Реферат 4 страница

Л – круг с делениями (лимб), плоскость которого параллельна плоскости Н, а центр совмещен с прямой АА΄ (отвесная линия, проходящая через вершину угла).

Поскольку план есть горизонтальная проекция участка поверхности Земли, то нам необходимы не пространственные углы, а горизонтальные. Из рисунка видно, что если навести вертикальную плоскость на точку В и отсчитать на лимбе отсчет в (он равен дуге), затем совместить плоскость с направлением АС и тоже взять отсчет с, то

<вОс=β=с – в.

0º

в

β

О с Р

А В

С

лимб (Л)

 

 

 

В'

Н

β

А' С'

 

Рис. 25

 

Отсюда следует, что для измерения горизонтального угла необходимо:

1) Иметь горизонтальный круг с делениями, центр которого лежит на отвесной прямой, проходящей через вершину угла, то есть отцентрированный над вершиной угла.

2) Вертикальную плоскость для совмещения со сторонами пространственного угла и проектирования его на плоскость горизонтального круга.

Этим требованиям отвечает геодезический угломерный прибор, называемый «теодолит». К теодолиту придаются: отвес, буссоль, штатив.

Рассмотрим его устройство на примере теодолита 2Т30. Его основными составными частями являются: 1 – кремальера, для получения четкого изображения визирной цели; подставка – основание прибора, 2 – закрепительный винт зрительной трубы; 3 – визир, для приближенного наведения на цель; 4 – колонка; 5 - закрепительный винт лимба горизонтального круга; 6 – гильза; 7 – юстировочный винт цилиндрического уровня, для исправления положения пузырька уровня; 8 - закрепительный винт алидады; 9 – цилиндрический уровень при алидаде для горизонтирования прибора (рис. 29, б), то есть для приведения его оси вращения в отвесное положение; 10 - горизонтальный круг, для измерения горизонтальных углов; 11 – вертикальный круг для измерения вертикальных углов;12 - зрительная труба. Закрепительные винты служат для закрепления соответственных частей, наводящие – для точного наведения на цель, то есть для их малых, но точных перемещений (рис. 26, а). На рисунке 26, б:

1 – наводящий винт лимба горизонтального круга; 2 – окуляр микроскопа, для взятия отсчетов по лимбам; 3 – зеркало подсветки, для освещения поля зрения микроскопа; 4 – боковая крышка; 5 – посадочный паз для буссоли; 6 – уровень при трубе; 7 – юстировочная гайка; 8 – колпачок; 9 - диоптрийное кольцо окуляра; 10 – наводящий винт трубы; 11 – наводящий винт алидады; 12 – подставка – основание прибора; 13 – подъемные винты (3 штуки), для горизонтирования прибора при помощи цилиндрического уровня; 14 – втулка; 15 – основание; 16 – крышка.

Кроме того, в приборе имеются исправительные (юстировочные винты) для исправления положения пузырька цилиндрического уровня, сетки нитей.

Лимб горизонтального круга представляет собой стеклянный круг, проградуированный по часовой стрелке от 0°до 360°. Цена деления (величина наименьшего деления) равна 1°. Алидада представляет собой стеклянную пластинку, расположенную соосно с лимбом. Эта «линия нулей» фиксирует на лимбе отдельные положения зрительной трубы и выполняет функцию отсчетного устройства.

Зрительная труба состоит из объектива, служащего для формирования изображения цели на плоскости сетки нитей; окуляра – для увеличения изображения; двояковогнутой фокусирующей линзы, перемещаемой внутри трубы при помощи винта кремальеры для получения четкого изображения цели; сетки нитей на плоскопараллельной пластинке (рис. 27). На трубе имеется оптический визир для приближенного наведения на цель. Сетка нитей представляет собой среднюю горизонтальную и вертикальную нити, которые в пересечении образуют точку, называемую перекрестие сетки нитей (рис. 28). Двойная часть вертикальной нити называется биссектором. Кроме того, имеются две короткие горизонтальные нити, которые называются соответственно верхняя и нижняя дальномерная нить.

Рассмотрим такие характеристики зрительной трубы как поле зрения трубы и увеличение. Поле зрения трубы – это пространство, видимое в трубу при неподвижном ее положении. В геодезических приборах оно составляет 1,5° - 3°. Увеличение зрительной трубы – это отношение угла, под которым видно изображение предмета в трубу к углу, под которым видно изображение этого же предмета невооруженным глазом Г= .

а) 12 11

 

10

 

б)

16 14

в)

ориентир - буссоль

 

Рис. 26

Основными осями теодолита являются (см. рис. 30):

ОО – основная ось вращения прибора, проходит через точку пересечения визирной оси и горизонтальной оси вращения трубы и через центр лимба горизонтального круга;

SS - горизонтальная ось вращения зрительной трубы;

UU – ось цилиндрического уровня, мнимая прямая, касательная к внутренней поверхности ампулы в средней ее точке;

VV – визирная ось зрительной трубы, мнимая прямая, проходящая через перекрестье сетки нитей и центр объектива.

 

V V

 

 

сетка нитей

окуляр фокусирующая объектив

линза

Рис. 27

 

180

90

 

 

0 0

30

20

10

0 270

алидада

 

лимб

Сетка нитей

 

Рис. 28

 

 

u' ось

 

пузырек

 

 

u'

 

б

 

пузырек

u u – ось

спирт

 

Рис. 29

 

 

О

V

 

 

S S

m

m

V

 

u u

О

Рис. 30

7.2. Классификация теодолитов

Теодолиты подразделяются по различным признакам. По материалу лимбов они делятся на теодолиты с металлическими лимбами и стеклянными, называемыми оптическими.

По конструкции осевой системы они могут быть повторительными (лимб и алидада могут вращаться независимо друг от друга) и простыми (лимб жестко соединен и не вращается).

По точности теодолиты классифицируются на:

высокоточные – Т05, Т1; ошибка измерения угла ≤ 1˝

точные – Т2, Т5, Т5К;……………………………...≤ 5˝

технические – Т15, Т20, Т30………………………≤ 30 - 60˝.

 

7.3. Отсчетные приспособления теодолитов

 

Отсчитывание по лимбам оптических теодолитов производится с помощью микроскопов, увеличение которых 10 - 70^× и более. При этом изображение обоих лимбов сводится в одно поле зрения. Применяемые в теодолитах микроскопы подразделяются на три вида: штриховые, шкаловые и микрометры (рис. 31). В первом типе цена деления делается по возможности меньшей, оценка десятых долей деления производится на глаз по штриху на пластинке в поле зрения микроскопа. В шкаловых микроскопах в поле зрения имеется шкала, длина которой равна длине наименьшего деления на лимбе, переданного в поле зрения микроскопа. Отсчет складывается из отсчета целых интервалов на лимбе (относительно нуля шкалы) и отсчета по шкале, отсекаемого штрихом лимба, находящимся на шкале. Микроскопы - микрометры используются в точных и высокоточных теодолитах. В их поле зрения имеется либо биссектор, либо противоположное изображение того же лимба. Отсчет складывается из отсчета по лимбу целых интервалов и отсчета по барабанчику микрометра после совмещения биссектора с определенным штрихом или бинарным делением лимба.

Таким образом, при любом способе отсчитывания по лимбам отсчет можно выразить формулой:

 

а=Νλ+Δλ, где

 

Νλ – отсчет по лимбу целых делений до нулевого штриха, λ – цена деления лимба, то есть количество угловых единиц, содержащихся в одном его делении, Δλ – отсчет дробной части деления.

 

 

Штриховой (Т30) Шкаловый (2Т30)

 

В: 358˚49′

Г: 69˚58′ (69˚50′+8′) (164˚+43′)

 

 

Микрометр (3Т2КП)

 

(17˚20′+5′27″)

 

Рис. 31

7.4.Поверки и юстировка теодолитов

 

Поверка – это совокупность действий с геодезическими приборами, направленных на выявление геометрических нарушений в приборах. При этом сравнивают геометрическую схему исследуемого прибора с заводской схемой.

Юстировка – есть совокупность действий с геодезическим прибором, направленных на устранение геометрических нарушений в приборе.

В теодолитах правильность их геометрии определяется в основном правильным расположением основных осей.

Перед поверкой предварительно приводят основную ось вращения теодолита в вертикальное положение, то есть горизонтируют прибор. Устанавливают уровень параллельно двум подъемным винтам. Вращая их одновременно в разные стороны, приводят пузырек цилиндрического уровня на середину. Затем поворачивают алидаду на 90°, то есть устанавливают уровень по направлению третьего винта и его вращением опять приводят пузырек в нульпункт (рис. 32).

Рис. 32

После этого выполняют следующие поверки.

1. Ось цилиндрического уровня должна быть перпендикулярна основной оси вращения инструмента – uu OО. Устанавливают уровень по направлению двух подъемных винтов и их вращением в противоположные стороны приводят пузырек в нульпункт, поворачивают алидаду на 180°: если пузырек остался в нульпункте, то условие выполнено, если сместился – необходимо исправление. Юстировка осуществляется исправительными винтами уровня: пузырек смещается ими к середине на половину схода и окончательно возвращается в нульпункт при помощи подъемных винтов. После исправления поверку повторяют (см. рис. 33).

А) Условие выполнено

О О 180°

 

u u u u

А В В А

 

О О

 

 

Б) Условие не выполнено

О О О

 

u

В О

u δ u u δ

А В u u

δ u δ

u

А

 

 

О О О

 

Рис. 33

 

2. Визирная ось зрительной трубы должна быть перпендикулярна оси вращения зрительной трубы – VV SS. Иначе: зрительная труба не должна иметь коллимационной ошибки (см. рис. 34). Плоскость, проходящая через визирную ось отвесно, называется коллимационной. Поверка выполняется визированием на удаленную точку (100 – 200 м) при закрепленном лимбе и взятием отсчетов по лимбу горизонтального круга при двух положениях вертикального круга КП и КЛ. Полученные два отсчета должны отличаться ровно на 180°. Отклонение разности отсчетов от 180° равно двойному значению коллимационной ошибки.

2с=а_КЛ – (а_КП±180°); с≤2t.

Поверку необходимо выполнить несколько раз, чтобы избежать ошибок в определении ее значения.

А) Условие выполнено

V V

 

 

180°

S S S S

180°

 

 

V V

 

Б) Условие не выполнено

 

 

V

с 2с

180º