Журнал измерения горизонтальных углов круговым приемами

Содержание

Методическая разработка урока по теме: «Способы измерения горизонтальных углов теодолитом»
Журнал измерения горизонтальных углов способом круговых приемов
Журнал измерения горизонтальных углов способом приемов
Журнал измерений углов способом круговых приемов
Измерения углов наклона
Измерения расстояния
Журнал измерения горизонтальных углов способом круговых приемов
Измерение горизонтальных углов. Горизонтальные углы измеряются способом измерения отдельного угла и способом круговых приемов

Методическая разработка урока по теме: «Способы измерения горизонтальных углов теодолитом»

Специальность: 20.02.01 Рациональное использование природохозяйственных комплексов, 3 курс

На практике в зависимости от решаемых задач применяют различные способы измерения горизонтального угла:

способ одного полного приема;
способом круговых приемов;
способом повторений.

Вспомним, что такое горизонтальный угол. Горизонтальный угол – это горизонтальная проекция угла, образованного точками местности, на уровенную поверхность.

Для того чтобы измерить горизонтальный угол необходимо:

на вершине угла установить теодолит;
провести операцию центрирования;
провести операцию горизонтирования прибора;
на точках, фиксирующих стороны угла, установить визирные цели.

Измерение горизонтального угла способом одного полного приема.

Способ измерения угла одним полным приемом применяют в том случае, если точка является вершиной двух направлений. Принципиальная схема измерения горизонтального угла данным способом изображена на рисунке 1.

Пусть АСВ – угол β, который необходимо измерить. Для этого теодолит устанавливают на точке С (точка стояния), а на точках А и В (точки визирования) – визирные цели (вехи). Одну из точек, например А, считают передней, а другую, в нашем случае В, – задней. Тогда если в точке стояния С стоять по направлению к передней точке, то угол β можно считать левым, а его дополнение до 360°, угол β¢, – правым. Далее необходимо последовательно произвести следующие действия:

Операция не является обязательной, но в дальнейшем облегчает вычисления: Вращая алидаду относительно лимба (например, при круге лево) устанавливают отсчет, близкий к нулю, алидаду закрепляют.
Вращая лимб вокруг вертикальной оси, а зрительную трубу – вокруг её горизонтальной оси, наводят оптический визир на заднюю точку, закрепительные винты лимба и зрительной трубы закрепляют и с помощью диоптрийного кольца и винта кремальеры устанавливают трубу «по глазу» и «по предмету», добиваясь резкого изображения сетки нитей и визирной цели. Затем наводящими винтами лимба и трубы точно наводят биссектор вблизи перекрестия сетки на низ вехи и берут отсчет по горизонтальному кругу. Отсчет записывают в журнал измерений (табл. 1, столбец 4).
Ослабив закрепительные винты алидады (лимб должен быть неподвижен) и зрительной трубы, визируют и берут отсчет на переднюю точку, действуя, как в пункте 2. Отсчет записывают в журнал измерений (табл. 1, столбец 4). Указанные действия составляют первый полуприем.
Открепляют лимб, поворачивают его примерно на 90° и вновь закрепляют. Эта операция делает отсчеты в полуприемах независимыми друг от друга и уменьшает ошибки делений лимба. Открепляют алидаду, зрительную трубу и меняют круг. Далее выполняют действия, изложенные в пунктах 2 и 3, при круге право (второй полуприем).
Производят вычисления угла. Необходимо отметить, что в процессе вычислений может быть получен как левый угол β, если от отсчета на переднюю точку отнять отсчет на заднюю (табл. 1, столбец 5), так и правый β¢, при вычитании наоборот. В любом случае получаем два значения угла, которые при измерении теодолитом 2Т30 не должны отличаться более чем на 1¢(полевой контроль, выполняемый на точке стояния сразу после измерений). Среднее значение (табл. 1, столбец 6) вычисляют с точностью до 0,1¢, округляя в сторону четной цифры.

Таблица 1. Журнал измерения горизонтального угла способом одного полного приема.

Источник

Журнал измерения горизонтальных углов способом круговых приемов

№ точек стояния	№ точек визирования	Отсчеты по горизонтальному кругу	Среднее из отсчетов	Приведенное направление	2С=КЛ–КП
B	C	1°10.0′	181°11.0‘	1°10.4» 1°10.5‘	0°00.0‘	–1,0‘
A	74°34.0′	254°34.5‘	74°34.2‘	73°23.8‘	–0,5‘
D	172° 14.0′	352°15.5‘	172°14.8‘	171°04.4‘	–1,5‘
C	1°10.0′	181°10.5‘	1°10.2‘	–0,5‘

Из средних отсчетов на исходную точку Cв начале (1°10.5′) и конце приема (1°10.2′) вычисляют среднее значение (1°10.4′) и записывают его в графу 5 сверху. К этому отсчету приводят все направления. Для этого из средних отсчетов на каждое направление вычитают средний отсчет (1°10.4′) на исходное направление и записывают в графу 6. Приведенные направления на точки A и D являются горизонтальными значениями углов CBA и CBD. Из их значений можно вычислить углы ABB и DBC.

Дополнительным контролем измерений является постоянство коллимационной погрешности. Ее колебания не должны превышать двойной точности отсчетного устройства.

· ИЗМЕРЕНИЕ УГЛОВ НАКЛОНА

В геодезической практике необходимо измерение углов, лежащих в вертикальной плоскости. Началом отсчета углов служит горизонтальная плоскость или отвесная линия.

Угол между горизонтальной плоскостью и направлением на данную точку называется углом наклона. Углы наклона отсчитываются от горизонтальной плоскости вверх со знаком плюс от 0° до 90°, и вниз со знаком минус от 0° до – 90° (рис. 45).

Угол, отсчитываемый от отвесной линии до направления на данную точку, называется зенитным расстоянием z. Зенитное расстояние всегда положительно и изменяется от 0° до 180°. Алгебраическая сумма угла наклона и зенитного расстояния составляет v + z = 90°.

Вертикальные углы измеряют при помощи вертикального круга (лимба), который жестко скреплен с трубой теодолита и вращается вместе с ней (рис. 46).

Нулевой диаметр лимба 1 параллелен визирной оси трубы. Алидада 2 расположена на оси вращения трубы, но с ней не соединена и при вращении трубы остается неподвижной. У ряда теодолитов (Т2, Т5, Т15) на алидаде вертикального круга установлен цилиндрический уровень 3 со специальным установочным винтом 4.

Перед отсчетом по вертикальному пузырек уровня 3 приводится в нуль-пункт этим винтом. У теодолитов Т30, 2Т30П уровень при алидаде вертикального круга отсутствует. При измерении угла наклона в нуль-пункт приводится пузырек уровня горизонтального круга с помощью подъемного винта, по направлению которого расположен уровень.

При измерении углов теодолитом с компенсатором, заменяющим уровень при алидаде вертикального круга, отсчет берут примерно через 2 секунды после наведения трубы на точку.

Существует несколько видов оцифровки лимба вертикального круга.

В теодолите Т30 деления вертикального круга оцифрованы от 0° до 360° против хода часовой стрелки.

В теодолитах 2Т30П, 2Т15, 3Т5К применяется секторная оцифровка градусных делений вертикального круга с указанием знаков «плюс» и «минус» для отсчетов, соответствующих положительным и отрицательным значениям углов наклона. От вида оцифровки вертикального круга зависит вид формул для вычислений места нуля и угла наклона.

Для удобства вычисления углов наклона ставится условие: при совмещении нуля лимба с нулем алидады визирная ось трубы должна быть параллельна оси уровня при алидаде вертикального круга. На практике это условие нарушается, и визирная ось может занимать горизонтальное положение, пузырек уровня находится в нуль-пункте, а отсчет по вертикальному кругу не равен нулю.

Отсчет по вертикальному кругу при горизонтальном положении визирной оси и оси цилиндрического уровня называется местом нуля вертикального круга и обозначается МО. Согласно рис. 47 МО – это угол между горизонтальной плоскостью и нулевым диаметром отсчетного устройства.

Рассмотрим схему измерения угла наклона с учетом влияния места нуля. Теодолит устанавливают на штатив и приводят в рабочее положение. Зрительную трубу при круге лево наводят на точку A, приводят пузырек уровня при вертикальном круге в нуль-пункт и снимают отсчет КЛ. Затем трубу переводят через зенит, вновь визируют на точку Aи снимают отсчет КП.

Формулы для вычисления места нуля и углов наклона для теодолита Т30 имеют вид:

(71)

Пример. КЛ = 4°21; КП = 175°37. Место нуля и угол наклона равен

Сходимость значений угла наклона, полученного по трем формулам, свидетельствует о правильности вычислений.

В теодолитах с секторной оцифровкой вертикального круга применяются следующие формулы:

(72)

Пример. Угол наклона измерен теодолитом 2Т30П, и получены отсчеты: КЛ = – 3°11′0; КП = 3°15′0.

Вычислим МО и угол наклона:

Контролем правильности измерения углов наклона является постоянство места нуля, колебания его не должны превышать двойной точности отсчетного устройства. Для удобства вычисления углов наклона МО приводят к значению, близкому к нулю (двойной точности отсчетного устройства).

Для выполнения этой поверки определяют МО из измерений точки с различными углами наклона. Если среднее значение МО превышает двойную точность отсчетного устройства, то выполняют юстировку.

В теодолитах с уровнем при алидаде вертикального круга юстировка выполняются в такой последовательности:

· установочным винтом уровня приводят пузырек уровня в нуль-пункт;

· наводящим винтом трубы устанавливают отсчет, равный МО;

· установочным винтом уровня совмещают нуль отсчетного устройства с нулем лимба, при этом пузырек уровня уйдет из нуль-пункта;

· исправительными винтами уровня приводят пузырек уровня в нуль-пункт;

· выполняют контрольное определение МО.

В теодолитах типа Т30 (2Т30П, 4Т30П) исправление выполняются по-другому:

· по отсчетам, полученным после наведения на точку при круге право и лево, вычисляют угол наклона n;

· зрительная труба остается наведенной на точку;

· наводящим винтом трубы устанавливают отсчет, равный вычисленному углу n, при этом перекрестие сетки нитей сместится с наблюдаемой точки;

· вертикальными исправительными винтами сетки совмещают центр ее с изображением точки;

· выполняют контрольное определение МО;

· после юстировки данным способом следует повторить поверку коллимационной ошибки.

У теодолитов 3Т5К, Т15К вместо уровня при вертикальном круге установлен самоуправляющийся оптический компенсатор, который автоматически устанавливает отсчетную систему вертикального круга в рабочее положение.

Принцип работы оптического компенсатора основан на том, что оптическая деталь или целая оптическая система, закрепленная на пружине или проволоках, становится маятником и под действием собственной массы стремится занять отвесное положение, компенсируя этим ошибку установки вертикальной оси теодолита.

При отвесном положении вертикальной оси теодолита JJ и горизонтальном положении визирной оси VV нулевой штрих «0» вертикального круга проектируется с помощью линз Л1 и Л2 и двух отражающих поверхностей П1 и П2 в точку «0′» шкалы отсчетного микроскопа (рис. 48).

Если вертикальную ось теодолита наклонить на угол n, то на тот же угол наклонится визирная ось и все элементы оптической системы, кроме отражающей поверхности П2.

Поверхность П2 под действием собственной массы и гибкого крепления в точке подвеса Kостается в прежнем положении. Если зрительную трубу установить в горизонтальное положение, то нуль «0» вертикального круга снова спроектируется в «0′» шкалы микроскопа. Таким образом, независимо от угла наклона прибора, при неизменном положении зрительной трубы отсчет по вертикальному кругу остается неизменным.

Источник

Журнал измерения горизонтальных углов способом приемов

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

Высшего образования

«петербургский государственный

Университет путей сообщения Императора Александра I»

(ФГБОУ ВО ПГУПС)

Выполнение лабораторных работ по инженерной геодезии и геоинформатике

Методические указания

Санкт-Петербург

2017

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

университет путей сообщения Императора Александра I»

Выполнение лабораторных работ по инженерной геодезии и геоинформатике

В методических указаниях даны рекомендации о порядке и методике выполнения лабораторных работ с использованием геодезических приборов (теодолита, нивелира, электронного тахеометра). Рассматриваются устройство приборов, порядок подготовки к работе, их поверки и порядок выполнения измерений.

Даны рекомендации по решению задач по теории погрешностей измерений и дешифрированию аэрофотоснимков.

Методические указания предназначены для студентов всех форм обучения специальностей 23.05.04 «Эксплуатация железных дорог», 23.05.06 «Строительство железных дорог, мостов и транспортных тоннелей», направлений бакалаврской подготовки 08.03.01 «Строительство», 21.03.02 «Землеустройство и кадастры», 27.03.01 «Стандартизация и метрология».

Методические указания разработали д.т.н. доцент Брынь М.Я., доцент Богомолова Е.С., к.т.н., доцент Сергеев О.П., к.т.н. Богомолова Н. Н.

1. ТЕОДОЛИТ 4Т30П. УСТАНОВКА В РАБОЧЕЕ ПОЛОЖЕНИЕ

1.1. Устройство теодолита 4Т30П

Теодолит 4Т30П – оптико-механический геодезический прибор, предназначенный для измерения горизонтальных и вертикальных углов, измерения расстояний при помощи нитяного дальномера, производства нивелирования горизонтальным лучом визирования, а также для определения магнитных азимутов по буссоли.

Прибор находит применение при производстве геодезических съемок, инженерно-геодезических изысканий и строительстве инженерно-технических объектов.

Название модели представляет собой шифр, который начинается с цифры обновления модели. Следующие за буквой «Т» цифры – величина средней квадратической погрешности измерения горизонтального угла одним приемом, выраженная в угловых секундах. Буква «П» в названии модели говорит о наличии прямого изображения зрительной трубы теодолита. По точности теодолит 4Т30П относится к классу технических теодолитов.

Устройство теодолита 4Т30П и его общий вид представлены на рис. 1.1.

Зрительная труба теодолита 4Т30П имеет увеличение 20˟ и переводится через зенит обоими концами. Пределы визирования варьируются от 1,2 м до бесконечности. Цена деления лимба – 1°, цена деления шкал отсчетного микроскопа – 5´, цена деления цилиндрического уровня – 45ʺ.

Подставка 1 теодолита крепится на штатив (в лабораторных условиях – на кронштейн) при помощи станового винта. Перед установкой необходимо убедиться в том, что закрепительный винт 2 подставки находится в зажатом положении. Алидада – диск с отсчетным устройством, имеет ось вращения, которую принято называть основной осью теодолита. Ее приводят в отвесное положение при помощи подъемных винтов 3 подставки и цилиндрического уровня 4 при алидаде горизонтального круга.

Цилиндрический уровень представляет собой стеклянную ампулу с выгнутой поверхностью с плавающим в жидком эфире пузырьком газа, образовавшегося при запаивании ампулы. Ось цилиндрического уровня – касательная к внутренней поверхности ампулы уровня в нуль-пункте. Нуль-пунктом называют разрыв в шкале, нанесенной на внешнюю сторону ампулы.

Рис. 1.1. Теодолит 4Т30П

1 – подставка; 2 – закрепительный винт подставки; 3 – подъемный винт;

4 – цилиндрический уровень; 5 – рукоятка перевода лимба; 6 – закрепительный винт алидады горизонтального круга; 7 – наводящий винт алидады горизонтального круга; 8 – колонки; 9 – зрительная труба; 10 – коллиматорный визир; 11 – закрепительный винт зрительной трубы; 12 – наводящий винт зрительной трубы; 13 – рукоятка фокусирующего устройства; 14 – диоптрийное кольцо окуляра зрительной трубы; 15 – вертикальный круг; 16 – отсчетный микроскоп; 17 – зеркало; 18 – буссоль.

Лимб горизонтального круга – неподвижный диск с угловой шкалой, расположенный соосно с алидадой, имеет рукоятку перевода лимба 5, необходимую для его перемещения. Лимб оцифрован от 0° до 360° по часовой стрелке. Для перемещения алидады в горизонтальной плоскости служат закрепительный 6 винт и наводящий 7 винт алидады.

На колонках 8 крепится зрительная труба 9. Коллиматорные визиры 10 служат для грубого наведения на цель. Они представляют собой вытянутые трубки, внутри которых поступающий пучок света прессуется в крестообразные щели. При использовании визира глаз наблюдателя должен находиться на расстоянии 25…30 см от него. При наведении зрительной трубы используют сначала закрепительный 11, а затем наводящий 12 винт зрительной трубы. Закрепительные и наводящие винты теодолита 4Т30П имеют плавный ход, и во избежание срывания их с резьбы запрещается применять усилия при вращении винтов.

Фокусирование зрительной трубы производится при помощи рукоятки фокусирующего устройства 13. Вращением диоптрийного кольца 14 достигается резкость изображения сетки нитей (рис. 1.2) в поле зрения зрительной трубы.

Горизонтальный и вертикальный 15 круги разделены через 1°. Вертикальный круг имеет секторную оцифровку от 0° до 75° и от -0° до

-75°. Изображения штрихов и цифр обоих кругов проецируются в поле зрения отсчетного микроскопа 16. Рядом с окуляром зрительной трубы расположен окуляр отсчетного микроскопа. Яркость света в поле зрения отсчетного микроскопа изменяется поворотом бокового зеркала 17.

Рис. 1.2. Сетка нитей

1 — дальномерные штрихи сетки нитей, 2 — вертикальный штрих,

3 – горизонтальный штрих, 4 – биссектор.

На рис. 1.3 изображено поле зрения отсчетного микроскопа. В верхней части поля видны штрихи лимба вертикального круга (В), в нижней части – штрихи лимба горизонтального круга (Г). Цена деления шкал равна 5´. Отсчет берут, округляя значение до целых минут, по градусному штриху. На рис. 1.3 значение отсчета по горизонтальному кругу составляет 125°03´. Шкала вертикального круга градуирована от 0´ до 60´ и от -0´ до -60´.

Рис. 1.3. Поле зрения отсчетного микроскопа 4Т30П

Отсчет по горизонтальному кругу:125°03´.

Отсчет по вертикальному кругу: – 0°16´.

Если перед значением градуса отсутствует знак, т.е. отсчет положительный, то количество минут отсчитывают по положительной шкале (слева направо). Если же перед величиной градуса имеется отрицательный знак, то количество минут отсчитывают по отрицательной шкале (справа налево). На рис. 1.3 отсчет по вертикальному кругу составляет – 0°16´.

Для определения магнитных азимутов в комплекте 4Т30П имеется ориентир-буссоль 18 (рис. 1.4), которую крепят в специальный паз.

1-закрепительный винт, 2 – винт арретира

1.2. Установка теодолита в рабочее положение

Приведение теодолита в рабочее положение включает в себя несколько этапов:

3) установка зрительной трубы для наблюдений;

4) установка отсчетного микроскопа.

Центрирование теодолита (установка прибора над вершиной измеряемого угла) выполняется с помощью нитяного отвеса. Для этого штатив устанавливают так, чтобы его головка располагалась над вершиной измеряемого угла и была горизонтальна, а высота установки штатива соответствовала росту наблюдателя.

В дальнейшем, предварительно ослабив становой винт, перемещением теодолита по головке штатива (а в лабораторных условиях – по кронштейну) добиваются установки отвеса над вершиной угла с точностью до 5 мм, после чего становой винт закрепляют.

Горизонтирование (приведение оси вращения алидады горизонтального круга в отвесное положение) выполняется при помощи подъемных винтов и цилиндрического уровня при алидаде горизонтального круга. Горизонтирование производят в следующем порядке: устанавливают цилиндрический уровень при алидаде по направлению любых двух подъемных винтов, вращают их одновременно в противоположные стороны, выводя пузырек уровня на середину. Затем поворачивают алидадную часть теодолита на 90° и поворотом третьего подъемного винта вновь выводят пузырек уровня на середину ампулы.

Установка зрительной трубы для наблюдений выполняется в несколько этапов. На первом этапе фокусируют изображение зрительной трубы «по глазу»: наводят ее на светлый фон и при помощи диоптрийного кольца добиваются четкого изображения сетки нитей. Затем фокусируют изображение «по предмету»: при помощи коллиматорного визира грубо наводят зрительную трубу на наблюдаемую точку и закрепляют закрепительные винты алидады и зрительной трубы, после чего, глядя в окуляр зрительной трубы, при помощи рукоятки фокусирующего устройства фокусируют изображение наблюдаемой цели. Для окончательного наведения используют наводящие винты алидады и зрительной трубы.

Установка отсчетного микроскопа заключается в обеспечении оптимальной освещенности поля зрения микроскопа с помощью вращения зеркала на боковой грани колонки и в установке микроскопа по «глазу», т.е. в получении отчетливого изображения делений угломерных кругов и отсчетных шкал вращением диоптрийного кольца окуляра микроскопа.

2. ПОВЕРКИ ТЕОДОЛИТА 4Т30П

Перед выполнением поверок необходимо осуществить внешний осмотр прибора, при котором следует проверить комплектность прибора и убедиться в отсутствии механических повреждений, в том числе и цилиндрического уровня.

Затем следует проверить работу подъемных винтов подставки, закрепительных винтов, плавность вращения зрительной трубы, алидады горизонтального круга, всех наводящих винтов, и пр.

Целью выполнения поверок является контроль выполнения геометрических условий, положенных в основу конструкции прибора. Геометрические условия связаны с основными осями прибора (см. рис. 2.1). Поверки всегда должны быть выполняться перед началом работ с теодолитом в строго определенной последовательности.

Рис. 2.1 Основные оси теодолита

ii –ось вращения алидады горизонтального круга;

uu – ось цилиндрического уровня на алидаде горизонтального круга;

tt – ось вращения зрительной трубы (горизонтальная ось);

ss – визирная ось зрительной трубы

2.1. Поверка цилиндрического уровня при алидаде горизонтального круга

Геометрическое условие. Ось цилиндрического уровня при алидаде горизонтального круга должна быть перпендикулярна оси вращения алидады.

Установив теодолит на кронштейне (или штативе), горизонтируют его по методике, изложенной в п.1.2.

Затем приступают к выполнению поверки. Для этого устанавливают цилиндрический уровень 4 (рис. 1.1) по направлению двух подъемных винтов и, вращая их в противоположных направлениях, приводят пузырек уровня на середину (в нуль-пункт). Затем поворачивают алидаду на 180°. Если после этого пузырек уровня остался на середине, то требуемое условие выполнено.

Если пузырек уровня уходит из середины более чем на одно деление, следует выполнить исправление (юстировку).

Для этого, действуя двумя исправительными винтами уровня 1, 2 (рис. 2.2) – вращая их специальной шпилькой, один винт откручивая, другой закручивая – перемещают пузырек уровня в сторону нуль-пункта на половину дуги отклонения. Вторую половину отклонения устраняют, вращая подъемные винты.

Рис.2.2 Схема цилиндрического уровня

Поверку повторяют до тех пор, пока смещение пузырька уровня после поворота алидады на 180° не будет превышать одного деления.

2.2. Поверка сетки нитей

Геометрическое условие. Вертикальная нить сетки нитей должна быть перпендикулярна оси вращения зрительной трубы.

Верхний конец вертикальной нити сетки наводят на отчетливо видимую точку. При помощи наводящего винта 12 зрительной трубы (см. рис.1.1) вращают трубу вокруг оси и наблюдают за перемещением точки по нити. Если вертикальная нить не сходит с наблюдаемой точки, то названное условие выполнено. Если изображение точки сойдет с нижнего конца вертикальной нити более чем на три ширины штриха, то необходимо:

– отвинтить колпачок 19 (см. рис.1.1), закрывающий сетку нитей;

– ослабить отверткой четыре крепежных винта 1 (рис. 2.3),скрепляющие окуляр с корпусом зрительной трубы;

– повернуть окулярную часть (вместе с сеткой) настолько, чтобы вертикальная нить сетки заняла правильное положение.

Рис.2.3. Винты сетки нитей: 1 — крепежные винты окуляра; 2 — горизонтальные и 3- вертикальные исправительные винты

После исправления завинчивают крепежные винты, повторяют поверку и в случае выполнения требуемого условия навинчивают колпачок.

2.3. Поверка визирной оси

Геометрическое условие. Визирная ось зрительной трубы должна быть перпендикулярна к оси вращения трубы.

Угол, на который визирная ось зрительной трубы отклоняется от перпендикуляра к оси вращения зрительной трубы теодолита, называется коллимационной погрешностью с, поэтому для проверки выполнения этого условия определяют величину коллимационной погрешности поверяемого прибора.

Для этого выбирают удаленную отчетливо видимую цель, находящуюся примерно на уровне прибора. Визируют на нее при круге лево (Л) и берут отсчет по горизонтальному кругу, например Л = 45°42′. Переводят трубу через зенит, наводят центр сетки нитей на ту же точку при круге право (П). Берут отсчет по горизонтальному кругу, например П = 225°36′. Вычисляют величину коллимационной ошибки с по формуле

В нашем примере

Коллимационная погрешность не должна превышать двойной точности отсчетного устройства. Для теодолита 4ТЗ0П .

Если величина , то следует исправить положение визирной оси зрительной трубы. Для этого вычисляют отсчеты по горизонтальному кругу, свободные от влияния коллимационной погрешности по формулам:

; .

Например:

По шкале горизонтальном круге с помощью наводящего винта алидады устанавливают отсчет, равный Л₀ или П₀. В результате центр сетки нитей сойдет с изображения наблюдаемой точки на величину с. После этого отвинчивают колпачок 19 (см. рис. 1.1), слегка ослабляют один из вертикальных исправительных винтов 3 (см. рис. 2.3) и, действуя горизонтальными исправительными винтами сетки 2, вращая их поочередно шпилькой в нужную сторону, перемещают сетку нитей до совмещения ее центра с изображением наблюдаемой точки. Ослабленные винты закрепляют и повторяют поверку.

2.4. Определение места нуля вертикального круга

Геометрическое условие. Место нуля вертикального круга (М0) должно быть равно нулю.

Место нуля вертикального круга – отсчет по вертикальному кругу теодолита при горизонтальном положении визирной оси зрительной трубы и пузырьке уровня на середине.

Для определения М0 выбирают точку и визируют на нее при круге лево. Перед взятием отсчета, контролируют положение пузырька цилиндрического уровня на алидаде горизонтального круга. Берут отсчет по шкале вертикального круга теодолита, например Л = 5º22′.

Затем наводят на ту же точку при круге право, опять проверяют положение пузырька уровня, берут отсчет по вертикальному кругу при круге право, например П = – 5º26′.

Вычисляют величину М0 по формуле

где Л и П – отсчеты по шкале вертикального круга теодолита при визировании на одну и ту же точку местности.

Если , то выполняют исправление. Для этого:

– вычисляют угол наклона:

или

– снимают колпачок 19 (см. рис. 1.1);

– наводят при круге лево центр сетки нитей на точку, на которую проводились измерения для определения М0;

– наводящим винтом 12 зрительной трубы (см. рис. 1.1) устанавливают на шкале вертикального круга отсчет, равный углу наклона n. При этом центр сетки нитей сойдет с точки;

– ослабив один из горизонтальных исправительных винтов сетки нитей 2 (рис. 2.3) и действуя вертикальными исправительными винтами 3 (вращая их поочередно в нужном направлении), перемещают сетку нитей до совмещения ее центра с изображением наблюдаемой точки.

После исправления заново определяют место нуля.

2.5. Поверка наклона горизонтальной оси

Геометрическое условие. Ось вращения зрительной трубы должна быть перпендикулярна вертикальной оси вращения инструмента.

Для выполнения поверки теодолит устанавливают на расстоянии 20 – 30 м от стены. Выбирают на ней высокорасположенную точку под углом наклона, равным 25–30° к горизонту. При круге лево наводят зрительную трубу на выбранную точку и опускают трубу примерно до горизонтального положения. Помощник наблюдателя отмечает на стене положение проекции центра сетки нитей. Затем переводят трубу через зенит, и при круге право наводят на ту же точку, опускают трубу до горизонтального положения и отмечают на стене положение проекции центра сетки нитей. Если проекции двух точек на стене совпадут, то требуемое условие выполнено.

Если расстояние между проекциями точек будет больше ширины биссектора сетки нитей, что соответствует наклону горизонтальной оси, равному 30², то рекомендуется исправление выполнить в мастерской.

3. ИЗМЕРЕНИЕ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ И ВЕРТИКАЛЬНЫХ УГЛОВ

3.1. Измерение горизонтальных углов способом приемов

Для измерения горизонтальных углов теодолит приводят в рабочее положение на штативе или кронштейне в учебной лаборатории, в нашем примере, над точкой 4. Измерения углов производят на марки или геодезические знаки, изображенные на моделях (макетах) на стенах аудитории. Выбрав на двух разных моделях по знаку, приступают к измерению угла в следующем порядке.

1. При круге лево (Л), ослабив закрепительные винты зрительной трубы и алидады горизонтального круга, наводят зрительную трубу по коллиматорному визиру на правую точку визирования, в нашем случае, точка 5. Закрепив алидаду и зрительную трубу и, действуя наводящими винтами, помещают ее в перекрестие сетки нитей. Берут отсчет по горизонтальному кругу и записывают его в журнал измерения горизонтальных углов (табл. 3.1, графы 4 и 5). В нашем примере он равен 220°15¢.

2. Ослабив закрепительные винты алидады горзонтального круга и зрительной трубы, производят наведение зрительной трубы на левую точку (в нашем случае, точка 3)и берут отсчет по горизонтальному кругу, завершая первый полуприем. Взятый отсчет по горизонтальному кругу (117°34¢) записывают в журнал (графы 4 и 5).

3. Вычисляют значение горизонтального угла при круге лево, вычитая из отсчета на правый знак отсчет на левый знак.

В нашем случае горизонтальный угол при круге лево равен 102°41¢. Полученное значение угла записывают в графу 6 табл. 1.

Если отсчет на правую точку окажется меньше отсчета на левую, то к нему прибавляют 360°.

4. Приступают ко второму полуприему: переводят трубу через зенит, при помощи рукоятки сбивают лимб на 1-2°, наводят зрительную трубу при круге право (П) на правую точку и берут отсчет по горизонтальному кругу (38°14¢) и записывают его в журнал (графы 4 и 5)).

5. Ослабляют закрепительные винты алидады и зрительной трубы, наводят центр сетки нитей на левый знак. Берут отсчет по горизонтальному кругу (395°32¢).

6. Вычисляют значение угла при круге право, как разность отсчетов на правый и левый знаки.

Полученное значение угла записывают в графу 6 табл. 3.1.

7. Значения угла из двух полуприемов не должны отличаться больше, чем на двойную точность отсчетного микроскопа теодолита. Для модели 4Т30П эта величина составит 1´.

При выполнении этого условия вычисляют среднее значение угла из двух полуприемов, в нашем случае, 102°41,5´.

Журнал измерения горизонтальных углов способом приемов

Источник

Журнал измерений углов способом круговых приемов

Дата: 03 октября 2003 года Наблюдал: Конограй Е.

Теодолит: 2Т – 30 Записывал: Ледвягин А.

ср. измер. отчетов

Измерение магнитных азимутов

Теодолит приводится в рабочее состояние, на конце алидады закрепляется буссоль. Вращая алидаду на горизонтальном круге устанавливается нулевой значение (0 о 00 / ). После закрепительный винт алидады закручивают, а винт лимба ослабляют и вращая алидаду, приводим стрелку буссоли и штрихи-индексы в равновесие, при этом объектив зрительной трубы и северная стрелка буссоли по направлению совпадают. Винт лимба закрепляют. При выполнение всех операций горизонтальный круг оказывается сориентирован по магнитному меридиану. Затем при вращение только алидады зрительная труба наводится на искомую цель и снимается отсчет по горизонтальному кругу. Полученные отсчеты будут являться магнитными азимутами А_м.

Измерения углов наклона

Теодолитом можно измерить не только горизонтальные углы, но и вертикальные. Измерение углов наклона происходит при помощи вертикального круга. Углы могут быть положительными и отрицательными в зависимости от расположения трубы (выше или ниже относительно линии горизонта трубы).

Измерения угла происходит как правило при двух положениях трубы «круг слева» и «круг справа». Отсчеты снимаются после наведения горизонтальной нити сетки зрительной трубы на нужную цель с вертикального круга, причем при снятие отсчета для положение трубы «круг справа» минуты отсчитываются не как обычно (слева направо), а справа налево. После снятия отсчетов производятся расчеты по формулам: .Если \МО\>2t, то место нуля необходимо исправлять.

Л= 8 о 49 / МО=

Измерения расстояния

При помощи теодолита можно измерять расстояние до рейки. Для этого имеются два коротких горизонтальных штриха в поле зрения зрительной трубы, они называются дальномерные нити. При наведение на рейку, которая имеет сантиметровые деления, оценивается длина рейки расположенную между дальномерными нитями. Эта длина определяется разностью отсчетов, из показаний нижней нити (L // ) снимают показания верхней (L / ) L=L // -L / . Чтобы вычислить расстояние до рейки надо найденную длинуLумножить на 100.d=100 . L.

Источник

Журнал измерения горизонтальных углов способом круговых приемов

№ точек стояния	№ точек визирования	Отсчеты по горизонтальному кругу	Среднее из отсчетов	Приведенное направление	2С=КЛ–КП
B	C	1°10.0′	181°11.0‘	1°10.4» 1°10.5‘	0°00.0‘	–1,0‘
A	74°34.0′	254°34.5‘	74°34.2‘	73°23.8‘	–0,5‘
D	172° 14.0′	352°15.5‘	172°14.8‘	171°04.4‘	–1,5‘
C	1°10.0′	181°10.5‘	1°10.2‘	–0,5‘

· ИЗМЕРЕНИЕ УГЛОВ НАКЛОНА

Существует несколько видов оцифровки лимба вертикального круга.

В теодолите Т30 деления вертикального круга оцифрованы от 0° до 360° против хода часовой стрелки.

Формулы для вычисления места нуля и углов наклона для теодолита Т30 имеют вид:

(71)

Пример. КЛ = 4°21; КП = 175°37. Место нуля и угол наклона равен

Сходимость значений угла наклона, полученного по трем формулам, свидетельствует о правильности вычислений.

В теодолитах с секторной оцифровкой вертикального круга применяются следующие формулы:

(72)

Пример. Угол наклона измерен теодолитом 2Т30П, и получены отсчеты: КЛ = – 3°11′0; КП = 3°15′0.

Вычислим МО и угол наклона:

В теодолитах с уровнем при алидаде вертикального круга юстировка выполняются в такой последовательности:

· установочным винтом уровня приводят пузырек уровня в нуль-пункт;

· наводящим винтом трубы устанавливают отсчет, равный МО;

· исправительными винтами уровня приводят пузырек уровня в нуль-пункт;

· выполняют контрольное определение МО.

В теодолитах типа Т30 (2Т30П, 4Т30П) исправление выполняются по-другому:

· по отсчетам, полученным после наведения на точку при круге право и лево, вычисляют угол наклона n;

· зрительная труба остается наведенной на точку;

· вертикальными исправительными винтами сетки совмещают центр ее с изображением точки;

· выполняют контрольное определение МО;

· после юстировки данным способом следует повторить поверку коллимационной ошибки.

Источник

Измерение горизонтальных углов. Горизонтальные углы измеряются способом измерения отдельного угла и способом круговых приемов

Горизонтальные углы измеряются способом измерения отдельного угла и способом круговых приемов.

Способ измерения отдельного угла применяется в случае, когда на точке имеются два направления (рисунок 40). В зависимости от требуемой точности измерения выполняются:

— одним приемом с перестановкой лимба между полуприемами;

Рисунок 40 – Измерение отдельного угла

Порядок измерения угла одним приемом с перестановкой лимба следующий:

— при круге «лево» трубу теодолита наводят на точку А так, чтобы изображение вертикального штриха марки (предмета) находилось в биссекторе сетки нитей зрительной трубы;

— устанавливают горизонтальный круг на отсчет, близкий к 0 о ;

— проверяют наведение трубы на точку А, дважды совмещают противоположные штрихи горизонтального круга и снимают отсчеты по оптическому микрометру;

— вращая алидаду по ходу часовой стрелки, трубу наводят на точку С и снимают отсчеты.

Указанные действия составляют полуприём, затем:

— горизонтальный круг переставляют на произвольный угол, трубу переводят через зенит, наводят на точку С и снимают отсчеты;

— вращая алидаду против хода часовой стрелки, трубу теодолита наводят на точку А и снимают отсчеты.

Указанные действия составляют второй полуприем.

Результаты измерений записывают в журнал установленной формы. Не разрешается делать записи на отдельных листах. Полевой журнал должен содержать данные непосредственных измерений .и все необходимые пояснения. Переписывание полевых журналов не разрешается. Запись в журналах ведут простым карандашом аккуратно, четким почерком (рисунок 27). Неправильно написанное зачеркивают так, чтобы зачеркнутое можно было прочитать, сверху записывают правильные данные. При исправлении чисел, зачеркивают все число, а не отдельные его цифры. Новое число записывают сверху. Исправление отсчетов секунд, пользование резинкой, а также исправление цифр по цифрам или букв по буквам не разрешается.

Названия одних и тех же пунктов, встречающихся в различных полевых материалах, должны быть одинаковые. Точно так же должно быть полное соответствие одних и тех же числовых данных, записанных в различных журналах.

Полевые журналы должны быть аккуратно оформлены. Название наблюдаемого пункта записывают на каждой странице журнала. Названия наблюдаемых направлений пишут в каждом приеме. Погоду и видимость указывают на каждом пункте в начале и конце наблюдений, а также при существенных их изменениях, а число, месяц и время – в начале и конце наблюдений на каждом пункте.

На титульном листе журнала записывают год производства работ, номер журнала, номер теодолита, фамилию наблюдателя и условное наименование организации. Страницы полевого журнала нумеруют чернилами, а число страниц в нем заверяют подписью соответствующего начальника.

Пример записи и обработки результатов измерений отдельного угла одним приемом приведен в таблице 11.

Таблица 11 – Запись и обработка измерений отдельного угла одним приёмом

Пункт: № 3, штатив Дата: 27.07.70 г. Время: 9 ч 40 мин	Погода: ясно Приём I Видимость: хорошая, изображение отчетливое
Название направления	Круг	Отсчет по штрихам лимба	Отсчет по микрометру			Значение направления
α₁	α₂
Л	0 о 00′	30″	32″	31″	212 о 51’18»
№ 2, шт.	51’13»
П	96 34
Л	212 51
№ 4, шт.	51’13»
П	309 25

Порядок измерений отдельного угла несколькими приемами остаётся тот же. Особенность заключается только в том, что между полуприемами лимб не переставляется и второй полуприём при круге «право» выполняется на той же установке горизонтального круга. При переходе от одного приема к другому горизонтальный круг переставляется на угол

(22)

где m – число приемов,

Пример.При измерении угла четырьмя приемами установки лимба будут:

I прием – 0°00′, III прием– 90°30′,

II прием – 45°15′, IV прием – 135°45′.

Пример записи и обработки результатов измерения отдельного угла несколькими приемами дан в таблице 12.

Таблица 12 – Запись и обработка измерений отдельного угла несколькими приёмами

Пункт: 0119 Дата: 27.07.70 г. Время: 9 ч 40 мин	Погода: ясно, ветер Приемы I, II Видимость: хорошая, изображение отчетливое
Название направления	Круг	Отсчет по штрихам лимба	Отсчет по микрометру			Значение направления
α₁	α₂
ОРП-1 ОРП-2	Л П Л П	0 о 00′	40»	41»	40»	00’40» 17 03	0 о 00’00» 24 16 23
180 00
24 17
204 17
ОРП-1 ОРП-2	Л П Л П	90 30	30 13 46 39	0 00 00 24 16 26
270 30
114 46
294 46

Среднее значение из двух приёмов: ОРП-1 0 о 00’00»

Способ круговых приемов применяется, когда на пункте имеется несколько направлений (три и более). Сущность его состоит в последовательном наведении трубы теодолита (рисунок 41) на наблюдаемые пункты от начального до последнего с повторным наведением трубы на начальный пункт (замыкание горизонта). За начальное направление принимается хорошо видимый и наиболее удаленный пункт.

Порядок измерения углов способом круговых приемов следующий:

— при круге «лево» трубу теодолита наводят на пункт, который принят за начальный (№ 127);

— горизонтальный круг устанавливают на отсчет, близкий к 0°;

— проверяют наведение трубы на начальный пункт, дважды совмещают противоположные штрихи горизонтального круга и снимают отсчеты по оптическому микрометру;

Рисунок 41 – Измерение углов способом круговых приёмов

— вращая алидаду по ходу часовой стрелки, трубу теодолита наводят последовательно на все наблюдаемые пункты (ОРП-1,2,3) и снимают отсчеты; полуприем заканчивается повторным наведением трубы теодолита на начальный пункт (№ 127);

— трубу переводят через зенит, наводят на начальный пункт и снимают отсчеты;

— вращая алидаду против хода часовой стрелки, трубу теодолита наводят поочередно на все пункты, но в обратном порядке и снимают отсчеты;

— второй полуприем также заканчивается повторным наведением на начальный пункт.

При переходе от одного приема к другому горизонтальный круг переставляется на угол σ по формуле (22).

Прием записи и обработки результатов измерения углов способом круговых приёмов приведен в таблице 13.

Результаты наблюдений контролируются:

— по разности отсчетов при двойном совмещении противоположных штрихов горизонтального круга;

— по не замыканию горизонта;

— по расхождению значений направлений из отдельных приемов.

Если измерения не удовлетворяют установленным допускам, они повторяются на тех же установках лимба. Первоначальные значения переделанных приемов в обработку не включают.

Таблица 13 – Запись и обработка измерений углов способом круговых приёмов

Пункт: ГТ-1 Дата: 27.07.70 г. Время: 9 ч 30 мин	Погода:ясно,ветер Прием I Видимость: хорошая, изображение отчетливое
Название направления	Круг	Отсчет по штрихам лимба	Отсчет по микрометру			Значение направления
α₁	α₂
№ 127	Л П Л П Л П Л П Л П	0 о 00′	14»	16»	15»	24 30 30 44 17 27 00 23	0 о 00’00» 56 24 08 174 30 22 212 17 05 —
180 00
ОРП-1	56 24
236 24
ОРП-2	174 30
354 30
ОРП-3	212 17
32 17
№ 127	0 00
180 00

Если отдельные направления в приеме не удовлетворяют допуску на колебание направлений в приемах, такие направления разрешается перенаблюдать совместно с начальным. Наблюдения на пункте повторяют, заново, если более 30 % приемов или направлений подлежат переделке. Перед повторением наблюдений на пункте проверяются установка теодолита и штатива (крепление внутренней пирамиды и инструментального столика сигнала), условия прохождения визирных лучей и выбираются более благоприятные условия видимости визирных целей.

По окончании наблюдений на пункте в журнале составляется сводка результатов измерений горизонтальных направлений и вычисляются средние значения измеренных направлений и их средние квадратичные ошибки.

Пример вычисления средних значений измеренных направлений на пункте и оценки точности полученных результатов измерений приведен в таблице 14.

Средняя квадратичная ошибка направления из одного приема

(23)

Таблица 14 – Вычисление средних значений измеренных направлений

Начальное направление № 127 0 о 00’00»,0	Название пункта: ГТ-1
№ приема	Установка лимба	ОРП-1	ОРП-2	ОРП-3
величина угла	v	величина угла	v	величина угла	v
I	0 o 00	56 о 24′ 08»	— 4»,0	174 o 30′ 22»	— 0»,7	212 o 17′ 05»	— 1»,8
II	30 10	0,0	-2,7	— 2,8
III	60 20	+ 4,0	-1,7	+ 1,2
IV	90 30	— 1,0	+4,3	+ 3,2
V	120 40	+ 2,0	-2,7	— 3,8
VI	150 50	— 1,0	+3,3	+ 4,2
Среднее	56 o 24’12»,0	212 o 14′ 06»,8
Σ (+ v) Σ (- v) Σ \| v\|	+ 6,0 — 6,0	+ 7,6 — 7,8	+ 8,4 — 8,4
44,2

Средняя квадратичная ошибка среднего значения направления из 6 приемов

(24)

где n – число направлений;

m – число приемов.

Для 6 приемов К = 0,23; для 9 приемов К = 0,15.

Контрольные вопросы и упражнения:

1. Перечислить способы измерения горизонтальных углов и рассказать об их сущности?

2. Рассказать о порядке измерения отдельного угла несколькими приемами?

3. Рассказать о порядке измерения углов способом круговых приемов?

4. Рассчитать установки горизонтального круга для измерения углов 4, 6 и 9 приемами.

5. Вычислить средние значения и оценить точность измерения направлений. Начальное направление: № 139 0 о 00’00».

Источник