Измерение горизонтальных углов теодолитом 2Т30П

Горизонтальные углы на местности измеряют способами приемов, круговых приемов и повторений. Перед началом измерений теодолит центрируют, нивелируют, трубу устанавливают по глазу и предмету. Центрирование теодолита производится с помощью отвеса над вершиной угла.

Нивелирование теодолита заключается в приведении плоскости лимба в горизонтальное положение с помощью подъемных винтов и цилиндрического уровня алидады горизонтального круга. Для этого устанавливают цилиндрический уровень параллельно двум подъемным винтам. Вращая их в разные стороны, выводят пузырек уровня в центр ампулы. Затем поворачивают алидаду на 90° и, вращая третий винт, приводят уровень в нульпункт.

Измерение горизонтального угла «способом приемов» производится в следующем порядке: при закрепленных винтах лимба, открепленных винтах алидады и зрительной трубы, с помощью оптического визира наводят трубу на правую точку (рис. 16, а) измеряемого угла так, чтобы точка оказалась в поле зрения трубы.

После этого закрепляют винты трубы и алидады и, действуя их наводящими винтами, наводят перекрестие сетки на точку и берут отсчет а по шкале горизонтального круга отсчетного микроскопа (рис.17). Полученный отсчет записывают в журнал измерения горизонтальных углов (см. табл. 4).

Затем открепляют закрепительные винты трубы и алидады и, выполняя последовательно описанные выше действия на левую точку измеряемого угла, берут отсчет в по шкале микроскопа. Величину угла, измеренного в полуприеме, получают из разности отсчетов а и в: β = а- в (при размещении нуля лимба вне измеряемого угла, рис. 16, а).

Если ноль лимба расположен внутри измеряемого угла (рис.16, б), то к меньшему заднему отчету следует прибавить 360°, тогда β = а+360°- в.

а)   б)

в)

Рис. 16. Измерение горизонтальных углов:

а, б – способом приемов; в – способом повторений

 

После завершения измерения угла в полуприеме трубу переводят через зенит, освобождают закрепительные винты лимба, поворачивают теодолит примерно на 90° и, закрепив лимб, измеряют угол при втором положении вертикального круга в том же порядке. Результаты измерений записывают в таблицу лабораторной тетради по образцу табл. 4. Расхождения в значениях угла, полученных из полуприемов, не должно превышать 1'.

Рис. 17. Отчетное устройство теодолита:

показание лимба горизонтального круга 125°05,5′;

показание лимба вертикального круга -0°26′

 

В противном случае измерения необходимо повторить при другом положении лимба.

 

Таблица 4

Номер станции	Номер набл. точек	Положение круга	Отсчеты по  горизонтальному кругу	Угол из  полуприема	Среднее значение угла
	6	КП	139°31'	61°53'
	8		77°38'
7					61°53',5
	6	КЛ	51°24'	61°54'
	8		349°30'

    Способ совмещения нулей лимба и алидады используют, когда необходимо быстро оценить значение измеряемого угла. Совместив нули лимба и алидады, осуществляют точную наводку перекрестия нитей зрительной трубы на переднюю точку А. Закрепив лимб и открепив алидаду, визируют трубу на заднюю точку В. Отсчет по горизонтальному кругу непосредственно выразит значение измеряемого справа по ходу лежащего угла. Данный способ часто используют для быстрого контроля измерений.

    Способ повторений применяют, когда угловые измерения нужно выполнить с точностью более высокой, чем точность используемого прибора. Суть способа состоит в последовательном многократном откладывании на лимбе измеряемого угла β (рис. 16,в).

    Направив визирную ось на переднюю точку В, берут начальный отсчет по горизонтальному кругу b и, открепив алидаду, визируют прибор на заднюю точку А, отложив тем самым первый угол β. Закрепив алидаду и открепив лимб, вновь наводят визирную ось на переднюю точку, затем, открепив алидаду, наводят визирную ось на заднюю точку, отложив тем самым на лимбе второй угол β, и т.д. n раз, после чего берут отсчет а.

    Каждый раз в ходе измерений фиксируют переход через нулевой штрих лимба добавлением 360°. Тогда искомое значение измеряемого угла определится:

,                               (5.1)

где k – число переходов через нулевой штрих лимба.

    Для увеличения точности измерений такие измерения производят при двух кругах теодолита (КП и КЛ), принимая за окончательное среднее значение угла из двух, полученных в результате измерений.

 

5.3. Измерение углов наклона

Технические теодолиты предназначены для измерения не только горизонтальных углов, но и углов наклона v, то есть вертикальных углов между направлением линии визирования и горизонтальной плоскостью, а также для измерения дальномерных расстояний Д, определяемых нитяным дальномером зрительной трубы.

 

 

HB

 

 

Рис. 18. Схема тригонометрического нивелирования

 

    С целью облегчения отсчитывания расстояний по нитяному дальномеру одну из дальномерных нитей рекомендуется наводить на круглый отсчет по рейке.

Вычисления проводят по формуле

                                                Д = с n ,                                                 (20)

где с – коэффициент дальномера;

n – дальномерный отсчет, равный разности отсчетов по дальномерным штрихам.

Согласно рис. 18

      

Рис. 18. сетка нитей нитяного дальномера и отсчет по рейке

n = t m =1767 – 1500 = 267 мм;

                                Д = 267· 100 = 26,7 м.

 

Угол наклона (вертикальный угол) v образуется визирным лучом и горизонтальной плоскостью.

Порядок измерения угла наклона: приводят теодолит в рабочее положение, визируют на определенную точку или на определенную высоту i по нивелирной рейке при положении трубы «круг право», предварительно точно установив пузырек уровня в нульпункт. Снимают отсчет по лимбу вертикального круга – КП.

После этого трубу переводят через зенит и при положении трубы «круг лево» снова визируют на ту же точку, снимают отсчет по лимбу вертикального круга – КЛ.

Вычисляют угол наклона v и место нуля (МО) вертикального круга по формулам:

а) если измерения выполнялись теодолитом Т 30, Т 15

                                   ,                                   (21)

                                                                                      (22)

                                   ,                                (23)

где КП и КЛ – отсчеты по верньеру вертикального круга при «круге справа» и «круге слева»;

МО – место нуля вертикального круга.

При вычислении по этим формулам надо к значениям КП, КЛ, МО, меньшим 90°, прибавлять 360°.

б) если измерения выполнялись теодолитом 2Т30 и 2Т30П

                                         ,                                        (24)

                                                                                                (25)

                                                    ,                                       (26)

                                                   .                                    (27)

Вычисление горизонтальных проложений и превышений производят по формулам:

горизонтальное проложение

                                      , м;                                      (28)

неполное превышение

                              h ' = 0,5·Д· sin 2 v , м;                                     (29)

полное превышение

                                   h = h ' + i – l , м,                                         (30)

где i – высота прибора, измеренная рулеткой с точностью до 0,01 м;

l – высота визирования зрительной трубы на рейку.

Отметки точек вычисляют по формуле

                                      м,                                     (31)

где  - отметка станции, с которой велось наблюдение.

Таблица 5

Набл. точки	Д, м	Отсчеты по ВК		v	Высота визир. l, м	d, м	h ', м	h, м	Н i,  м
		КП	КЛ
1	28,5	-7°08'	+7°10'	+7°09'	1,43	28,0	+3,52	+3,52	108,52
2	33,0	+2°12'	-2°10'	-2°11'	3,00	32,9	-1,26	-2,83	102,17

Проверки теодолита

Точность измерений, выполняемых теодолитом, во многом зависит от того, насколько хорошо исследован и отюстирован прибор. Под исследованием понимают качественную оценку прибора, его частей, установление соответствия (или тщательности изготовления) отдельных деталей своему назначению. Перед работой у оптических теодолитов технической точности исследуют штативы, зрительные трубы, уровни и винты.

Проверки выполняют для того, чтобы убедиться в правильности (точности) взаимного расположения различных осей прибора. Выполняют проверки в порядке, изложенном ниже.

Если условия проверки не выполняются, проводят юстировку, т.е.исправление обнаруженного отклонения от условия проверки.

Поверки теодолита следует начинать с проверки штатива. Штатив должен быть устойчивым; винты должны обеспечивать надежное закрепление прибора; становой винт должен иметь стандартную резьбу без вмятин и сколов и надежно крепить теодолит к головке штатива.

Проверка технического состояния прибора.

1. Внешний осмотр. Убедиться в отсутствии механических повреждений, влияющих на эксплуатационные свойства прибора. Наблюдением в окуляры зрительной трубы и отсчетного микроскопа определить чистоту поля зрения. Не допускаются дефекты, мешающие эксплуатации прибора.

2. Проверка взаимодействия узлов. Все вращающиеся узлы прибора (зрительная труба, алидада, кремальера, диоптрийные кольца, подъемные винты) должны совершать движение плавно, без скачков, заеданий и излишних усилий.

3. Поверка уровня при алидаде горизонтального круга. Ось уровня при алидаде горизонтального круга (U – U) должна быть перпендикулярной вертикальной оси теодолита (Z – Z) (рис.19).

Рис. 19. Расположение основных осей теодолита

Порядок проведения поверки: Повернуть алидаду таким образом, чтобы ось уровня расположилась параллельно прямой, соединяющей два подъемных винта и вращением этих винтов в противоположных направлениях вывести пузырек уровня в середину; повернуть алидаду на 90° и третьим винтом вновь привести пузырек в “нуль-пункт”. Повернуть алидаду на 180° и оценить смещение пузырька от среднего положения. Отклонение не должно составлять более одного деления.

4.Определение наклона сетки нитей зрительной трубы.

Вертикальная нить сетки должна быть отвесной. Отклонение не должно превышать ширины биссектора (рис.20). Поверку следует производить при помощи отвеса следующим образом: совместить вертикальную нить сетки с нитью отвеса и оценить положение нити отвеса относительно биссектора.

Рис. 20. Определение наклона сетки нитей с помощью отвеса

 

Юстировку выполняют путем ослабления крепежных винтов окуляра и поворотом его до совмещения нити сетки с горизонтальным положением. После этого винт закрепляют и поверку повторяют.

5. Определение наклона горизонтальной оси. Перпендикулярность горизонтальной и вертикальной осей теодолита можно проверить следующим образом:

· совмещают вертикальную нить сетки с линией отвеса, центр сетки наводят на самую верхнюю точку;

· открепляют закрепительный винт зрительной трубы и, при закрепленной алидаде наклоняют трубу вдоль отвесной линии;

· поворачивают алидаду на 180° и повторяют поверку. Смещение изображения отвесной линии относительно горизонтальной линии сетки не должно превышать ширины биссектора.

6. Определение коллимационной погрешности. Коллимационная погрешность – это не перпендикулярность визирной оси (Н – Н) горизонтальной оси вращения зрительной трубы (W –W) (рис. 19) (визирная ось должна быть перпендикулярна оси вращения трубы). Она определяется следующим образом:

- наводят зрительную трубу при положении теодолита “круг лево” на удаленную визирную цель и снимают показания КЛ₁ с горизонтального лимба;

- повторяют операцию при положении прибора “круг право” и снимают показание КП₁;

- освобождают закрепительный винт горизонтального круга, поворачивают теодолит примерно на 180° и снова закрепляют;

- наводят зрительную трубу на ту же цель и снова снимают показания при двух положениях теодолита КЛ₂ и КП₂;

- вычисляют значение коллимационной погрешности по формуле:

.              (32)

Если значение коллимационной погрешности превышает 1¢, следует произвести юстировку и поверку повторить.

Юстировку выполняют исправительными винтами сетки нитей, которая находится в окулярной части зрительной трубы. Предварительно вычисляют по формуле:

КЛ_испр = КЛ₂ -С или КП_испр = КП₂ + С                 (33)

и устанавливают его по горизонтальному кругу. Затем исправительными винтами перемещают сетку в горизонтальном направлении до совмещения перекрестия сетки с изображением наблюдаемой точки. Проверку повторяют до полного соблюдения условия.

7.Проверка оси вращения трубы. Ось вращения зрительной трубы (Н-Н1) должна быть перпендикулярна вертикальной оси вращения прибора (Z - Z ).

Теодолит устанавливают недалеко от стены здания и после приведения оси приборов в вертикальное положение приводят центр сетки нитей на высокорасположенную на стене здания точку А, затем опускают трубу на уровень высоты прибора и отмечают точку в центре сетки нитей . Переводит трубу через зенит и, повторяют те же действия, получают точку  (рис.21).

Рис. 21. Проверка оси вращения зрительной трубы

Проекции точки А (  и ) фиксируют в виде отсчетов по шкале линейки, закрепленной на уровне горизонта прибора.

При совпадении точек  и  условие выполняется. Отклонение допускается не более 0,5 единицы биссектора сетки нитей.

Резкое несоблюдение условия устраняют в мастерской.

8. Определение места нуля вертикального круга. Перед проведением поверки следует проверить положение пузырька уровня при алидаде горизонтального круга и при необходимости привести его в “нуль-пункт”. Наводя трубу на одну и ту же визирную цель при положениях КЛ и КП, снимают отсчеты по вертикальному кругу.

Место нуля вертикального круга вычислить по формуле

                МО = 0,5(Л+П).                                          (34)

Значение места нуля не должно превышать 1¢.

Юстировку выполняют исправительными винтами сетки нитей. Предварительно вычисляют отсчет:

или

и устанавливают его на шкале вертикального круга. Центр сетки нитей сойдет с изображения точки. Исправительными нитями перемещают сетку из соединений ее перекрестий с изображением наблюдаемой точки. Проверку повторяют.