كيفية إجراء عملية إعادة التوزيع وإعادة التقاطع مع محطة إجمالية

مقدمة إلى مجموع قسم المحطة

(ب) إن إعادة التفرع هي تقنية أساسية للمسح تتيح للمشغل تحديد الإحداثيات الدقيقة لمحطة غير معروفة عن طريق مراقبة نقطتين أو أكثر من نقاط المراقبة المعروفة، أما المحطة الإجمالية التي تدمج مادة الدوليت الإلكترونية ومتر للمسافات الإلكترونية فهي الأداة المثالية لهذه المهمة لأنها يمكن أن تقيس في آن واحد الزوايا الأفقية والزوايا الرأسية والمسافات ذات الدقة العالية.

فهم إعادة التفرع: لماذا يهم

ويستخدم إعادة التجزؤ عندما يقوم المسح بإنشاء المحطة الكلية في موقع مجهول الإحداثيات، ولكن حيث يوجد خط واضح من المعالم إلى ما لا يقل عن نقطتين ثابتتين من نقاط المراقبة، وكثيرا ما تنشأ هذه الحالة في مواقع البناء، وفي الدراسات الاستقصائية للبناء، وأثناء رسم الخرائط الطبوغرافية عندما تكون نقاط المراقبة بعيدة أو غير متاحة من الموقع المرغوب فيه، وبدلا من احتلال نقطة معروفة ثم الالتفاف، يمكن للمسحَس أن يُحد بسرعة من موقع الأجهزة التي تُحد من الحاجة إليها.

ويعتمد هذا القسم على مبدأ التقاطع: فالنقطة غير المعروفة تكمن في تقاطع الأشعة من النقاط المعروفة، مع تحديد الاتجاهات حسب الزوايا المقيسة، وعندما تقاس المسافات أيضا، يصبح الحل مفرطا في التحديد، مما يسمح بكشف الأخطاء وتعديلها، وكثيرا ما تشمل المحطات الكلية الحديثة برمجيات تؤدي تلقائيا عملية إعادة التوزيع، ولكن فهم العملية اليدوية أمر أساسي للتحقق من النتائج، وتشخيص التركات.

الشروط المسبقة لإعادة التجزؤ

وقبل القيام بعملية إعادة تنصيب، يجب أن يكون للمستطلع ما يلي:

• Known control points:] At least two points with known coordinates (e.g., from a previous survey or GPS). More points improve reliable and allow least squares adaptation.
• A properly calibrated total station:] The instrument must show correct compensator and collimation errors.
• خط الرؤى: ] The targets (prisms or reflectors) on the known points must be visible from the setup location.
• Stable setup:] A solid tripod on firm ground, with the instrument leveled and centered as accurately as possible. Tribrach and optical fallmet adaptation help.

الإجراءات الميدانية لإعادة التقطيع مع محطة المجموع

الخطوة 1: وضع الصك وتوجيهه

وضع المحطة الإجمالية على نقطة غير معروفة (نقطة تحديد إحداثياتك) - وضع الأداة بدقة باستخدام فقاعة الصفائح أو المستوى الإلكتروني، وإذا كان للصك هبط الليزر، تحقق من أنها فوق العلامة مباشرة، ويفضل بعض المساجين أن يُخرجوا من العلامة ثم يُقارنوا بها (]) دون وضع علامة ، ولكن بالنسبة للنقطة المرجعية.

الخطوة 2: مرتفع أداة التسجيل

قياس وسجل ارتفاع الأداة من العلامة الأرضية إلى مركز محور الترنيز التلقبي، وتستخدم هذه القيمة إذا ما أردتم تخفيض مسافات المنحدر إلى مسافات أفقية أو حساب الارتفاعات، ومعظم عمليات إعادة التقطيع الكلية تطلب إلى شركة HI وطولات الهدف لكل نقطة ملاحظتها.

الخطوة 3: مباشرة النقطة الأولى المعروفة

توجيه التلسكوب عند الهدف (العملية) إلى نقطة المراقبة المعروفة الأولى، التركيز بعناية وكفالة أن يكون المقاطع مرتكزا على الرصيف.

الخطوة 4: مباشرة النقطة الثانية المعروفة

تناوب الأداة إلى النقطة الثانية المعروفة وتكرار القياس، وهذا هو الحد الأدنى بالنسبة لإعادة التجزؤ من نقطتين، غير أنه إذا توافرت نقاط إضافية، راقبها كلها لتكرارها.

الخطوة 5: بدء حساب إعادة التأجير

في المحطة الإجمالية، ننتقل إلى القائمة أو إلى قائمة الفرز المجانية، وسيطلب منكم عادة اختيار النقاط المعروفة من قائمة الوظائف أو الدخول إلى إحداثياتها يدوياً، ثم يحسب الصك إحداثيات نقطة الإنشاء، وقد يظهر بقايا أو انحرافات قياسية، ويستعرض هذه القيم قبل قبول الحل، وإذا كانت كبيرة (مثلاً، تفحص النقطة المتبقية للزاوية الأفقية أو 10 ثوان، وتعادل المسافات 5 ملم).

الرياضيات خلف حساب إعادة التقاطع

ويمكن إجراء عمليات حساب إعادة التجزؤ باستخدام عدة طرق، وأكثرها شيوعاً هي إعادة التجزؤ (المعروف أيضاً باسم مشكلة النقاط الثلاث) وإعادة التجزؤ من بعد (التي تستخدم كلاً من رصد الزوايا والمسافات) وكثيراً ما تستخدم المحطات الحديثة نهج أقل مربعات لمعالجة الملاحظات الزائدة عن الحاجة.

Angle-Only Resection (Three-Point Problem)

وعندما تقاس الزوايا فقط (لا مسافات)، يلزم إيجاد ثلاث نقاط معروفة لحلها بشكل فريد للنقطة غير المعروفة، ويستخدم الحل التقليدي النظرية المرمزة: إن خطوط الرؤية من النقطة المجهولة إلى نقطتين معروفتين تُضفي زاوية ثابتة على امتداد دائرة، ويُفضي تقاطع دائرتين من هذا القبيل إلى الوضع غير المعروف، ويشتمل الحساب اليدوي على حل معادلة دائرتين أو استخدام صيغ تحويلية.

قسم المسافة - الأنغل

وعندما تقاس الزوايا الأفقية والمسافات إلى النقاط المعروفة، تصبح المشكلة أبسط، ففيما يتعلق بنقطتين، يمكن حساب النقطة غير المعروفة بتداخل دائرتين (دوائر المساعدة) وتصويرين (خطوط الزاوية) والطريقة المعتادة هي تحديد موقع أولي من قياس الزاوية ثم صقله باستخدام القيود المفروضة على المسافة.

1. Compute the distance between the two known points (AB).
2. من الزاوية الأفقية المقيسة عند النقطة المجهولة (زاوية APB)، استخدم قانون السن في مثلث APB لحصر المسافات من نقطة مجهولة إلى كل نقطة معروفة.
3. مع هذه المسافات المحوسبة والإحداثيات المعروفة، تطبيق صيغ التقاطع الأمامي لإيجاد إحداثيات نقطة مجهولة.

النقطتان المعروفتان ألف (إيوا ونا) وباء (إيب وناب) قياساً بالمسافات بين الألف والثنائية (المسافات المتخلفة مخفضة إلى أفقية)، وقيسا الزاوية الأفقية (النقطة ألف باء) ونقطة المسافات الأولى المكمّلة، ثم استخدام قانون الخطايا: الخطيئة/الخطيئة/الثانية، وما إلى ذلك، ويمكن حل الخلافات المنسقة عن طريق التحويل القطبي إلى الرف.

أقل المجالات تعديلاً للملاحظات الزائدة

وعند ملاحظة أكثر من نقطتين، يُحدد النظام على نحو مفرط، ويوفر تعديل أقل المربعات الإحداثيات الأكثر احتمالا للنقطة غير المعروفة، فضلا عن المخلفات والانحرافات القياسية التي تساعد على اكتشاف الكسور، وتربط معادلة المراقبة الإحداثيات غير المعروفة (E, N) بالزوايا والمسافات المقيسة.

• معادلة المراقبة عن بعد: √ (E-E)2 + (N- Ni)2 = d measured + v d
• معادلة المراقبة المتشعبة (أكثر تعقيدا): تُظهر الاختلافات النسبية في الحوادث.

وهذه النقاط مصممة وحلت بصورة متكررة، حيث تستخدم معظم المحطات الحديثة في إعادة توزيع مركب على الأقل، ويشمل الناتج الإحداثيات المقدرة وانحرافاتها القياسية التي ينبغي أن يستخدمها المسح كمؤشرات للجودة.

حساب العينات (قسم الطلاء)

فلنعمل على مثال مبسط باستخدام إحداثيات الطائرات (تجاهل الارتفاع في درجة الذروة)

Point	East (m)	North (m)
A	1000.000	2000.000
B	1500.000	2500.000

محسوباً من نقطة مجهولة

• زاوية هوريزونتال أي بي = 60 درجة 00
• مسافة المنحدر إلى ألف مخفضة إلى أفقية: 500.000 متر
• المسافة المتجهة إلى باء مخفضة إلى أفقية: 400.000 متر

First, compute distance AB: √((1500-1000)2 + (2500-2000)2) = (5002 + 5002) = 707.107 m.

في مثلث، لدينا جانب AB = 707.107 m، الجانب PA = 500 m، جانب PB = 400 m، ويشمل زاوية P = 60 درجة.

بالنسبة لمجموعه بيانات صحيحة، يمكن حساب إحداثيات P بواسطة تحديد الزميت من ألف إلى باء: 2 (500)=45 درجة ثم باستخدام الزوايا والمسافات المعروفة، يمكن استخلاص الزموثي من ألف إلى بي أو من B إلى P، والحسابات القطبية تُدرِج إحداثيات P.

السطو والاستحقاق في قسم إعادة التجزؤ

وتؤثر عدة عوامل على دقة إعادة التجزؤ:

• Instrument errors:] Collimation error, column cycle index error, and compensator mislevel cause systematic angle errors.
• Target centering errors:] If the prism is not exactly over the known point, both angle and distance observations will be wrong. Use bedb bobs or laser sstreammet centering systems.
• Atmospheric conditions:] Temperature, pressure, and humidity affect EDM measurements. Apply meteorological corrections if required.
• Geometry:] The formation of known points relative to the unknown point influences the strength of the solution. Weak geometry occurs when points are nearly collinear with the unknown point or when the unknown point lies close to the line between two known points. A better distribution spreads the points around the instrument.
• عدد النقاط: ] Using only two points provides no redundancy; any undetected error becomes part of the solution. With three or more points, residuals help identify bad observations.

وينبغي للمساحين دائما التحقق من نتائج إعادة توزيعهم من خلال رؤية نقطة تفتيش (أي نقطة أخرى غير معروفة في الحساب) وإذا كانت الإحداثيات الحاسوبية لنقطة التفتيش مطابقة للإحداثيات المعروفة ضمن حدود التسامح المقبول، فإن إعادة التنصيب قد تحققت.

Free Stationing vs. Resection

فالمصطلحان [(FLT:0)] ] و]، وهما لا يمكن استخدامهما معاً في كثير من الأحيان، ولكن هناك فرقاً بسيطاً، ففي إعادة التوزيع الكلاسيكي، يتم إنشاء المحطة الإجمالية مباشرة على النقطة التي تحدد إحداثياتها، وفي محطة للتحكم الحر، يمكن إنشاء الأداة في موقع تعسفي (لا يتجاوز بالضرورة نقطة انطلاق).

النمر العملي لإعادة التجزؤ الموثوق به

• Use three or more points:] even if the software allows two points, added a third provides a check and improves accuracy. Ideally, the points should surround the setup.
• Check prism constants:] Ensure the prism constant is correctly entered in the total station. A mismatch introduces a systematic compensate in distances.
• Record target altitudes:] Enter the correct altitude of each prism (HT) in the instrument. If horizontal distances are needed, ensure the reduction mode is set to horizontal or slope with appropriate corrections.
• Set the correct coordinate system:] Ensure the total station is using the correct projection or local coordinate system. If working in a local system, define it clearly.
• Observe in direct and reverse faces:] For critical work, measure angles in both face positions to eliminate collimation and spiritual index errors. The software may average them automatically.
• Apply atmospheric corrections:] Input current temperature and pressure (or use the average for the area) to correct EDM measurements.

الطرائق البديلة لتحديد موقف صك تحديد الألغام

والطريقة الوحيدة لتحديد نقطة التجهيز هي إعادة التجزؤ:

1. Traverse:] Starting from a known point, measure angles and distances along a path to the setup point. This is slower but allows for error propagation control.
2. GNSS (GPS): ] Using a GNSS receiver to get coordinates of the setup point, which can then be used as a base for the total station. Accuracy depends on equipment and corrections (RTK).
3. Intersection:] If two known points are occupied and the unknown point is targeted, forward intersection calculates its coordinates. This is the reverse of resection.

ولكل طريقة مزايا؛ وعادة ما يكون إعادة التجزؤ أسرع عندما تكون نقاط المراقبة الجيدة واضحة.

البرمجيات والتألق في المحطات الحديثة

يقوم المستعمل باختيار النقاط المعروفة من قائمة، ويضعها، ويعرض الصك الإحداثيات المحوسبة إلى جانب مؤشرات الجودة مثل الانحراف المعياري للنقطة أو نقاط الفرز الخاصة بأجهزة التحكم، مثلاً، برنامج لييكا كابتيفيت يتضمن تطبيقاً للسلسلة المُتبقية

أدوات البرمجيات هذه تقلل كثيراً من وقت الحساب اليدوي لكن يجب أن لا يزال المستكشف يفهم المبادئ للتعرف على النتائج الخاطئة

دراسة حالة: إعادة توزيع بناء العُدد

)أ( النظر في موقع للبناء حيث تم إنشاء مركزين للمراقبة )ألف وباء( باستخدام النظام العالمي لتحديد المواقع، وهما يقعان على جانبين متقابلين لحفر المبنى، ويحتاج المسح إلى إنشاء محطة كاملة بالقرب من مركز الحفر لتدبير مواقع الأعمدة، ويضع فوق مسمار مؤقت، ويتخذ تدابير للنقطة ألف وباء )بإحداثيات معروفة(، ويضيف نقطة ثالثة للمراقبة في العمود الفقري )جيم(.

خاتمة

فالنقل مع محطة كاملة هو أسلوب قوي وفعال لتحديد موقع الأجهزة باستخدام نقاط المراقبة المعروفة، وبفهم الهندسة، والإجراءات الميدانية، وأساليب الحساب، ومصادر الأخطاء، يمكن للمساحين تحقيق نتائج متسقة ودقيقة، وفي حين أن الأدوات الحديثة تُؤمِّن الحساب، فإن فهماً راسخاً للمبادئ الأساسية يسمح بالتثبت من صحتها وإثارة المشاكل، وتستخدم دائماً ملاحظات زائدة، وتتحقق من بقايا البيانات، وتتحقق من وجود برنامج حاسوبي مستقل لإعادة التدقيق.