedy korzystać z dokładnych łat z włókna szklanego. Na samym szczycie piramidy technologicznej są niwelatory kodowe precyzyjne dla geodetów (np. Trimble DiNi, Leica DNA, Sokkia SDL1X), które posiadają bardzo rozbudowane oprogramowanie pomiarowo-obliczeniowe i zapewniają dokładność nawet 0,3 mm (z użyciem łat inwarowych).

Róża bez kolców? Nie!

Praca niwelatorem kodowym ma jednak pewne ograniczenia techniczne. Przede wszystkim użytkownik tego instrumentu musi dbać o łatę bardziej niż o sam sprzęt. Każdy defekt w opisie kodu powoduje, że instrument nie niwelator nie będzie w stanie porównać obrazu ze wzorem w pamięci. Urządzenie musi „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.

Przewaga zalet nad wadami

Jakby na kwestię niwelatorów kodowych nie patrzeć, mają one jednak jedną niepodważalną przewagę nad niwelatorami optycznymi – poprzez automatyzację pomiaru praktycznie w 100% eliminują błędy obserwatora. Tzw. pomyłki grube są najpoważniejszymi błędami niwelacji. Pomiar elektroniczny można przez to uznać za dokładniejszy i na pewno zdecydowanie szybszy, choć do jego przeprowadzenie wciąż potrzebne są dwie osoby.

To nie wszystko. Bardzo istotne jest też to, że niwelatory elektroniczne z pamięcią pozwalają rejestrować obserwacje i transmitować je do komputera (np. za pomocą kabla USB). Po zakończeniu pomiaru wszystkie wyniki umieszczone są w arkuszu kalkulacyjnym, jednym kliknięciem można je wydrukować jako dziennik pomiarowy, a nawet wykorzystać formuły do obliczania innych wartości na podstawie zarejestrowanych przez instrument obserwacji.

Czy warto?

Przeglądając ofertę rynkowa niwelatorów kodowych, można znaleźć podstawowy model bez rejestracji danych za równowartość dwóch średniej klasy niwelatorów optycznych. Jeśli wykonujemy naprawdę dużo pomiarów, żadnym klasycznym niwelatorem optycznym nie zrobimy tak szybko niwelacji jak modelem elektronicznym. Elektronika sprawia też, że niwelatorem może posługiwać się każdy pracownik na budowie, nawet ten, który nigdy nie ma wprawy w odczytywaniu zwykłe łaty niwelacyjnej i przeliczaniu różnic wysokości.

FAJNE

• całkowita eliminacja błędów niwelacji, których źródłem jest obserwator
• duża dokładność pomiaru i jego powtarzalność dzięki elektronice
• dużo szybsze pomiary niż niwelatorem optycznym
• możliwość wykonywania odczytów optycznie w momencie wyczerpania się energii w bateriach
• w droższych modelach bardzo rozbudowane oprogramowanie, które automatycznie liczy przewyższenia, wysokości i odległości
• w modelach z pamięcią wewnętrzną możliwość zapisywania danych i przenoszenia ich do komputera w formacie arkusza kalkulacyjnego
• najdroższe niwelatory elektroniczne posiadają zaawansowane funkcje bieżącej kontroli błędu pomiaru, wykonywania niwelacji precyzyjnej ciągów poligonowych

NIEFAJNE

• konieczność szczególnego dbania o kondycję łaty kodowej
• konieczność stosowania firmowych łat kodowych – z niwelatorem Leica trzeba stosować łaty tego samego producenta
• utrudnione wykonywanie pomiarów o zmroku i przy nierówno oświetlonej łacie
• konieczność „widzenia” przez instrument określonej długości fragmentu łaty
• konieczność zasilania bateriami

A na koniec niespodzianka!

Żeby zachęcić wszystkich niezdecydowanych do zakupu niwelatora elektronicznego, przygotowaliśmy rarytas!
Mamy dwa zestawy niwelacyjne – Sprinter 50 i Sprinter 150M z łatami i statywami – w cenach wynegocjowanych w Leica Geosystems Polska! Specjalnie dla czytelników naszego bloga. Napisz na sklep@mierzymy.pl i zarezerwuj niwelator!

Tylko dwa zestawy! Kto pierwszy, ten kupuje!