Takymetri

Takymetrillä mittausta.

Nykyisten digitaalisten takymetrien edeltäjä on optinen teodoliitti.

Takymetri on maanmittauksessa käytettävä mittalaite, jolla mitataan säteittäisesti eli polaarisesti pisteiden sijainteja kojeeseen nähden. Laite toimii säteittäisessä koordinaatistossa, mutta erilaisten ohjelmien avulla mittaustiedosta saadaan laskettua pisteille sijainnit suorakulmaisissa koordinaatistoissa.

Termi takymetri (saks. Tachymeter, engl. tacheometer, tachymeter, total station) juontaa kreikan kielen sanoista taky ja meter, mitkä yhdessä tarkoittavat nopeaa mittausta.

Rakenne ja mittausperiaate

Takymetri on kehittynyt teodoliitista, jota sen perusrakenne kaukoputkineen ja lukemakehineen edellen vastaa. Perinteiseen, pelkkiä kulmia mittaavaan teodoliittiin on lisätty aluksi elektro-optinen etäisyysmittari, joka myöhemmin on sulautunut kojeen sisälle osaksi sen koneistoa. Ensisijaisesti kulman- ja etäisyydenmittauskoje, mutta tietoteknisenä laitteena sillä voidaan tehdä erittäin monipuolisia mittauksia. Se on sateliittimittauksen kojeiden ohella tärkein mittaus- ja kartoitustekniikassa nykyisin käytettävistä kojeista. Takymetri on mittaajan yleistyökalu. Nykyaiset takymetrit syntyivät yhdistämällä teodoliitti ja elektro-optinen etäisyysmittari. Kehittyneimmillä takymetreillä voidaan mitata kulmia ja etäisyyksiä sekä skannata ja valokuvata mittauskohdetta.

Takymetrillä mitataan kartoitettavalle tai maastoon merkittävälle pisteelle vinoetäisyys sekä vaaka- ja pystykulmat kojeeseen nähden. Näistä mitatuista tiedoista kojeessa olevalla ohjelmistolla saadaan laskettua esimerkiksi:

• vaakaetäisyys kojeesta mittauspisteeseen,
• korkeusero kojeen ja pisteen välillä,
• suorakulmaiset koordinaatit halutuissa koordinaatistoissa, tai
• tielinjaelementtien sijainteja.

Nykyaikaisessa takymetrissä on elektroninen muisti, johon tallennetaan mittauksissa tarvittavat lähtötiedot. Lähtötietoja voivat olla esimerkiksi kojeen sijoituspaikan määrityksessä käytettävien liitospisteiden koordinaatit. Liitospisteitä tarvitaan, jotta kojeen oma polaarinen koordinaatisto saadaan liitettyä ympäristön muihin koordinaatistoihin. Muistiin kerätään myös kartoituksessa saatava pisteiden sijaintitieto. Tuloksia voidaan käyttää esimerkiksi sähköisen kartan valmistamiseen.

Kojetyyppejä

Takymetrejä voi luokitella niiden toiminnan tai rakenteen mukaan eri ryhmiin esim:

• Puolielektroninen takymetri
• Täyselektroninen takymetri
• Moduulirakenteinen yhdistelmä
• Kompaktirakenteinen

Nykyään käytetään ainoastaan täyselektronisia takymetrejä.

Näistä puolielektroninen takymetri sisältää optisen teodoliitin ja sähköisen etäisyysmittarin, kun täyselektronisessa mallissa, nimensä mukaisesti, ovat molemmat niin teodoliitti kuin etäisyysmittarikin sähköisiä. Moduulirakenteisessa versiossa teodoliitti voi olla joko optinen (puolielektroninen yhdistelmä) tai sähköinen (täyselektroninen), kun puolestaan etäisyysmittari on sähköinen.

Sähköisellä takymetrillä vaaka- ja pystykulmien sekä etäisyyksien arvot siirtyvät havainnoinnin jälkeen suoraan tallentimeen. Koje ilmoittaa halutut tulokset muutamalla ohjelmanäppäimellä, mikäli lähtökoordinaatit on syötetty laskimeen käsin tai automaattisesti.

Nykyään takymetri voi olla myös ns. robottitakymetri, jolloin kojetta ohjataan kauko-ohjauksella.

Takymetrin orientointi

Takymetrin orientoinnilla tarkoitetaan kojeen sijainnin määrittämistä halutuissa koordinaatistoissa. Tämä on olennaista silloin, kun kojeella halutaan määrittää pisteiden sijainteja eri koordinaatistoissa. Sijainnin määritys tehdään ns. liitoshavainnoilla. Nämä ovat kulma- ja etäisyyshavaintoja liitospisteille. Liitospisteiden sijainnit käytettävässä koordinaatistossa tunnetaan. Orientointi tapahtuu joko vapaalle tai tunnetulle asemapisteelle. Tunnetulle asemapisteelle orientoidessa koje pystytetään ja tasataan sijainniltaan tunnetun pisteen yläpuolelle. Sen jälkeen mitataan vähintään yksi suunta toiselle tunnetulle pisteelle. Vapaan asemapisteen tapauksessa koje asetetaan sellaiseen vapaasti valittuun paikkaan, josta voidaan tehdä liitoshavainnot vähintään kahdelle sijainniltaan tunnetulle pisteelle. Tällöin tarvitaan vähintään kaksi etäisyyttä tai kolme suuntaa. Ylimääräisillä havainnoilla saadaan sekä parannettua tarkkuutta että selville orientoinnin sijaintivirheet. Tunnetulla asemapisteellä koje kohdistetaan pisteen päälle luodin avulla. Käytössä voi olla lanka-, optinen tai laserluoti. Suomessa on varsin kattava kiintopisteverkosto, joten paikalliset mittaukset voidaan sijoittaa kartalle hyvin tarkasti.

Takymetrien valmistajia

• Leica Geosystems
• Sokkia
• Trimble
• Topcon

Katso myös

• Geodesia
• Teodoliitti

Lähteet

Laurila Pasi, Mittaus- ja kartoitustekniikan perusteet, 2008

Aiheesta muualla

• Takymetrimittauksen periaatteet