ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3. УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП РАБОТЫ ТЕОДОЛИТА

1.Теоретическая часть.

Измерения горизонтальных и вертикальных углов на местности выполняют специальными приборами – теодолитами.

Горизонтальный угол – это ортогональная проекция пространственного угла на горизонтальную плоскость.

Вертикальный угол – или угол наклона – это угол, заключенный между наклонной и горизонтальной линиями.

Принцип измерения горизонтального угла заключается в следующем (рис 3.1): В вершине А измеряемого угла ВАС устанавливают теодолит, основной частью которого является круг с делениями. Круг располагают горизонтально, т.е. параллельно уровненной поверхности, а его центр совмещают с точкой А. Проекции направлений АВ и АС, угол между которыми измеряют, пересекут шкалу круга по отсчетам (делением) b и c. Разность этих отсчётов дает искомый угол β.

β = BAC = c – b

Рисунок 3.1

Вертикальный угол измеряют по вертикальному кругу (рис. 3.2) аналогичным образом, но одним из направлений служит фиксированная горизонтальная линия. Если наблюдаемая точка расположена выше горизонта, вертикальный угол (γ) положителен, если ниже отрицателен (-γ).

Рисунок 3.2

На этом принципе основано устройство теодолитов (рис. 3.3). Прибор состоит из подставки, которую устанавливают на три подъёмных винта 1. В отверстие подставки 2 входит ось вращения лимба 3, в которую в свою очередь, входит ось алидады 4. Лимба- рабочая мера теодолита – представляет собой круг с делениями. Алидада – часть прибора, расположенная соосно с лимбом, на которой имеются элементы отсчетного устройства и две колонки 5 несущие ось вращения зрительной трубы НН 8 вертикального круга. Цифрами 6 и 7 обозначены соответственно алидада и лимб вертикального круга, а 10 и 11 оси лимба и алидады.

Рисунок 3.3

На защитном корпусе алидады закреплён цилиндрический уровень 9. Зрительная труба теодолита представляет собой визирное устройство, содержащее объектив, окуляр и сетку нитей. К основным частям теодолита относятся наводящие и закрепительные устройства. Служащие для наведения зрительной трубы на визирную цель и закрепления подвижной части прибора в заданном направлении. Отечественная промышленность выпускает теодолиты, измерения которыми выполняют с погрешностью от 0,5¹ до 30¹ , которая указывается в марке прибора.

Пред выполнением измерений углов необходимо провести поверки теодолита. Проверками называют выяснение в полевых условиях сохранности взаимного расположения частей теодолита. Погрешности, вызванные несоблюдением геометрической схемы теодолита устраняются путём его последующей юстировки, т.е. регулировки.

Основные поверки теодолита:

1. Ось цилиндрического уровня горизонтального круга должна быть перпендикулярна оси вращения прибора;

2. Визирная ось зрительной трубы должна быть перпендикулярна оси вращения трубы;

3. Ось вращения зрительной трубы должна быть перпендикулярна оси вращения прибора;

4. Вертикальная нить сетки зрительной трубы должна совпадать с отвесной линией (или быть перпендикулярна оси её вращения). Для теодолитов с компенсаторами (типа 3Т5К);

5. Компенсатор вертикального круга должен обеспечивать неизменный отсчёт по вертикальному кругу при наклонах вертикальной оси теодолита в пределах ± 2;

6. Визирная ось оптического отвеса должна совпадать с осью вращения теодолита.

При изготовлении и сборке теодолита положение отдельных деталей и частей прибора отличается от идеальной теоретической схемы, что приводит к т.н. инструментальным погрешностям измерения углов. Инструментальные погрешности подразделяют на две группы:

1). Инструментальные погрешности, обусловленные неточностью изготовления и сборки приборов и их частей. К ним относят погрешности нанесения штрихов на лимбе, отклонение внутренней формы поверхности ампулы уровня от сферической, недостаточное качество изготовления оптики зрительной трубы и т.п. Такие погрешности не могут быть устранены в теодолите в процессе его эксплуатации. Исправление их производится в заводских условиях. При современном уровне изготовления приборов влияние этих погрешностей обычно пренебрежимо мало.

2). Инструментальные погрешности, вызванные несоблюдением геометрической схемы теодолита. Эта группа погрешностей выявляются в результате специально производимых поверок теодолита и устраняются его последующей юстировкой.

2. Задания.

Установите теодолит и возьмите отсчет по вертикальному и горизонтальному углу.

3.Вопросы.