Контрольные испытания оптических теодолитов

Все теодолиты, направляемые для измерения углов на пунктах геодезических построений, подлежат обязательным поверкам, юстировкам и исследованиям.

В задачу поверок и юстировок входят выявление отступлений от геометрических и оптико-механических требований, положенных в основу конструкции прибора, и наиболее полное устранение этих отклонений.

К числу обязательных поверок, выполняемых перед наблюдениями на каждом пункте, относятся следующие:

1. Ось накладного уровня должна находиться в одной плоскости с горизонтальной осью вращения трубы и должна быть ей параллельна.

2. Вращение алидады вокруг вертикальной оси вращения теодолита должно происходить плавно, без колебаний и заеданий.

3. Горизонтальная ось вращения трубы должна быть перпендикулярна к вертикальной оси вращения теодолита.

4. Наклоны трубы теодолита в вертикальной плоскости, осуществляемые с помощью наводящего винта трубы, не должны вызывать азимутальных смещений оси трубы в лагерах.

5. Отсчетное устройство должно быть выверено и отъюстировано.

6. Коллимационная ошибка трубы должна быть не более .

7. Нити биссектора окулярного микрометра трубы должны быть установлены вертикально.

8. Место зенита МZ или место нуля М0 вертикального круга должно быть не более . МZ или М0 вычисляют по формулам:

теодолиты ОТ-02М

МZ=КЛ+КП— ; Z=КП—КЛ+ ; (5.6)

теодолиты серии Т2 (3Т2КП, 2Т2КП)

МZ=(КЛ+КП— )/2; Z=КЛ—MZ = MZ—КП+360 ; (5.7)

теодолиты Т05

М0=(КЛ+КП )/2; угол наклона = Z = КЛ— МО (5.8)

9. Подъемные и наводящие винты должны иметь плавный ход без люфта и заеданий.

В задачу исследований входит следующее:

1. Определение неустранимых отклонений инструментальных ошибок с целью введения соответствующих поправок в результаты угловых измерений, уменьшающих влияния этих отклонений.

2. Определение постоянных прибора (цены деления уровня, цены деления окулярных микрометров главной и поверительной труб и т.д.).

3. Определение ошибок делений шкал и винтов измерительных приспособлений.

4. Установление степени влияния внешних условий на работу инструмента.

Совокупность всех исследований в конечном итоге направлена на установление пригодности инструмента для производства угловых измерений данного класса точности.

Исследования выполняют по полной и неполной программам. Перечень необходимых исследований устанавливается Инструкцией. По полной программе теодолит исследуют после получения с завода или после капитального ремонта, по неполной – перед выездом на полевые работы и после их окончания.

Результаты исследований заносятся в технический паспорт теодолита, а также в технический отчет по работе того объекта, где применялся теодолит. Заключение о пригодности теодолита к работе выносится на основании результатов исследований отделом технического контроля (ОТК) производственного подразделения.

Перечень исследований высокоточного теодолита по полной программе является следующим:

а) определение цены деления уровня (накладного и при алидаде);

б) определение цены деления окулярного микрометра трубы;

в) исследование правильности хода фокусирующей линзы трубы;

г) исследование правильности работы микрометра (определение ошибок совмещения штрихов лимба, мертвого хода и рена);

д) исследование эксцентриситета алидады и лимба;

ж) правильность вращения алидады;

з) исследование ошибок диаметров лимба;

к) систематических ошибок измерения углов, связанных с люфтом подъемных винтов и смещения круга;

л) определение СКО измерения горизонтального и вертикального угла в лабораторных условиях одним приемом (по отклонениям от среднего из 12 приемов).

Исследования по неполной программе исключают пункты а, б, в, з, л.

17. Классификация ошибок угловых измерений

По природе происхождения ошибки угловых измерений подразделяются на три большие группы:

— личные;

— вследствие влияния внешней среды;

— инструментальные.

В каждой из перечисленных групп могут проявляться как случайные, так и систематические ошибки. Все ошибки высокоточных угловых измерений должны быть тщательно изучены, так как знание природы ошибок позволяет свести их влияние к минимуму надлежащей методикой измерений или введением соответствующих поправок. Так, например, влияние случайных ошибок уменьшается путем увеличения числа приемов измерений, которое в силу экономических соображений должно быть минимально необходимым, что становится возможным только при известном характере действия этих ошибок.

Личные ошибки измерений возникают из–за несовершенства измерительной системы: прибор – наблюдатель. К ним можно отнести случайные и систематические ошибки визирования при наведении трубы теодолита на наблюдаемые цели; случайные ошибки совмещения противоположных штрихов лимба при отсчетах по кругам теодолита; систематические ошибки при отсчетах по лимбу из-за различия освещенности штрихов лимба; случайные ошибки отсчитывания по шкале оптического микрометра; ошибки отсчета по шкале накладного уровня, с помощью которого определяют поправки за наклон вертикальной оси прибора.

Заметим, что в электронных теодолитах процесс взятия отсчета автоматизирован, что существенно снижает влияние личных ошибок на результаты угловых измерений.

Инструментальные ошибки угловых измерений возникают вследствие погрешностей изготовления отдельных узлов и деталей теодолитов, влияния остаточных погрешностей его юстировки и регулировки и т. д.

Группа ошибок угловых измерений, возникающая под влиянием внешней среды (т. е. атмосферных, температурных, погодных условий наблюдений) при наблюдении современными теодолитами является основным источником систематических ошибок. Эта группа ошибок является наиболее сложной для изучения. Из ошибок, возникающих под влиянием внешней среды, следует отметить, прежде всего, являение рефракции.

Обобщая сказанное отметим, что точные угловые измерения в условиях реальной атмосферы представлют собой довольно сложную проблему. Поэтому каждый высококвалифицированный геодезист должен хорошо понимать источники ошибок угловых измерений и уметь бороться с ними.

6.2 Влияние основных инструментальных погрешностей теодолита на результаты угловых измерений

К главным инструментальным погрешностям теодолита относят ошибки, возникающие из-за несоблюдения конструктивных требований, предъявляемых к взаимному расположению осей прибора, и ошибки диаметров лимба, под которыми следует понимать ошибки нанесения делений на лимб. Разберем влияние этих ошибок.

Нарисуем основные оси теодолита (рис. 6.1).

 

 

V

H

V’

Z

Рис. 6.1. Схема расположения осей теодолита

– ось уровня;

– ось вращения трубы;

- визирная ось трубы;

- ось вращения теодолита, устанавливаемая при работе по направлению отвесной линии в точке наблюдения.

Перечислим конструктивные требования, предъявляемые к этим осям:

1. - должна быть ^ (поверка коллимационной ошибки);

2. - должна быть ^ (поверка равенства подставок);

3. - должна быть ^ (наклон вертикальной оси инструмента или поверка уровня).

При невыполнении этих требований возникают инструментальные погрешности, которые каким-то образом влияют на результаты угловых измерений.

Рассмотрим отдельно каждое влияние.