Работа с теодолитом – тема настоящей инструкции. Ниже поэтапно приведена методика измерения теодолитом, аккуратное выполнение пунктов которой обеспечит получение точных результатов. Настоящая инструкция предполагает, что пользователь обладает начальными знаниями о том, как работать с теодолитом, знаком с основными узлами и принципом работы прибора.
Установка теодолита в рабочее положение
Измерение горизонтальных углов теодолитом предполагает установку прибора в вершине определяемого угла. Для этого сначала ставят штатив так, чтобы центр площадки для установки штатива был примерно над точкой, а плоскость площадки – горизонтальна. Только после этого теодолит закрепляют на штативе, центрируют и горизонтируют прибор.
Центрирование теодолита – это проецирование оси вращения алидады и лимба по отвесной линии на вершину определяемого угла с точностью для механического отвеса ± 5 мм, ± 1-2 мм для оптического отвеса. Сначала проводится центрирование штатива с помощью механического отвеса с точностью 10-15 мм. При этом необходимо установить штатив горизонтально, чтобы регулировка подъемных винтов позволила произвести горизонтирование прибора. При установке прибора на штатив, производим окончательное центрирование теодолита, передвигаем оптический теодолит, ослабив становой винт.
Горизонтирование теодолита – это последовательное горизонтирование плоскости лимба горизонтального угломерного круга (ГУК) и приведение вертикальной оси вращения в отвесное положение. Процесс горизонтирования контролируется по цилиндрическому уровню алидады ГУК и производится посредством подъёмных винтов теодолита. Поворачивая алидаду, направляют ось уровня по двум подъёмным винтам и перемещают пузырёк уровня в центр. Затем следует повернуть алидаду на 90° и, используя третий подъёмный винт, вновь перевести пузырёк в центр. Действия необходимо повторять до тех пор, пока пузырек не станет сходить с середины при всех позициях алидады горизонтального круга. Допустимое его отклонение не больше двух делений шкалы цилиндрического уровня.
Горизонтирование теодолита
Для получения достоверного результата работа с теодолитом требует соблюдения двух геометрических условий:
- ось вращения прибора находится в вертикальном положении;
- ось цилиндрического уровня – в горизонтальном положении.
Измерение горизонтального угла теодолитом
Визирование
Визирование – совмещение центра сетки нитей с точкой.
Сетка нитей – это стеклянная пластина с нанесёнными на нём линиями (характер их нанесения может быть разным). Пересечение средних линий называют центром сетки нитей Z.
Наведение центра нитей на точку
Для визирования теодолита на точку необходимо:
- Закрепить лимб.
- Открепить алидаду для того, чтобы по грубому визиру, расположенному наверху зрительной трубы, установить прибор примерно на искомую точку.
- Закрепить алидаду.
- Для наблюдения установить зрительную трубу так, чтобы сетка нитей имела резкое изображение. Эта операция называется установкой по глазу и производится вращением окулярного колена.
- Установить зрительную трубу так, чтобы точка визирования была видна наилучшим образом. Эта операция называется установкой по предмету и производится вращением кремальеры.
- Навести центр сетки нитей точно на точку визирования посредством наводящих винтов алидады и зрительной трубы. Если вертикальный круг оказывается с правой стороны от трубы, если смотреть со стороны окуляра, говорят “круг право” (КП). Если вертикальный круг оказался слева – “круг лево” (КЛ).
Измерение горизонтального угла β
Измерение горизонтального угла теодолитом предполагает установку прибора в вершине измеряемого горизонтального угла (т.н. станция), а рейки на станциях n+1 и n–1.
Перекрестие сетки нитей совмещают с самой нижней видимой точкой рейки так, чтобы вертикальная нить совпадала с осью рейки.
Затем выполняют следующую последовательность действий (первый полуприём):
- наводят центр сетки нитей на вершину заднего (правого) угла (n – 1) и снимают отсчёт по лимбу горизонтального круга – отсчёт а1;
- наводят на вершину переднего (левого) угла (n + 1) снимают отсчет а2;
- определяют значение угла при круге лево βкл=а1-а2.
Измерение горизонтального угла на станции n:
β – горизонтальный угол
До начала второго полуприёма (КП) разблокируют зрительную трубу и переводят через положение зенита. Затем разблокируют алидаду и поворачивают прибор на 180° , проводят измерения при КП. При втором полуприёме (КП) визирование и измерения производят аналогично, различия в значениях угла в двух полуприёмах (С) не должно превышать двойной точности прибора (t): С < 2t.
Измерение горизонтального угла β на станции n (КЛ):
n – станция
n–1 –- вершина заднего угла
n+1 – вершина переднего угла
а1 – отсчёт на вершину заднего угла
а2 – отсчёт на вершину переднего угла
Вычисление горизонтальных углов
При выполнении условия расхождения в значениях угла, полученных за два полуприёма, средний горизонтальный угол рассчитывают по формуле: βср = (βКЛ + βКП) /2.
Лимб горизонтального угломерного круга оцифрован всегда от нуля до 360? через 1?, слева направо.
Отсчёт по горизонтальному кругу берут следующим образом:
- считывают по шкале алидады количество градусов отсчётного штриха (по рисунку – 125°);
- считывают минуты слева направо от нуля, учитывая, что цена деления на шкале ГУ – 5´ (по рисунку – 07´).
Отсчётный микроскоп теодолита RGK TO-15:
отсчёт по ГУК – “125°07´”
отсчёт по ВУК – “-0°35´”
Измерение вертикального угла теодолитом
Измеренный угол наклона может иметь как положительное, так и отрицательное значение, изменяясь от -90° до 90°.
Работа с теодолитом требует проводить горизонтирование алидады каждый раз при отсчёте. Горизонтальным считается положение, когда пузырёк цилиндрического уровня алидады или трубы расположен посередине ампулы. Однако, даже при нахождении пузырька в центре ампулы линия нулей отсчётного устройства может находиться под небольшим углом по отношению к линии горизонта, который называется место нуля вертикального круга (М0). Важной чертой измерения вертикальных углов является необходимость учёта места нуля вертикального круга. Для этого при создании съёмочного обоснования снимают отсчёты по вертикальному угломерному кругу (ВУК) при КЛ и КП, а при тахеометрической съёмке – на каждой станции перед началом работы определяют место нуля.
При измерении вертикальных углов теодолитом центр сетки нитей переводят на высоту инструмента, ранее отмеченную на рейке. Высоту инструмента определяют с помощью листа белой бумаги и рейки, приставляя её почти вплотную к окуляру. Пользователь при этом должен вести наблюдение в объектив. Лист передвигают по рейке, пока он не закроет ровно ½ поля зрения. Высоту инструмента на рейке удобно отмечать тонкой круглой резинкой.
Сначала снимают отсчёт, визируя при круге лево. Затем, переведя трубу через зенит, визируют и снимают отсчёт при круге права.
Существует несколько способов оцифровки лимба вертикального угломерного круга (ВУК). У теодолита RGK TO-15 (TO-05) оцифровка секторная, при которой ВУК разбит на 4 сектора по 90°, из которых два сектора имеют положительную оцифровку, а два других – отрицательную. Для взятия отсчёта:
- считывают количество градусов отсчётного штриха (по рисунку – “-0°”);
- считывают минуты – если вверху стоит “-0” – по отрицательной шкале от нуля до отсчётного штриха, если вверху стоит “+0” – по положительной шкале от нуля до отсчётного штриха (по рисунку – “-35?”).
Далее проводят вычисление вертикального угла. При этом отсчёты от 0° до 90° соответствуют измеряемому положительному вертикальному углу.
Вычисление вертикальных углов
После снятия отсчётов рассчитывают вертикальный угол через М0, либо по результатам двух отсчётов, полученных при визировании на цель в двух положениях зрительной трубы (КЛ и КП).
Расчётные формулы для секторной оцифровке лимба вертикального круга от нуля в обе стороны – по ходу и против хода часовой стрелки (RGK TO-05 и TO-15):
М0 = (КП + КЛ)/2; v = МО-КП; ν=КЛ−М0
При расчёте по этим формулам не обязательно добавлять 360°.
Измерение расстояний теодолитом
В этом разделе рассмотрим, как работать с теодолитом для измерения расстояний. В сетке нитей зрительной трубы теодолита имеются два дополнительных горизонтальных дальномерных штриха, расположенных по обе стороны от центра сетки нитей на равных расстояниях. Наличие этих штрихов позволяет производить измерение теодолитом расстояния D от прибора до рейки.
Для этого по рейке определяют величину дальномерного интервала n в сантиметрах, умножая полученное число на 100, затем полученное значение из сантиметров переводят в метры (дальномерный коэффициент зрительной трубы, как правило, равен 100) , т. е.
D = K*n =100*n
В случае, приведенном на рисунке:
- отчет по верхнему дальномерному штриху – 1747 мм;
- отчет по нижнему дальномерному штриху – 1856 мм.
Дальномерный интервал n равен разности отчетов по нижнему и верхнему дальномерным штрихам.
n = 1856-1747=109 мм = 10,9 см.
По формуле вычисляем расстояние: D = 100*10,9 см=1090 см = 10,9 м
Для измерения теодолитом расстояний при помощи нитяного дальномера относительная ошибка обычно составляет от 1/100 до 1/300.
Измерение теодолитом расстояния по дальномерным штрихам
Углы обычно измеряют в градусной мере
(градусы, минуты, секунды), реже – в
радианной. За рубежом широко применяется
градовая мера измерения углов.
П
ри
геодезических работах измеряют не углы
между сторонами на местности, а их
ортогональные (горизонтальные) проекции,
называемые горизонтальными углами.
Так, для измерения углаАВС, стороны
которого не лежат в одной плоскости,
нужно предварительно спроектировать
на горизонтальную плоскость точкиА,В, иС(рис. 40) и измерить
горизонтальный уголabc = β(рис.39).
Рис. 40. Принцип измерения горизонтального
угла
Рассмотрим двугранный угол между
вертикальными плоскостями V1
иV2, проходящими через
стороны углаАВС. Уголβдля
данного двугранного угла является
линейным. Следовательно, углуβравен всякий другой линейный угол,
вершина которого находится в любой
точке на отвесном ребреВВ1двугранного угла, а стороны его лежат
в плоскости, параллельной плоскостиМ.
Итак, для измерения величины углаabc
= βможно в любой точке, лежащей на
ребреВВ1двугранного
угла, допустим в точкеb1,
установить горизонтальный круг с
градусными делениями и измерить на нем
дугуa1c1,
заключенную между сторонами двугранного
угла, которая и будет градусной мерой
углаa1b1c1,
равнойβ, т.е. уголabc = β.
Теодолит, его составные части
Измерения горизонтальных проекций
углов между линиями местности производят
геодезическим угломерным прибором
теодолитом. Для этого теодолит имеет
горизонтальный угломерный круг с
градусными делениями, называемыйлимбом.
Стороны угла проектируют на лимб с
использованием подвижной визирной
плоскостизрительной трубы. Она
образуется визирной осью трубы при её
вращении вокруг горизонтальной оси.
Данную плоскость поочередно совмещают
со сторонами углаВАиВС,
последовательно направляя визирную
ось зрительной трубы на точкиАиС. При помощи специального отсчетного
приспособленияалидады, которая
находится над лимбом соосно с ним и
перемещается вместе с визирной плоскостью,
на лимбе фиксируют начало и конец дугиa1c1(см. рис.
40), беря отсчеты по градусным делениям.
Разность взятых отсчетов является
значением измеряемого углаβ.
Лимб и алидада, используемые для измерения
горизонтальных углов, составляют в
теодолите горизонтальный круг. Ось
вращения алидады горизонтального круга
называют основной осью теодолита.
В теодолите также имеется вертикальный
круг с лимбом и алидадой, служащий для
измерения вертикальных проекций углов
– углов наклона. Принято считать углы
наклона выше горизонта положительными,
а ниже горизонта – отрицательными. Лимб
вертикального круга обычно наглухо
скреплён со зрительной трубой и вращается
вместе с ней вокруг горизонтальной оси
теодолита.
Перед измерением углов центр лимба с
помощью отвеса или оптического центрира
устанавливают на отвесной линии,
проходящей через вершину измеряемого
угла, а плоскость лимба приводят в
горизонтальное положение, используя с
этой целью три подъемных винта 3 и
цилиндрический уровень 12 (рис. 41). В
результате данных действий основная
ось теодолита должна совпасть с отвесной
линией, проходящей через вершину
измеряемого угла.
Рис. 41. Устройство теодолита 4Т30П:
1 –
головка штатива; 2 – основание; 3 –
подъемный винт; 4 – наводящий винт
алидады; 5 – закрепительный винт алидады;
6 – наводящий винт зрительной трубы; 7
– окуляр зрительной трубы; 8 –
предохранительный колпачок сетки нитей
зрительной трубы; 9 – кремальера; 10 –
закрепительный винт зрительной трубы;
11 – объектив зрительной трубы; 12 –
цилиндрический уровень; 13 – кнопочный
винт для поворота лимба; 14 – закрепительный
винт; 15 – окуляр отсчетного микроскопа
с диоптрийным кольцом; 16 – зеркальце
для подсветки штрихов отсчетного
микроскопа; 17– колонка; 18 – ориентир-буссоль;
19 – вертикальный круг; 20 – визир; 21 –
диоптрийное кольцо окуляра зрительной
трубы; 22 – исправительные винты
цилиндрического уровня; 23 – подставка.
Для установки, настройки и наведения
теодолита на цели в нем имеется система
винтов: становой и подъемные винты,
закрепительные (зажимные) и наводящие
(микрометренные) винты, исправительные
(юстировочные) винты.
Становым винтом теодолит крепят к
головке штатива, подъемными винтами –
горизонтируют.
Закрепительными винтами скрепляют
подвижные части теодолита (лимб, алидаду,
зрительную трубу) с неподвижными.
Наводящими винтами сообщают малое и
плавное вращение закрепленным частям.
Чтобы теодолит обеспечивал получение
неискаженных результатов измерений,
он должен удовлетворять соответствующим
геометрическим и оптико-механическим
условиям. Действия, связанные с проверкой
этих условий, называют поверками. Если
какое-либо условие не соблюдается, с
помощью исправительных винтов производят
юстировку прибора.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
УГЛОВЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ (3 урока)
Первый урок:
1)Принцип измерения углов
2)Схема теодолита и его основные оси
1.
Принцип измерения
углов на местности
Угловые измерения производят для определения взаимного положения точек
на местности. Горизонтальные и вертикальные углы необходимо измерять при
создании планово-высотного обоснования топографических съемок, для привязки к
пунктам государственной геодезической сети, для прокладки теодолитных ходов,
для выполнения тахеометрических съемок и для решения многих инженерных задач.
Горизонтальный угол – двугранный угол, ребро которого
образовано отвесной линией, проходящей через данную точку. Он
определяется как угол между горизонтальными проекциями двух направлений из
вершины угла. Представим горизонтальную плоскость, проходящую через вершину
угла и две плоскости, проходящие через заданные направления, образующие
двугранный угол. При измерении угла между направлениями АВ и АС из
данной точки А измеряется не угол β’ , а угол между проекциями этих
направлений на горизонтальную плоскость A B‘ и A C‘ , который и является
горизонтальным углом β.
Схема измерения углов на
местности
 |
В
 |
 |
|||||
 |
 |
||||
b
νb ГК
а c νb
b‘
bo
ВК β’
B‘ горизонтальная
А С плоскость
β
νc
C‘
Роль горизонтальной плоскости в угломерном инструменте (теодолите)
выполняет стеклянный круг, на котором нанесена круговая шкала с
градусными делениями и который располагают над вершиной измеряемого
угла. Этот круг называется лимбом. При измерении лимб
должен быть неподвижен и горизонтален . Центр лимба должен находиться
точно над вершиной измеряемого угла. Чтобы отметить на лимбе отсчет (снять
отсчет) по проекциям ab и ac над неподвижным лимбом
вместе со зрительной трубой вращается при наведении на цели алидада.
На алидаде расположено отсчетное устройство, с помощью которого
с лимба снимаются отсчеты в отсчетном микроскопе в градусах, минутах и
секундах. Разность отсчетов по лимбу и дает величину измеряемого
горизонтального угла β = с – b.
Вертикальный угол
в общем случае – угол в вертикальной плоскости между
двумя направлениями. Если одно из направлений лежит в горизонтальной
плоскости, то такой угол называют углом наклона ν. Можно сказать
также, что угол наклона – это угол между горизонтальной линией в вертикальной
плоскости и визирным лучом, направленным на точку. На схеме показаны два угла
наклона νВ
и νc .
В современных
электронных тахеометрах измеряется иногда не угол наклона, как вертикальный
угол от горизонтальной плоскости, а вертикальный угол от отвесной линии,
который называется зенитным расстоянием Z.
Зенитное
расстояние Z –
Зенит
– вертикальный угол
между отвесной линией визирная
и заданным
направлением. Z цель C
+ νс
ν = 90 ˚ – Z . с
горизонтальная плоскость
Z = 90˚ – ν co – νВ
Отвесная линия ВК В
Для
измерения углов наклона в угломерных инструментах предусмотрен вертикальный
оцифрованный круг – лимб, наглухо соединенный со зрительной трубой, и
отсчетное устройство – алидада , которая неподвижна. Угол
наклона вычисляется, как и горизонтальный угол , по разности отсчетов по
двум направлениям, но отсчетов в вертикальной плоскости: ν= с – со. Отсчет со называется «место
нуля вертикального круга».
2 . Теодолиты
Теодолит – геодезический прибор для
измерения горизонтальных и вертикальных углов, расстояний и углов
ориентирования.
Схема теодолита и его основных осей:
ZZ – вертикальная ось прибора(ось Z
вращения теодолита) ВК V
HH – горизонтальная ось прибора
(ось вращения зрительной трубы);
UU – ось цилиндрического уровня; Н
Н
VV – визирная ось зрительной трубы.
Оси должны
находиться в строгом U V U
соответствии друг с другом, то
есть алидада
UU
ZZ , VV HH , HH ZZ .
ГК Z
подъемный
винт
В соответствии с принципом измерения углов теодолит имеет два
оцифрованных круга ГК и ВК, плоскости которых должны надежно
устанавливаться специальными приемами и приспособлениями параллельно (ГК) и
перпендикулярно (ВК) плоскости горизонта. Эти круги называют лимбами.
Алидада – дополнительный круг с отсчетным устройством. При
измерении углов алидада при ГК вместе с колонками и зрительной трубой
движется в горизонтальной плоскости при неподвижном ГК. При измерении углов
наклона алидада при ВК всегда неподвижна, а вместе с трубой в
вертикальной плоскости перемещается ВК с вертикальным лимбом. Помимо
лимбов и алидад, имеются зрительная труба, цилиндрический
уровень, подъемные винты – для установки прибора в рабочее положение, закрепительные
и наводящие винты лимба и алидада, закрепительный и наводящий
винты зрительной трубы.
Зрительные трубы
Зрительная труба служит для наблюдения удаленных объектов. При этом в
ней должна обеспечиваться четкая видимость объекта и прицельной точки прибора
(перекрестья сетки нитей). Существуют зрительные трубы с обратным изображением (астрономические)
и с прямым изображением (земные).
В современных приборах применяются зрительные трубы
с внутренней фокусировкой. Основные части трубы: объектив, фокусирующая
линза (имеет возможность перемещения вдоль оптической оси трубы),
сетка нитей, окуляр крепежные винты окуляра, исправительные винты
сетки нитей. На трубе или рядом с трубой размещен винт фокусировки (кремальера).
В земных трубах – с прямым изображением- перед сеткой нитей
устанавливают призменную оборачивающую систему.
Схема зрительной трубы
объектив
фокусирующая линза сетка нитей
окуляр
Сетки
нитей некоторых теодолитов
 |
|||||
 |
 |
||||
Т2, Т15,
Т30 Т1 Т2А
Сетка нитей – тонкий стеклянный диск с нанесенными на него
горизонтальной и вертикальной нитями. Часто половину вертикальной нити выполняют
в виде двойной линии – биссектора. Почти все теодолиты имеют так
называемые дальномерные нити, используемые для измерения
расстояний.
Объектив с помощью фокусирующей линзы строит изображение в плоскости
сетки нитей. Фокусирующая линза перемещается вдоль оптической оси при вращении
кремальеры ( «установка по предмету»). Вращая окулярное кольцо,
перемещаем окуляр вдоль оптической оси до получения четкого изображения
совмещенных сетки нитей и наблюдаемого предмета («установка по глазу»).
При наблюдении может возникнуть «параллакс нитей», который
обнаруживается при небольших перемещениях глаза наблюдателя относительно
окуляра. Это говорит о несовпадении плоскости сетки нити с изображением
предмета. При этом возникает ощущение разноудаленности нитей и объекта.
Параллакс легко устраняется тщательной фокусировкой изображения. Все
оптические элементы размещены в герметичном корпусе, что обеспечивает защиту
деталей зрительн. трубы от попадания пыли и влаги. Важнейшие
характеристики зрительной трубы – увеличение, поле зрения, разрешающая
способность и светопропускание. Увеличение зрительной
трубы определяется отношением фокусного расстояния объектива к фокусному
расстоянию окуляра: 
. Зрительные
трубы приборов технической точности и приборов средней точности имеют
увеличение в 20-25 крат. С повышением точности прибора увеличение может
составлять 30, 40, 50, до 60 крат. Поле зрения
зрительных труб определяется углом, под которым видна предметная плоскость
в пределах сетки нитей. В современных приборах поле зрения находится в пределах
от 0,5˚ в высокоточных приборах до 2˚ в технических. Разрешающая
способность зрительных труб определяет качество изображения, то есть
способность труб передавать без искажений необходимые детали наблюдаемого
объекта. Это зависит от качества изготовления линз и призм, от качества
установки деталей в корпусе трубы и т.д. У современных зрительных труб разрешение
в центре поля зрения составляет 2”- 6”, на краях поля зрения оно меньше
( то есть больше 6”). Поэтому при работе нужно стремиться , чтобы наблюдаемая
точка находилась ближе к центру сетки нитей.
Светопропускание определяет в процентах видимую
яркость изображения предмета. Для увеличения светопропускания на оптические
детали наносят специальные тонкие покрытия.
Уровни и
компенсаторы наклона
Уровни предназначены для ориентирования основных осей приборов
относительно отвесной линии (параллельно или перпендикулярно). В
зависимости от формы ампулы уровни подразделяются на цилиндрические и
круглые. Цилиндрический
уровень представляет собой стеклянную трубку, которая при создании прибора
заполнялась нагретым до 60˚ спиртом или эфиром а потом
запаивалась. После охлаждения жидкость сжалась, и в трубке образовалось
небольшое пространство, заполненное парами спирта, которое называют пузырьком
уровня.
Круглые уровни служат для предварительной грубой установки прибора в
рабочее положение. Их точность значительно ниже точности цилиндрических
уровней. Внутренняя поверхность стеклянной ампулы уровня имеет сферическую
поверхность. Ось круглого уровня – вертикальная линия, которая проходит
через нуль-пункт перпендикулярно к плоскости, касательной к
сферической поверхности в нуль-пункте. Ось цилиндрического уровня
– линия, касательная к сферической поверхности в точке нуль-пункта.
Все большее применение находят компенсаторы
наклонов, заменяющие цилиндрические уровни. В этом случае прибор снабжается
только круглым уровнем либо цилиндрическим уровнем сравнительно невысокой
точности. После грубой установки компенсатор наклона без дополнительных
действий производит установку прибора в рабочее положение.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ по теме «Угловые измерения
(первый урок)»
1. Дать определение горизонтального угла.
2. Дать определение вертикального угла.
3. Как вычисляются горизонтальный и вертикальный
углы?
4. Что есть теодолит?
5. Перечислить основные оси теодолита.
6. Основные части теодолита.
Второй урок:
1)Классификация теодолитов
2)Установка теодолита в рабочее положение
Классификация теодолитов
В маркировку отечественных
теодолитов Уральского оптико-механического завода входит буква Т и
число, указывающее среднюю квадратическую погрешность измерения
горизонтального угла одним полным приемом в лабораторных условиях.
Классификация по точности:
1.
Высокоточные
– Т05, Т1
2. Точные –
Т2, 2Т2, 3Т2КП
3. Повышенной точности – Т5,
Т5К, 2Т5КП, 2Т5А
4. Средней точности –
Т15, Т15К, Т15М, Т15МКП, 4Т15
5. Технические –
Т30, 2Т30, 2Т30П, Т30М
Дополнительная цифра впереди
основного обозначения означает номер модификации прибора.
А – теодолит снабжен
автоколлимационным окуляром, который позволяет работать на отражение
направленного к объекту светового пучка.
К – наличие компенсатора угла
наклона при ВК.
П – установлена труба прямого
изображения ( земная труба).
М – теодолит в маркшейдерском
исполнении, позволяющий работать при больших перепадах высот, в подземных
выработках, в тоннелях, шахтах и т.д.
Выпускают также электронные
теодолиты , которые являются точными либо высокоточными. Измеренные
углы не вычисляются , а считываются визуально с цифрового табло,
либо в автоматическом режиме заносятся на карточку памяти, с которой результаты
съемки могут быть перенесены в компьютер для последующей обработки.
Лазерные теодолиты –
позволяют работать с видимым лучом, что значительно убыстряет работу.
Высокоточные приборы используются при измерениях в плановых
геодезических сетях 1 и 2 классов и в нивелирных сетях I и II
классов, а также при специальных работах, требующих высокой точности – при
наблюдениях за деформациями сооружений и земной поверхности, при выверке установки
некоторых видов оборудования.
Точные приборы и повышенной точности используются для сгущения главной геодезической основы
– ГГС, то есть при построении сетей сгущения ГСС, а также при строительстве
сооружений.
Приборы средней точности – применяют при производстве работ
технической точности, при создании для них сетей съемочного обоснования виде
теодолитных ходов.
Технические приборы применяются в основном для производства
топографических съемок при создании съемочных сетей, при выполнении привязок
точек местности в принятой системе координат.
Рабочие приборы подвергаются так называемому метрологическому
надзору, который заключается в аттестации средств измерений через систему
испытаний и поверок. До выполнения работ каждый геодезический прибор должен
быть поверен и отъюстирован.
Устройство теодолита 2Т30 и его поверки будут
подробно изучены на лабораторных занятиях.
Поверка – установление соответствия
конструктивных геометрических соотношений, осей в приборе заданному их
взаимному расположению, которое обеспечивает качественную работу.
Юстировка – устранение несоответствия геометрических соотношений в конструкции прибора,
если отклонения в геометрическом положении узлов и деталей недопустимы.
2.
Установка
теодолита в рабочее положение
Установка в рабочее положение
заключается в его центрировании над вершиной измеряемого угла, горизонтировании
и установке зрительной трубы для наблюдений. При выполнении поверок центрирования
нет.
1) Центрирование
– это совмещение вертикальной оси вращения прибора с вершиной угла. Для
центрирования применяется так называемый отвес (толстая нить с
грузиком), который подвешивается на крючок станового винта штатива.
В точных теодолитах применяется оптический центрир. Глядя в
окуляр центрира, прибор перемещают на головке штатива до совмещения центра
окуляра с вершиной угла.
2) Горизонтирование
– приведение вертикальной
оси вращения теодолита в отвесное положение. Вначале производится предварительное
горизонтирование с помощью раздвижных ножек штатива и цилиндрического
уровня . Подъемные винты должны быть выведены примерно на одну высоту.
Уровень устанавливают по
направлению двух любых подъемных винтов. Вращая этими винтами в
противоположные стороны, приводят пузырек уровня точно на середину ампулы – в
нуль-пункт. Затем ось уровня устанавливают по направлению на третий подъемный
винт подставки, повернув теодолит на 90˚, и вращением этого винта
приводят пузырек точно на середину ампулы.
Горизонтирование подъемными винтами подставки
 |
цилиндрический подъемный
уровень винт
 |
|||||
 |
|||||
 |
|||||
3).
Установка зрительной трубы и отсчетной системы для наблюдений
Зрительную трубу наводят на светлый фон и
вращением окулярного кольца зрительной трубы получают четкое изображение визирной
сетки нитей (по глазу). Вращением окулярного кольца отсчетного
микроскопа получают четкое по глазу изображение шкал ГК и ВК.
Четкое изображение цели получают вращением кремальеры.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ по теме «Угловые измерения
(второй урок)
1. Как классифицируются отечественные теодолиты?
2. Что называется поверкой и юстировкой?
3. Что есть центрирование и горизонтирование
теодолита?
Третий урок:
1).Способы измерения углов
Измерение углов
Перед измерениями стороны угла обозначают на
местности визирными целями, которыми могут быть вешки (вехи), колышки,
стержни, столбы, визирные цилиндры на геодезических пирамидах или
сигналах, если выполняется наведение на пункт ГГС. Вешки
изготавливаются из дерева и закрашиваются в полоску красным и белым цветом.
Служат они исключительно для наведения на них зрительной трубы.
Измерение горизонтальных углов
Основным
способом измерения горизонтальных углов является способ приемов.
Прием состоит из двух полуприемов КЛ и КП. Полуприемом называют
измерение угла при положении ВК слева или справа от наблюдателя ( или по
отношению к зрительной трубе). Наблюдатель может начинать измерения с любого
полуприема. Последовательность действий при измерении угла ВАС в соответствии
со схемой угла:
В
 |
левое направление
А β
правое направление
С
1) Установить теодолит в рабочее положение и закрепить ГК.
2) Открепить алидаду и , пользуясь визиром (прицельным
приспособлением) на трубе, навести его светлый крест на наблюдаемую точку В.
Закрепить винты алидады и зрительной трубы. Вращением кремальеры добиться
четкого изображения объекта.
3) Наводящими винтами алидады и зрительной трубы переместить
зрительную трубу так, чтобы изображение точки попало точно в центр сетки нитей
( либо на вертикальную нить сетки недалеко от центра).
4) Взять отсчет по шкале ГК в поле зрения микроскопа.
5) Открепить алидаду и зрительную трубу и выполнить наведение
на точку С. Взять отсчет на точку С.
6) Вычислить горизонтальный угол как разность отсчетов
по правому и левому направлению ( правый отсчет на т.С минус левый отсчет на
т. В). При вычитании из меньшего значения прибавляют 360˚.
7) Перед вторым полуприемом ослабить закрепительный винт лимба
на подставке и повернуть колонку в любую сторону на 1˚ – 2 ˚. Затем этот винт
закрепить.
8) Ослабить зажимные винты алидады и зрительной трубы,
перевести трубу через зенит и повернуть колонку на 180˚. При этом положение ВК
изменится, что соответствует измерениям при втором полуприеме. Повторяют
действия 2-6 с записью отсчетов в журнале.
Допустимое расхождение между углами из
двух полуприемов равно двойной точности отсчетного устройства. Для
теодолита 2Т30 t =1′. Если
разность превышает допустимую величину, то измерение угла выполняют заново.
Способ приемов помогает
обнаружить грубую ошибку и исключает влияние таких систематических
погрешностей, как коллимационная погрешность и эксцентриситет
алидады .
Коллимационной ошибкой называют отклонение визирной оси от
перпендикуляра к оси вращения зрительной трубы. Эксцентриситет
алидады – несовпадение центра алидады с центром горизонтального круга по
отвесной линии. Эти центры должны лежать на одной оси, но при изготовлении
прибора это условие может оказаться нарушенным. Осреднение результата исключает
эту погрешность.
Горизонтальные углы можно измерять и
по другим методикам: способом от нуля, способом повторений, способом круговых
приемов
Способ измерения горизонтального угла «от нуля»
Совмещают нули лимба и алидады и движением лимба при
закрепленной алидаде направляют перекрестье сетки нитей на левую (переднюю)
точку. Закрепляют лимб, освобождают алидаду и , вращая ее, визируют на правую
(заднюю) точку. Отсчет по микроскопу непосредственно выразит величину
измеряемого угла. Способ удобен для контроля измерений.
Применяется при создании геодезических сетей со значительным числом
направлений, когда с одной точки измеряются несколько углов.
Устанавливают прибор над вершиной угла, закрепляют лимб и
последовательно визируют на все направления по ходу часовой стрелки,
берут отсчеты а1, а2, а3, ….
Последнее наведение выполняют на начальное направление, чтобы убедиться
в неподвижности лимба. Далее со средним значением начального отсчета а1 вычисляют величины углов:
2
1
β1=
а2 – а1;
а1 а2 3
β2= а3
– а1
а3
β3= а4– а1 а4
…..
4
Во втором полуприеме трубу последовательно визируют на все направления,
но в обратном порядке – против хода часовой стрелки. Два полуприема
составляют прием. Все промежуточные углы вычисляются в
зависимости от основных углов от начального направления. Например, β3-4= β4 – β3
.
Измерение углов наклона
Измерения углов наклона необходимы для
вычисления горизонтальных проложений линий. Кроме того, эти углы определяются в
ходе планово-высотной съемки для вычисления превышений между точками методом
тригонометрического нивелирования.
При измерении углов наклона снимают отсчеты по вертикальному
кругу (ВК) и при вычислении учитывают такую важную характеристику вертикального
круга, как место нуля МО. Место нуля определяет своей величиной смещение
нуля ВК от горизонтальной плоскости. Можно сказать, что место
нуля – это отсчет по ВК при горизонтальном положении визирной оси
зрительной трубы.
В зависимости от марки теодолита ВК может быть
оцифрован по-разному и несложные формулы расчета углов наклона могут
различаться. В паспорте прибора эти формулы приводятся.
При измерении углов наклона теодолитами 2Т30,
2Т30П, Т5К, 2Т5:
МО = (КЛ + КП) / 2
ν = КЛ – МО = МО – КП = (КЛ – КП) / 2
В этих формулах КЛ и КП – отсчеты по ВК при разных положениях
ВК относительно наблюдателя. Формулы соответствуют секторной оцифровке со
знаками (+ -) от 0 до 90˚ либо от 0 до 75˚, как в приборе 2Т30.
Расхождения в значениях места нуля для одного прибора не
должны превышать двойной точности отсчета по вертикальному кругу. В
этом случае углы наклона вычисляются без усреднения величины МО.
Значение места нуля стремятся сделать
равным или очень близким к нулю по методике, которой пойдет речь при
изучении поверок на лабораторных работах.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ по теме «Угловые измерения
(третий урок) 1. Как измерить угол способом приемов?
2.Как измерить угол «от нуля»?
3.Как измерять углы способом круговых приемов?
