Меню

Как измерение углов 4т30п



Измерение горизонтальных углов

УГЛОВЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ ОПТИЧЕСКИМ

ТЕОДОЛИТОМ 4Т30П

методические рекомендации к выполнению лабораторной

работы по дисциплине «Геодезия» для студентов

по направлению подготовки 270800 Строительство

Составители: А.П. Дубяга, В.К. Капустин

Доктор геолого-минералогических наук, профессор В.В. Хаустов

Угловые измерения оптическим теодолитом 4Т30П :методические рекомендации по выполнению лабораторной работы / Юго-Зап. гос. ун-т; сост.: А.П. Дубяга, В.К. Капустин. Курск, 2012, 21 с.: ил. 2, табл. 2. Библиогр.: с.18.

В методических рекомендациях по выполнению лабораторных работ по курсу «Геодезия» излагается устройство и принцип работы теодолита 4Т30П. Описаны все необходимые поверки для его успешного применения. Дается описание порядка проведения измерений.

Предназначены для студентов всех форм обучения по направлениям подготовки 270800 Строительство (квалификация «бакалавр»).

Текст печатается в авторской редакции.

Подписано в печать . Формат 60х84 1/16.

Усл.печ.л. . Уч.-изд. л. . Тираж 100 экз. Заказ. Бесплатно. Юго-Западный государственный университет.

305040, г. Курск, ул. 50 лет Октября, 94.

Содержание

1. Цели угловых измерений……………………………………………….4

2. Принципы измерения углов на местности ……………………………4

2.1 Измерение горизонтальных углов………………………………….5

2.2 Измерение вертикальных углов……………………………………6

3. Конструкция теодолита 4Т30П……………………………………… 7

4. Основные технологические операции…………………………………9

6. Способ приемов для измерения горизонтальных углов……………..14

7. Измерение вертикальных углов в теодолитном ходе………………..15

8. Измерение расстояний нитяным дальномером………………………16

9. Измерение превышений способом тригонометрического нивелирования………………………………………………………….17

Библиографический список литературы…………………………….. 18

Вопросы для самопроверки………………………………………….. 18

Цели угловых измерений

Угловые измерения на местности преследуют две основные цели.

1). Получение информации необходимой для составления контурного (ситуационного) плана местности.

2). Определение высотного положения местных предметов.

В соответствии с поставленными целями разработан специальный угломерный прибор – теодолит, который содержит два различных круга: горизонтальный и вертикальный. В заводских условиях должно быть обеспечено взаимно перпендикулярное положение их плоскостей.

Принципы измерения углов на местности

Пусть на местности закреплены три геодезических пункта (см. рис.1). Через эти пункты можно единственным образом провести некоторую наклонную плоскость и измерить плоский угол между двумя направлениями. Однако измеренная величина угла будет недостаточна для достижения поставленных целей.

Прежде всего, требуется знать проекцию этого угла на горизонтальную плоскость. Иначе, измерению подлежит двугранный угол между отвесными плоскостями, которым принадлежат геодезические пункты. Такие плоскости в геодезии называются коллимационными. Физически коллимационная плоскость реализуется в приборе за счет вращения зрительной трубы вокруг горизонтальной оси. Мерой указанного двугранного угла служит плоский горизонтальный угол, который измеряется следующим образом. С помощью отвеса центр градуированного круга размещается над вершиной измеряемого угла (см. рис.1а). Плоскость градуированного круга приводится в горизонтальное положение. Неподвижная часть круга называется лимбом. Подвижная часть, которая вращается совместно со зрительной трубой вокруг вертикальной оси и несет на себе элементы отсчетного устройства, называется алидадой. По шкале лимба можно наблюдать горизонтальное направление коллимационной плоскости.

Для определения высотного положения предметов в коллимационных плоскостях последовательно располагается плоскость вертикального круга, центр которого совмещен с горизонтальной осью вращения трубы. На вертикальном круге вращается лимб, а алидада остается неподвижной. По шкале вертикального круга можно наблюдать направления визирной оси в вертикальной плоскости.

Таким образом, теодолит обеспечивает наблюдения двух направлений из некоторой точки местности.

Рис. 1 Схема измерения углов на местности

Измерение горизонтальных углов

Геодезическое понятие горизонтального угла отличается от геометрического. В геометрии плоский угол это меньшая часть плоскости между двумя лучами, выходящими из одной точки. То есть область изменения геометрических углов от 0 до 180 градусов.

В геодезии угол целесообразно понимать, как меру вращения, без ограничения области изменения.

На местности, где производят угловые измерения, различают верх и низ или иначе говорят направления зенита и надира. Если определены верх и низ, то соответственно возникают понятия «право» и «лево». Нетрудно заметить, что между коллимационными плоскостями существуют два угла, которые в сумме образуют полный круг.

Выйти из неопределенности можно двумя путями.

Первый путь состоит в том, что угол считается ориентированным по направлению вращения. За положительное принимается направление по часовой стрелке, если на угол смотреть сверху. При расположении наблюдателя над вершиной измеряемого угла и лицом к области этого угла, по левую руку будет исходная сторона угла, а по правую будет конечная сторона. В этом случае горизонтальный угол вычисляется по правилу: «правое горизонтальное направление минус левое».

Второй путь это ориентирование по направлению теодолитного хода. Положительным считается обход контура по часовой стрелке, поэтому, как правило, измеряются правые по ходу горизонтальные углы. Для того, что бы вычислить значение правого по ходу горизонтального угла следует использовать (см. рис.1б) соотношение

где З – значение заднего горизонтального направления,

П – значение переднего горизонтального направления.

Если «З» оказывается меньше, чем «П», то при вычислении угла к «З» следует прибавлять 360 градусов.

Читайте также:  Приборы для измерения низких давлений

Источник

Обзор оптического теодолита УОМЗ 4Т30П

Оптический теодолит 4Т30П – один из самых известных отечественных геодезических приборов — прибор, выпускаемый Уральским оптико-механическим заводом.
В зависимости от принципа работы, теодолиты можно разделить на следующие группы:

  • механические (с механическими системами визирования);
  • оптические (с оптическими отсчетными устройствами);
  • электронные (с микропроцессорами и панелью управления);

— по точности измерений:

— по области применения:

  • строительные,
  • военные,
  • астрономические,
  • маркшейдерские.

Оптический теодолит 4Т30П – оптико-механический геодезический прибор, относится к инструментам технической точности.
Оптический теодолит 4Т30П используют для получения значений горизонтальных и вертикальных углов при геодезическом производстве, для линейных измерений с помощью сетки нитей и возможно использование геодезического прибора для определения магнитных азимутов по буссоли.
В вертикальной плоскости оптическим теодолитом 4Т30П определяют углы наклона, зенитные расстояния.
Для получения углов в плоскости горизонта применяют способ приемов измерения одного угла и способ круговых приемов.
Этот геодезический прибор используется для работ, обеспечивающих техническую точность результатов, при строительных работах и инженерных изысканиях, рекогносцировочных работах, очень удобен в экспедициях.
Достоинства оптического теодолит 4т30п:
— для съемки отсчетов используется шкаловый микроскоп;
— возможность применять трехштативный способ, используя съемную подставку, в которую встроен оптический центрир;
— имеет зрительную трубу прямого изображения;
— вращением специального винта геодезического прибора осуществляется перестановка лимба;
— имеется съемный трегер;
— использование инструмента возможна в различных климатических зонах;
— имеет малые размеры, массу.

Устройство теодолита 4Т30П обеспечивает квадратическую ошибку измерения одним приемом 20″ для горизонтального угла и 30″ для вертикального угла.

Геодезические приборы просты и удобны в работе, имеют высокую скорость снятия показаний. При выполнении измерений, используются, геодезический штатив S6-Z, встроенный оптический центрир, а также фонарь, с помощью которого осуществляется подсветка шкалы микроскопа.

I — кремальера; 2 — закрепительный винт трубы; 3 — окуляр микроскопа; 4 — зрительная труба; 5 — зеркало подсветки; 6 — колонка; 7 — подставка; 8 — рукоятка перестановки лимба; 9 — закрепительный винт алидады; 10 — юстировочный винт;
II — кольцо окуляра диоптрийное; 12 — колпачок; 13 — уровень при алидаде; 14 — наводящий винт алидады; 15 — наводящий винт трубы; 16 — визир

Источник

Конструкция теодолита 4Т30П

Теодолит имеет два круга — вертикальный и горизонтальный. Каждый круг состоит из лимба и алидады.

Лимб — рабочая мера прибора в виде круговой шкалы. Цена деления шкалы 1 градус.

Алидада – часть прибора, расположенная соосно с лимбом и несущая элементы отсчетного устройства.

Зрительная труба – визирное устройство прибора, содержащее объектив, окуляр и сетку нитей.

Подставка (трегер) – нижняя часть прибора, служащая для его установки и горизонтирования (рис. 2.5).

Колонка – стойка, несущая горизонтальную ось прибора.

Уровень – устройство, служащее для определения положения прибора и его отдельных узлов относительно отвесной линии.

Коллиматорный визир предназначен для грубой наводки на цель. При пользовании визиром глаз должен быть на расстоянии 25…30 сантиметров от него. Закрепительные винты при этом должны находиться в открепленном состоянии.

Точное наведение зрительной трубы на предмет в горизонтальной плоскости осуществляется наводящим винтом алидады после её закрепления, в вертикальной плоскости – наводящим винтом трубы после закрепления соответствующим винтом. Перекрестье сетки нитей должно быть строго совмещено с центром визирной цели.

Зрительная труба обоими концами переводится через зенит и фокусируется вращением кремальеры. Окуляр устанавливается по глазу вращением диоптрийного кольца до появления четкого изображения штрихов сетки нитей.

Рис.2.6. Элементы измерительной системы теодолита

а — изображение сетки нитей; б — поле зрения микроскоп;, в – штатив; г — окулярные насадки; д – осевая схема прибора

Сетка нитей ( рис.2.6а)- система штрихов, расположенных в плоскости изображения, даваемого объективом зрительной трубы. Основные штрихи – штрихи сетки нитей зрительной трубы, предназначенные для наведения трубы в горизонтальной и вертикальной плоскостях.

Биссектор – два штриха сетки нитей используемые совместно для наведения на визирную цель. Перекрестье сетки — точка пересечения основных штрихов сетки нитей или осей заменяющих их биссекторов.

Дальномерные штрихи — штрихи сетки нитей, предназначенные для определения расстояний по рейке.

Изображение штрихов и цифр обоих кругов передается в поле зрения микроскопа (рис.2.6 б), окуляр которого устанавливают по глазу до появления четкого изображения шкал вращением диоптрийного кольца. Поворотом и наклоном зеркала достигается оптимальное освещение поля зрения микроскопа.

Накладной уровень при трубе служит для установки визирной оси зрительной трубы в горизонтальное положение при выполнении геометрического нивелирования.

Штатив (рис.2.6 в) служит для установки теодолита над точкой местности — вершиной измеряемого угла. Ножки 3 штатива шарнирно соединены с головкой 1. Болтами 2 регулируется их вращение в шарнирах. Высоту штатива изменяют выдвижением ножек, после чего их закрепляют винтами 4. Наконечники ножек углубляют в грунт, нажимая ногой на их упоры. Для переноски штатива служит ремни 5 и 6.

Читайте также:  Измерить esr конденсатора без выпаивания

Теодолит устанавливают на плоскость головки штатива и закрепляют становым винтом 7. На крючок внутри винта подвешивают нитяный отвес.

Для удобства наблюдения предметов, расположенных под углами более 45 градусов к горизонту, и центрирования теодолита над точкой с помощью зрительной трубы применяют окулярные насадки, надеваемые на окуляры зрительной трубы и отсчетного микроскопа (рис.2.6 г). Окулярная насадка представляет собой призму, изменяющую направление визирной оси на 80 градусов. Призма заключена в оправу, свободно вращающуюся в обойме. Насадка на зрительную трубу снабжена откидным светофильтром для визирования на Солнце.

Осевая схема прибора приведена на рис. 2.6 д. Различают следующие оси:

Z-Z — основная ось или ось вращения прибора;

T-T — горизонтальная ось вращения зрительной трубы;

V-V — визирная ось зрительной трубы;

U-U — ось цилиндрического уровня.

2.1.3. Измерение горизонтальных углов способом приёмов

Существует несколько способов измерений горизонтальных углов. Наибольшее применение имеет способ приёмов. Каждый приём состоит из двух полуприёмов. Если горизонтальные углы измеряются независимо от вертикальных, то допускается выполнять измерения при одном положении вертикального круга (КЛ), но на различных участках лимба горизонтального круга.

При производстве измерения горизонтального угла способом приемов выполняются следующие операции:

1) центрирование — совмещение основной оси прибора с вершиной измеряемого угла;

2) горизонтирование (нивелирование) горизонтального круга при первом положении лимба;

3) визирование на правую (заднюю) сторону измеряемого угла; грубое — коллиматорным визиром, точное — наводящими винтами трубы;

4) производство отсчета по шкале горизонтального круга с записью результата в журнал установленной формы (табл. 2.1);

5) наблюдение левой стороны (передней) измеряемого угла с записью в журнал;

6) завершение полуприема вычислением значения измеренного угла по формуле В 1 пр=З-П и записью его в журнал;

7) подготавливается второй полуприем; ориентирование лимба горизонтального круга изменяется на несколько градусов с помощью рукоятки перевода лимба; если необходимо труба переводится через зенит;

8) выполняется второй полуприем путём повторения операции по пунктам 3-6; вычисляется значение В 2 пр = З-П и производится запись в журнал;

9) если различие значений для двух полуприемов не превышает двойной точности считывания, то из двух результатов находится среднее значение, которое и записывается в журнал.

10) если условие п. 9 не выполнено, то вся проведенная по пп. 3-9 работа бракуется и журнал перечеркивается.

Ж У Р Н А Л№ 54 от 17 июня 2014 г.

измерения горизонтальных углов способом приёмов

Схема наблюдений Точки визирования Отсчеты по горизонтальному кругу Измеренный угол В Среднее значение угла В
1-й полуприём 1 121 О 50 1 116 О 45 1 3 5 О 05 1 116 О 45,5 1
2-й полуприём 1 307 О 52 1 116 О 46 1 3 191 О 06 1

При заполнении журнала, в полевых условиях обязательно составляется схема наблюдений. На схеме изображаются элементы ситуации в необходимом количестве.

Журнал составляется отдельно для каждой станции теодолитного хода. Полевые журналы не переписываются.

Источник

Поверки и юстировки теодолита 4Т30П

В исправном теодолите взаимное положение его частей и осей должно отвечать определенным геометрическим условиям. Контроль выполнения этих условий называется поверками теодолита.

При испытании взаимодействия деталей прибора особое внимание необходимо обратить на следующие требования:

– вращение горизонтального и вертикального кругов и алидады горизонтального круга должно быть свободным и при работе наводящими винтами плавным;

– закрепительные винты лимба, алидады и зрительной трубы надо зажимать без лишних усилий. При поворотах верхней части прибора следует браться руками за алидадную часть у места расположения закрепительного винта;

– подъёмные винты не должны иметь шатаний в подставке.

Поверки и юстировки теодолиту в обязательном порядке выполняют перед выходом в поле. У теодолита поверяется положение четырёх осей: вертикальной, горизонтальной, визирной и оси цилиндрического уровня.

Ось цилиндрического уровня на алидаде горизонтального круга должна быть перпендикулярна к вертикальной оси теодолита. (Поверка уровня).

Визирная ось зрительной трубы должна быть перпендикулярна к горизонтальной оси теодолита. (Поверка коллимационной ошибки).

Горизонтальная и вертикальная оси теодолита должны быть взаимно перпендикулярны.

Вертикальная нить сетки нитей должна быть перпендикулярна к горизонтальной оси теодолита.

При горизонтальном положении зрительной трубы отсчёт по вертикальному кругу должен быть равен нулю. Определение места нуля (МО) вертикального круга теодолита.

4.3 Работа на станции при измерении горизонтального угла полным приёмом

Для выполнения измерения теодолит надо установить и закрепить на штативе становым винтом, так чтобы подъёмные винты свободно вращались. Полный приём состоит из двух полуприёмов выполненных при разных положениях вертикального круга. Точность считывания значений 0′.5.

Процесс измерения угла состоит из отдельных операций.

Перед работой теодолит устанавливают над вершиной угла (колышка), таким образом, чтобы нитяной отвес находился примерно над центром точки. Допустимая погрешность при центрировании составляет 2–3 мм. Подъёмными винтами с помощью уровня при алидаде горизонтального круга установить лимб теодолита в горизонтальное положение.

Читайте также:  Формула измерения артериального давления у детей

Навести на заднюю точку угла. Закрепить алидаду.

Произвести отсчёт по шкале горизонтального круга и записать его.

Открепив алидаду, навести трубу на переднюю точку угла, также произвести отсчёт и записать.

Вычислить значение угла как разность первого и второго отсчётов, по задней и передней точкам соответственно. Если первый отсчёт получился меньше второго, то к нему надо прибавить 360° (занять круг), а затем произвести вычитание.

Описанные выше операции представляют первый полуприём, выполненный при КП или КЛ.

Открепив закрепительные винты трубы и алидады горизонтального круга, перевести трубу через зенит.

Измерить угол при другом положении круга, повторив действия, описанные в ранее рассмотренных пунктах.

Расхождение значения угла в двух полуприёмах (КП и КЛ) не должно превышать 1′. Если расхождение допустимо, вывести среднее значение угла из двух полуприёмов.

Источник

Устройство теодолита 4Т30П

Классификация. История развития

ТЕОДОЛИТЫ и тахеометры

Теодолит – геодезический инструмент для измерения на местности горизонтальных и вертикальных углов. Состоит из вращающегося на вертикальной оси горизонтального круга с алидадой и скреплённых с нею колонок, на которые опирается горизонтальная ось, несущая зрительную трубу и вертикальный круг.

Первые теодолиты ещё не имели вертикального круга. Повторительные теодолиты, имеющие вертикальный круг, цилиндрический уровень и нитяной дальномер, назывались круговыми тахеометрами.

Теодолиты технические применяются для измерения горизонтальных и вертикальных углов, расстояний нитяным дальномером при производстве различного рода топографических и разбивочно-привязочных работ.

По точности измерений теодолиты можно разделить на четыре группы: высокоточные, повышенной точности, средней точности и технические.

Высокоточные – точность измерения горизонтального угла не ниже 1″ Т05, УВК, Т1, ОТ-02.

Повышенной точности – точность измерения горизонтального угла от 1.5 » до 3″ 2Т2, 3Т2КП.

Средней точности – точность измерения горизонтального угла от 3 » до 25″ Т5, 3Т5КП.

Технические – точность измерения горизонтального угла от 30″ до 1′ 2Т30, 4Т30П, ТМ-1.

Теодолит 4Т30П является модификацией теодолитов технической точности 2Т30П. Данный прибор обеспечивает точность измерения горизонтальных углов одним приемом со средней квадратической ошибкой 20′′.

1 – кремальера; 2 – винт трубы закрепительный; 3 – окуляр микроскопа; 4 – зрительная труба; 5 – иллюминатор с зеркалом подсветки; 6 – колонка; 7 – подставка; 8 – рукоятка перевода лимба; 9 – винт алидады закрепительный; 10 – винт юстировочный; 11 – кольцо окуляра зрительной трубы диоптрийное; 12 – колпачок; 13 – уровень на алидаде; 14 – винт алидады наводящий; 15 – винт трубы наводящий; 16 – коллиматорный визир.

Таблица 1 — Техническая характеристика теодолита 4Т30П

Параметр Величина
Диапазон измерения горизонтальных углов Предел измерения вертикальных углов Средняя квадратическая погрешность измерения одним приёмом горизонтального угла вертикального угла Погрешность ориентирования по буссоли систематическая случайная Зрительная труба Изображение Увеличение, крат Поле зрения Пределы визирования, м Коэффициент дальномера К Постоянное слагаемое С Наружный диаметр оправы объектива, мм Отсчётное устройство Цена деления лимбов Цена деления шкал микроскопа: для варианта а) для варианта б) Погрешность снятия показания с лимбов, не более Цена деления уровня: при алидаде при трубе Масса, кг: теодолита с подставкой футляра штатива Габаритные размеры, мм: теодолита футляра штатива (в сложенном виде) Диапазон рабочих температур 0 … 360? +60?…-55? 20″ 30″ 30′ 10′ прямое 2? 1.2 … ∞ 100 ± 0.5 1? 5′ 1′ 30″ 45″ 20″ 2.3 1.5 5.0 140×130×230 285×245×2320 Ø140×1000 от -40° до +50°С

Горизонтальный круг градуирован через один градус и оцифрован от 0 до 360?. Вертикальный круг градуирован через один градус и оцифрован от –0 до -75? и от +0 до +75?.

Шкала алидады горизонтального и вертикального круга имеет угловую величину в 1?. Самым длинным штрихом шкала делится на два отрезка по 30′. Каждый из этих отрезков, штрихами средней высоты, в свою очередь делится на три отрезка по 10′. Наконец каждый десятиминутный отрезок, самыми короткими штрихами, делится на два отрезка по 5′. Шкала горизонтального круга оцифрована слева направо от 0′ до 60′ (цифры 0 и 6).

Шкала вертикального круга оцифрована слева направо от 0′ до 60′ (цифры 0 и 6) и справа налево от -0′ до -60′ (цифры -0 и -6). Также выпускается модель теодолита 4Т30П с ценой наименьшего деления шкалы алидады в 1′.

Расстояние можно определить как разность отсчётов по верхней и нижней нитям, помноженную на коэффициент дальномера, то есть:

D = (128.7 – 111.3) × 100 = 17.4 м

Теодолит в горизонтальное положение приводится при помощи трёх подъёмных винтов.

Источник