Отсчетные устройства теодолитов
Рис. 8. Отсчетные устройства: Т30 –,цена деления = 10', точность взятия отсчетов –1', отсчеты по вертикальному кругу – 358º 48', по горизонтальному кругу – 70º 05'; 2Т30 – цена деления = 5', точность взятия отсчетов - 0,5'. отсчеты- по вертикальному кругу – - 0º 25', по горизонтальному кругу – 125º 05'.
Установка теодолита в рабочее положение
Перед началом измерений теодолит устанавливается над точкой в рабочее положение, то есть производится центрирование над точкой, горизонтирование и установка зрительной трубы для наблюдений. Центрирование – совмещение центра лимба горизонтального круга с отвесной линией, проходящей через точку стояния прибора. Центрирование может быть выполнено с помощью нитяного отвеса, либо оптического центрира: штатив устанавливается так, чтобы отвес оказался приблизительно над точкой, а головка штатива была примерно горизонтальна. Затем, ослабив становой винт, теодолит перемещают по головке штатива до положения, когда острие отвеса будет находиться над точкой, после этого становой винт закрепляют.
При центрировании с помощью оптического центрира теодолит перемещают по головке штатива до тех пор, пока в поле зрения центрира центр точки не совпадает с центром сетки нитей.
Горизонтирование – приведение оси вращения теодолита в отвесное положение, а плоскости лимба – в горизонтальное. Предварительное горизонтирование прибора грубо достигается при установке штатива, а точное приведение выполняется подъемными винтами с использованием цилиндрического уровня при алидаде горизонтального круга. Алидаду горизонтального круга ставят параллельно двум подъемным винтам (любым) и, вращая в разных направлениях, приводят пузырек уровня на середину. Затем поворачивают алидаду примерно на 90º и третьим подъемным винтом снова приводят пузырек на середину. Далее уровень возвращают в первоначальное положение и, если пузырек ушел из середины, подправляют уровень подъемными винтами, поворачивают алидаду на 180º и проверяют положение пузырька. Установка трубы по глазу наблюдателя. Для этого вращением диоптрийного кольца окуляра добиваются четкого изображения сетки нитей, а вращением диоптрийного кольца микроскопа – изображения делений оцифровки на лимбах вертикального и горизонтального кругов.
Лабораторная работа 4. Поверки и юстировки теодолитов Цель работы - ознакомится с основными поверками и юстировками теодолитов, и выполнить поверки. Материалы, приборы и принадлежности: штатив, отвес, теодолит, чертежные инструменты. Задание: 1. Изучить основные оси теодолита. 2. Выполнить поверки. 3. Записать результаты поверок. До начала полевых работ выполняют поверки теодолита. Поверки теодолита заключается в установлении правильности выполнения ряда геометрических условий, предъявляемых к прибору. При обнаружении невыполнения каких-либо условий производят исправление, называемое юстировкой.
Порядок выполнения поверок
1. Ось цилиндрического уровня при алидаде горизонтального круга должна быть перпендикулярна вертикальной оси теодолита. Для поверки этого условия поворачивают алидаду так, чтобы ось уровня расположилась приблизительно параллельно прямой, соединяющей два подъемных винта подставки, и вращением этих винтов выводят пузырек уровня в нуль-пункт. Затем поворачивают алидаду на 90° и третьим винтом устанавливают пузырек опять на середину. Поворотом алидады на 180° оценивают смещение пузырька от среднего положения. Если пузырек отклонился более чем на одно деление, выполняется юстировка. В этом случае, действуя подъемными винтами, перемещают пузырек уровня на половину делений отклонения и исправительными винтами приводят уровень в нуль-пункт. После юстировки проводят повторную поверку. При любом положении алидады пузырек уровня должен находиться в нуль-пункте.
2. Визирная ось зрительной трубы должна быть перпендикулярна ее горизонтальной оси вращения. Угол С отклонения визирной оси от перпендикуляра к оси вращения трубы называется коллимационной ошибкой (рис. 9). Для выявления коллимационной ошибки удаленную, выбирают хорошо видимую точку, расположенную так, чтобы линия визирования была примерно горизонтальна. Наводят трубу на эту точку при двух положениях вертикального круга, берут отсчеты по лимбу горизонтального круга.
Рис. 9. Коллимационная ошибка Определение коллимационной ошибки делается дважды с поворотом лимба после первого определения на 180º. Величина коллимационной ошибки с определяется по формуле:
Если значение С превышает точность отсчетного устройства (для ТЗО t=1', то есть |с| ≤ 2t), вычислить исправленные показания для горизонтального круга по формуле КЛиспр = КЛ - с (или КПиспр = КП + с) и с помощью наводящего винта алидады устанавливают их. В этом случае произойдет смещение перекрестия сетки нитей относительно наблюдаемой точки. Предварительно ослабив вертикальные винты сетки нитей, боковыми винтами передвигают сетку до точного совмещения перекрестия с изображением предмета. Поверку следует повторить. 3. Горизонтальная ось вращения зрительной трубы должна быть перпендикулярна к вертикальной оси теодолита. Для поверки этого условия теодолит на штативе устанавливают по уровню на расстоянии 10 – 20 м от стены (рис. 10). Выбирают и отмечают на стене точку М (или укрепляют марку) под углом 25 – 30° к горизонту. Наводят на эту точку зрительную трубу и при круге лево и право проектируют точку М вниз отмечают точки ml и т2. Условие считается выполненным, ели расстояние между точками ml и т2 не превышает две ширины биссектора сетки нитей. Угол i в радианной мере определятся по формуле
где m1 m2 – отрезок, измеряемый миллиметровой линейкой; Мт – расстояния, приблизительно измеряемое при помощи рейки, вехи, рулетки.
Рис.10. Схема поверки горизонтальности оси вращения трубы
Значение наклона горизонтальной оси i не должно быть более 1'. Если указанные условия не выполнены, то прибор подлежит ремонту в мастерской. 4. Вертикальная нить сетки должна быть установлена отвесно, то есть находиться в коллимационной плоскости. Теодолит устанавливают на штативе и приводят вертикальную ось в отвесное положение. Зрительную трубу наводят на визирную цель и совмещают изображение цели с левым концом горизонтального штриха сетки нитей. Затем, вращая прибор наводящим винтом алидады, следят, не сходит ли изображение цели с правого конца штриха сетки нитей. Если оно сходит более чем на три ширины штриха, то необходимо снять защитный колпачок сетки нитей, ослабить четыре крепежных винта окуляра и повернуть окуляр так, чтобы средний штрих сетки расположился горизонтально. После этого окуляр закрепляют, а защитный колпачок устанавливают на место.
Лабораторная работа 5. Измерение горизонтальных углов Цель работы – ознакомиться с основными способами измерения углов, измерить горизонтальный и вертикальный угол. Материалы, приборы и принадлежности: штатив, отвес, теодолит, чертежные инструменты, журнал для измерения углов. Задание: 1. Привести теодолит в рабочее положение. 2. Измерить горизонтальный угол. 3. Результаты измерений записать в журнал.
Горизонтальный угол (β) – это ортогональная проекция пространственного угла местности на горизонтальную плоскость (см. рис. 11).
Рис.11. Принцип измерения горизонтальных и вертикальных углов
В зависимости от конструкции приборов, условий измерений и предъявляемых к ним требований применяются следующие способы измерения горизонтальных углов: 1. Способ приемов (способ отдельного угла) – для измерения отдельных углов при проложении теодолитных ходов, выносе проектов в натуру и т.д. 2. Способ круговых приемов – для измерения углов из одной точки между тремя направлениями и более в сетях триангуляции и полигонометрии низких классов (разрядов). 3. Способ повторений – для измерения углов, когда необходимо повысить точность окончательного результата измерения путем ослабления влияния погрешностей отсчитывания. Используется при работе с техническими повторительными теодолитами.
В геодезии измеряют правые или левые по ходу горизонтальные углы.
Порядок измерения горизонтального угла способом приемов
В вершине измеряемого угла В (см. рис. 11) устанавливают теодолит и приводят его в рабочее положение, а на правой (а) и левой (с) точках устанавливают вехи. Вехи устанавливают обычно за точками вдоль измеряемых направлений с точностью ±5 мм и по возможности вертикально. Крест сетки нитей трубы при измерении горизонтальных углов наводят на основание вехи, чтобы избежать ошибок за ее наклон. Для исключения грубых ошибок и повышения точности измерений угла его значение получают из двух полуприемов: при круге лево (КЛ) и при круге право (КП). Положение, при котором вертикальный круг находится слева от наблюдателя, смотрящего в окуляр, «круг лево». Первый полуприем. Измерения начинают при КЛ. Для измерения правого по ходу угла закрепляют лимб, открепляют алидаду и трубу и наводят зрительную трубу по оптическому визиру на правую (заднюю) точку. Затем закрепляют зажимные винты алидады и трубы и, отфокусировав зрительную трубу (кремальерой) по предмету, выполняют точное визирование с помощью наводящих винтов трубы и алидады., Поле зрения отсчетного микроскопа освещают зеркалом, берут отсчет а по горизонтальному кругу и записывают его в журнал (табл. 6). Открепляют алидаду и трубу, визируют на левую (переднюю) точку и по аналогии с предыдущим берут отсчет в. Значение угла β; вычисляют как разность двух отсчетов – правый (задний) минус левый (передний): βКЛ = а - в (получив при этом правый по ходу угол). Второй полуприем. Открепляют лимб и смещают его примерно на 90º, закрепляют лимб. Затем открепляют алидаду и поворачивают ее на 180º, а зрительную трубу переводят через зенит и при другом круге (КП) повторяют измерения. Вычисляют значение угла при КП. В случае, если отсчет на правую (заднюю) точку меньше отсчета на левую (переднюю) точку, то при вычислении угла к нему прибавляют 360º. Контроль. Расхождение результатов измерений по первому и второму полуприемам не должно превышать двойной точности отсчетного устройства теодолита βКЛ – βКП ≤ 2t, (для теодолитов: Т 30 - ± 2'; 2 Т 30 - ± 1',0). Если расхождение допустимо, то за окончательный результат принимается среднее значение угла βср= (βКЛ + βКП)/2. Журнал измерения горизонтальных углов Таблица 6
Примечание. Измерение и вычисление левого по ходу горизонтального угла производится в аналогичной последовательности с той лишь разницей, что левый по ходу угол в каждом полуприеме рассчитывается как разность отсчетов на левую (переднюю) и правую (заднюю) точки, β = а -с. Все вычисления в полевом журнале (вплоть до вывода среднего значения угла) выполняются до снятия теодолита со станции. Наиболее благоприятным временем для измерения углов являются периоды спокойных изображений: утром до 10 ч и с 15 ч до наступления сумерек. Ошибки измерения углов складываются из ошибок центрирования теодолита, установки визирных знаков, из ошибок отсчета по горизонтальному кругу и ошибок визирования.
Лабораторная работа 6. Измерение вертикальных углов
В геодезии углы наклона линий в зависимости от их расположения относительно линии горизонта могут быть положительными и отрицательными. При измерении вертикальных углов, так же как и горизонтальных, приходится наводить крест сетки нитей на визирные знаки. Обычно эти знаки представляют собой переносные или постоянные вехи, на которых отмечена точка визирования. Вертикальный угол - состоит из угла наклона и зенитного расстояния (см. рис. 11). Угол наклона (ν) – разность двух направлений в вертикальной плоскости, т.е. угол между горизонтальной плоскостью и направлением на точку. Зенитное расстояние (z) – вертикальный угол между отвесной линией и направлением на точку. Теодолит устанавливают над точкой, приводят в рабочее положение и приступают к измерениям. Визируют на точку при КЛ и берут отсчет по вертикальному кругу, который записывают в журнал измерений (табл. 7). Для исключения влияния МО вертикального круга измерения повторяют при втором положении круга (КП). МО – это угол между горизонтальной плоскостью и визирной линией, когда зрительная труба находится в горизонтальном положении, а пузырек уровня при алидаде горизонтального круга – в нуль-пункте. Далее вычисляют МО и угол наклона ν. Значение угла наклона линии визирования и МО рассчитывают в зависимости от типа применяемого теодолита по следующим формулам:
Правильность измерения вертикальных углов на станции контролируется постоянством МО, колебания которого в процессе измерений не должны превышать двойной точности отсчетного устройства. Изменение места нуля может происходить от неточного выведения пузырька уровня на середину, от неточного наведения горизонтальной нити на визирный знак и от ошибок в отсчетах. Непостоянство места нуля вызывается также тем, что исправительные винты уровня или нитей недостаточно затянуты или лимб нежестко скреплен с осью вращения трубы. Эти причины должны быть устранены тщательной подготовкой теодолита к измерениям.
Журнал измерения вертикальных углов Таблица 7
Лабораторная работа 7. Обработка результатов измерений в замкнутом теодолитном ходе Цель работы - ознакомиться со схемой обработки результатов измерений в теодолитном ходе. Материалы, приборы и принадлежности: чертежные инструменты, калькулятор. Задание: 1. Составить схему теодолитного хода. 2. Выписать исходные данные (табл. 8 и 11). 3. Обработать угловые измерения и вычислить дирекционные углы сторон. 4. Вычислить приращения координат и координаты вершин хода. 5. Оценить точность сделанных вычислений. 6. Внести полученные результаты в ведомость установленной формы (табл. 12). Исходные данные Для выполнения тахеометрической съемки в качестве планового обоснования был проложен замкнутый теодолитный ход (см. рис. 12.). Горизонтальные углы в ходе были измерены техническими теодолитами способом приемов, а длины сторон – стальными мерными лентами. Таблица 8
Рис.12. Схема теодолитного хода
|
