محطة شاملة

التطبيقات

وفي هذا الصدد، تستعمل المحطات الكلية بشكل أساسي من قبل مساحي الأراضي والمهندسين المدنيين ، إما لتسجيل المعالم كما هو الحال في المسح الطبوغرافي أو لتحديد المعالم (مثل الطرق أو المنازل أو الحدود). يتم استخدامها كذلك من قبل علماء الآثار لتسجيل الحفريات ومن قبل الشرطة ومحققو مسرح الجريمة وأخصائيي إعادة بناء الحوادث الخاصة وشركات التأمين لأخذ قياسات للمشاهد.

الإنشاءات الميكانيكية والكهربائية

وفي السياق ذاته، غالبًا ما يتم استخدامها في تحديد مواقع فتحات المرافق في الأساسات و بين طوابق المباني، وكذلك فتحات الأسقف.

وفي السياق ذاته، نظرًا لأن المزيد من وظائف البناء التجارية والصناعية أصبحت تتمحور حول نمذجة معلومات البناء (BIM) ، فإن إحداثيات كل أنبوب وماسورة ودعامات مجارى وشماعات متوفرة بدقة رقمية.

أصبحت المحطات الكلية أعلى معيار لأغلب أشكال تخطيط البناء.

خصائص الجهاز

إضافةً إلى ذلك، بدأ استخدام هذه الأجهزة منفردة لقياس المسافة بين نقطتين بوضع جهاز توليد الأشعة على النقطة الأولى والعاكس على النقطة الثانية حيث كان يتم استبدال وحدة توليد الأشعة بجهاز الثيودوليت لقياس الزوايا والاتجاهات المطلوبة لإتمام العمل المساحي.

ومن جهة أخرى، و ثم بواسطة طريقة التثليث (Triangulation) نستطيع حساب الإحداثيات (X,Y,Z) لكل نقطة مرصودة.

وفي هذا السياق، فيما بعد أمكن دمج الديستومات داخل جهاز الثيودوليت لينتج ما نعرفه اليوم بالتوتال ستيشن. فيما يتعلق بالمسميات المختلفة للجهاز فهناك بعض الدول الأوروبية تسمي هذا الجهاز «التاكيومتر الإلكتروني» Electronic Tacheometer نسبة إلى أجهزة التاكيومتر التي كانت شائعة الاستخدام قبل انتشار الأجيال الحديثة من التوتال ستيشن.

في هذا الإطار، أمكن فيما بعد تثبيت وحدة توليد أشعة على جهاز ثيودوليت بوسائل تثبيت خاصة ليتم قياس كلا من المسافات والزوايا في نفس الوقت وكانت تعرف وحدة قياس المسافة في ذلك الوقت بـ «الديستومات Distomat».

وفي هذا الصدد، "هذا الجهاز هو نتاج تطورات عديدة ومتلاحقة في مجال الفيزياء والبصريات، فضلا عن تقنيات القياسات المساحية حيث بدأت الدراسات المكثفة لإنتاج الطراز الأول من هذه الأجهزة في وقت مبكر من القرن العشرين. ثم بدأت في الانتشار مع الحرب العالمية الثانية.

وفي هذا السياق، يمكن استخدام جهاز Total Station في مختلف التطبيقات المساحية ومن بينها عمليات الرفع والتوقيع /التسقيط/ وكذلك إجراء الميزانية وضبط المضلعات وحساب المساحات وهذا الجهاز يستعمل كذلك في أعمال الطرق وغير ذلك الكثير من التطبيقات

من جهة ثانية، وتعتمد هذه الأجهزة على القياس الكهرومغناطيسي للمسافات من خلال موجة قياس تنبعث من الجهاز متجهة إلى العاكس الذي يردها مرة أخرى للجهاز الذي يقوم بدوره بحساب المسافة التي قطعها الشعاع بمعلومية سرعة الموجة وزمن الارتداد.

كذلك، تمتاز أجهزة قياس المسافات والزوايا إلكترونيا بأنها عبارة عن وحدة واحدة لقباس كلا العنصرين، والمحطة الشاملة من الأجهزة الحديثة التي يعتمد عليها في الأعمال المساحية وهو مزود بوحدة ميكروكومبيوتر لها إمكانيات كبيرة في التعامل مع عدة برامج حقلية وإعطاء نتائجها على شاشة الجهاز أو أي وسيلة لإخراج البيانات فضلًا عن وحدات التخزين الكبيرة الموجودة بالجهاز (كارت الذاكرة). جهاز المحطة المتكاملة يدمج بين القائس الالكترني (التيودوليت الإلكتروني) الذي يقوم بقياس الزوايا والمسافات مع برنامج على الحاسوب.

وفي السياق ذاته، بواسطة هذا الجهاز نستطيع قياس الزوايا والمسافات بين نقطة التمركز (محطة الوقوف) والنقاط الأخرى المراد رصدها.

كذلك، أما ما يخص الأوامر والتعليمات الخاصة المستعملة في هذا الجهاز فإنها تختلف من حهاز إلى جهاز آخر وذلك تبعاُ للشركة الصانعة.

من جانب آخر، أجهزة من نفس النوع تستعمل لقياس المسافات الطويلة (30 كم فأكثر) ولكن تعتمد على الموجات المتناهية في القصر Microwave مثل الجيوديمتر Geoidmeter والتليورومتر Tellurometer والميكروفيكس Microfix وغيرها.

Electronic Tacheometer

Distomat في حالة الأجهزة التي تثبت على الثيودوليت

أجهزة القياس الإلكتروني

في هذا الإطار، الديستومات (أو وحدة القياس الإلكتروني للمسافات)، وذلك بالنسبة للوحدات التي تثبت على الثيودوليت.

الإنجليزية

أجزاء الجهاز

جهاز المحطة الشاملة لقياس المسافات والزوايا إلكترونياً.

قياس الزاوية

في هذا الإطار، تقيس أغلب أدوات المحطات الكلي الزوايا عن طريق المسح الكهروضوئي للرموز الشريطية الرقمية الدقيقة للغاية المحفورة على أسطوانات زجاجية دوارة أو أقراص داخل الجهاز. أفضل المحطات الكلية ذات الجودة العالية قادرة على قياس الزوايا حتى 0.5 ثانية قوسية. يمكن أن تقيس المحطات الكلية غير المكلفة "للاستخدامات الانشائية" عمومًا زوايا تصل إلى 5 أو 10 ثوان قوسية.

بعض أجهزة المحطة المتكاملة مجهزة ب GPS

الوظائف والامكانيات

وجهاز المحطة المتكاملة في أبسط صورة له كما تمت الصياغة."

(Total station (TS

EDM) Electromagnetic or Electronic Distance Measurement)

التعامل مع الاحداثيات

إضافةً إلى ذلك، يمكن تحديد إحداثيات نقطة غير معروفة بالنسبة إلى إحداثي معروف باستخدام المحطة الكلية طالما يمكن إنشاء خط رؤية مباشر بين النقطتين. تُقاس الزوايا والمسافات من المحطة الإجمالية إلى النقاط قيد المسح ، وتُحسب إحداثيات ( X ، Y ، و Z ؛ أو الشرق ، والشمال ، والارتفاع ) للنقاط التي تم مسحها بالنسبة إلى موقع المحطة الكلية باستخدام حساب المثلثات والتثليث .

ومن ناحية أخرى، لهذا السبب، تحتوي بعض المحطات الكلية كذلك على مستقبل نظام الملاحة العالمي عبر الأقمار الصناعية ولا تتطلب خط رؤية مباشرًا لتحديد الإحداثيات. ومع ذلك، قد تتطلب قياسات GNSS فترات احتلال أطول وتقدم دقة ضعيفة نسبيًا في المحور الرأسي.

وفي السياق ذاته، لتحديد موقع مطلق، تتطلب المحطة الكلية رصد خط البصر ويمكن إعدادها عبر نقطة معروفة أو مع خط رؤية لنقطتين أو أكثر مع موقع معروف، يسمى التمركز الحر.

التعدين

إضافةً إلى ذلك، يقوم فريق المساحة بتثبيت محطات التحكم على فترات منتظمة. وهي عبارة عن مقابس صغيرة من الصلب يتم تثبيتها في زوجين في ثقوب تم حفرها في الجدران أو الخلفية. بالنسبة لمحطات الحائط ، يتم تثبيت قابسين في الجدران المقابلة، مكونة خطًا عموديًا على الانجراف. بالنسبة لمحطات الخلفية، يتم تثبيت قابسين في الخلف، مكونة خطًا موازيًا للانجراف .

ومن ناحية أخرى، يمكن استخدام مجموعة من المقابس لتحديد موقع التوتال ستيشن المثبت في الانجراف أو النفق عن طريق معالجة القياسات عن طريق التقاطع intersection والتقاطع العكسي resection .

وفي السياق ذاته، المحطات الكلية هي أداة المسح الأولية المستعملة في مسح التعدين .

كذلك، يتم استخدام المحطة الكلية لتسجيل الموقع المطلق لجدران النفق والسقوف والأرضيات حيث الانجرافات في المنجم تحت الأرض يتم تحريكها . يتم لاحقًا تنزيل البيانات المسجلة في برنامج CAD ، ومقارنتها بالتخطيط المصمم للنفق .

المحطة الكلية

• التوتال ستيشن (وهو الاسم الشائع)
• المزواة
• محطة الرصد المتكاملة أو الشاملة

معالجة البيانات

ومن جهة أخرى، تتضمن بعض النماذج تخزينًا داخليًا للبيانات الإلكترونية لتسجيل المسافة والزاوية الأفقية والزاوية الرأسية المقاسة ، بينما تم تجهيز نماذج أخرى لتخزين هذه القياسات إلى مجمع بيانات خارجي ، كجهاز كمبيوتر بحجم اليد .

وفي السياق ذاته، عندما يتم تنزيل البيانات من المحطة الكلية على جهاز كمبيوتر، يمكن استخدام برامج حاسوبية لحساب النتائج وإنشاء خريطة للمنطقة التي تم مسحها. يمكن كذلك للجيل الأحدث من المحطات الكلية إظهار الخريطة على شاشة اللمس الخاصة بالجهاز فور قياس النقاط.

الأرصاد الجوية

وفي السياق ذاته، يستعمل خبراء الأرصاد كذلك المحطات الكلية لتتبع بالونات الطقس لتحديد رياح العليا . بمعرفة متوسط معدل صعود منطاد الطقس المعروف أو المفترض ، يتم استخدام التغيير في قراءات السمت والارتفاع التي توفرها المحطات الكلية ومن خلال تتبع منطاد الطقس بمرور الوقت لحساب سرعة الرياح واتجاهها على ارتفاعات مختلفة. علاوةً على ذلك ، يتم استخدام المحطات الكلية لتتبع بالونات السقف لتحديد ارتفاع طبقات السحب. غالبًا ما تُستعمل بيانات الرياح العليا للتنبؤ بطقس الطيران وإطلاق الصواريخ .

قياس المسافة

في هذا الإطار، يمكن لبعض محطات الكلية غير العاكسة (بدون بريزم ) قياس المسافات إلى أي جسم فاتح اللون بشكل معقول ، حتى بضع مئات من الأمتار .

وفي السياق ذاته، يمكن للمحطات الكلية النموذجية قياس المسافات التي تصل إلى 1500 متر (4900 قدم) بدقة تبلغ قرابة 1.5 ملم (0.059 بوصة) ± 2 جزء في المليون.

من جهة ثانية، يتم قياس المسافة بإشارة حاملة للأشعة تحت الحمراء معدلة ، يتم إنشاؤها بواسطة باعث صغير للحالة الصلبة داخل المسار البصري للجهاز، وينعكس بواسطة عاكس منشوري (البريزم ) او الجسم المرصود. يتم قراءة الإشارة العائدة من العاكس او الجسم المرصود وتفسيرها بواسطة الكمبيوتر في محطة الرفع الكلي. يتم تحديد المسافة من خلال إرسال واستقبال ترددات متعددة ، وتحديد العدد الصحيح للأطوال الموجية للهدف لكل تردد . تستعمل أغلب المحطات الكلية عاكسات المنشور الزجاجي (البريزم) المصممة لغرض استقبال وعكس إشارة EDM.

وحدة تخزين البيانات PCM CIA card

ومن جهة أخرى، جهاز حاسب آلي حقلي لعمل الحسابات المساحية باستخدام برامج جاهزة لهذا الغرض

• تلسكوب
• بطارية
• ذاكرة الخارجية
• مدخل يو اس بي
• شاشة ولوحة ازرار
• مفاتيح الزوم والسيموليشن
• مراجع
• انظر كذلك

من جانب آخر، وحدة إسقاط ورسم الخرائط إلكترونياً طبقاً للبيانات المساحات التي حسبت وضبطت بواسطة الحاسب الآلي