Порядок выполнения работы

Работа начинается с центрирования теодолита. Поверки выполняются в следующем порядке:

1. Производится поверка уровня при алидаде.

2. Производится поверка сетки нитей.

3. Определяется коллимационная погрешность.

4. Проверяется коллиматор.

Содержание отчета

Результаты поверки кратко записываются на лист А5 или А4 и делаются выводы о готовности прибора к работе. Результаты измерения углов при определении коллимационной погрешности записываются в таблице.

№№ точек	Круг	Отсчеты по лимбу, алидаде			С
		Градус	Минуты	Секунды
1.	КЛ	125°	28’	30”	(305°27’00”-125°28’30”-180°)/2=45”
1.	КП	305°	27’	00”

В работе приводятся рисунки, схемы.

Лабораторная работа выполняется бригадой из 5 человек. Текст выполняется пастой синего цвета.

Рисунки, схемы выполняются пастой черного цвета. Сокращения, исправления не допускаются. Исправления можно производить аккуратным зачеркиванием цифры и написанием над ней уточненной. Результаты выполнения работы сдаются на следующем занятии по лабораторной работе.

Лабораторная работа №7 Измерение горизонтальных и вертикальных углов и длин линий

Цель работы: закрепление теоретического материала, приобретение практических навыков измерения углов.

Место проведения работы: учебный полигон, лаборатория инженерной геодезии учебного полигона.

Инструменты и принадлежности:

- теодолит 2Т30П;

- нивелирная рейка РН-3;

- вешки;

-полевой журнал теодолитной съемки;

- калькулятор;

- полевой журнал измерения горизонтальных углов.

Общие теоретические сведения

Горизонтальные углы β измеряются на точке стояния (станции). Они позволяют определять дирекционные углы сторон по формуле α_i+1 = α_i ± β ± 180º. Измерив длину стороны, можно определить координаты по формуле

Х_i+1 = Х_i ± ΔХ, Y_i+1 = Y_i ± ΔY, но

ΔХ _i = d_icos α_i, ΔY=d_isin α_i. (7.1)

Если рельеф пересеченный, и углы наклона сторон превышают 1º30`, необходимо измерить и угол наклона ν_1, чтобы найти величину горизонтального положения d=D*cosν.

Поэтому для определения координат точек необходимо измерить горизонтальные углы β, длину сторон и угол наклона линий.

Для измерения углов в теодолитах имеются отсчетные устройства – лимб и алидада. Лимб – это круг (чаще стеклянный), на котором нанесены по часовой стрелке градусы и минуты. Алидада представляет собой круг, на котором нанесен штрих или шкала ценой деления 1º. Шкала оцифрована от 0 до 6 и разбита на определенное количество интервалов.

Цена деления определяется по формуле

ЦД″=l/(n-1), (7.2)

где t – размерность алидады. Обычно t=1º, или 60`.

Рис.7.1. Поле зрения отсчетных устройств теодолитов: а – теодолита Т2; б – Т5; в – Т30; г – 2Т30

Для определения цены деления алидады у шкаловых теодолитов совмещаем нулевой штрих алидады с градусным делением лимба и определяем размерность алидады. У теодолитов 2Т30 одно деление равно 60′. Затем определяем количество штрихов на алидаде, уместившихся между градусными делениями лимба. У теодолитов 2Т30 n=12 и ЦД=5′.

Измерение горизонтальных углов. Перед измерением углов теодолит приводят в рабочее положение. Измерения горизонтальных углов можно производить: способом приемов, методом круговых приемов и повторений.

Рис. 7.2. Отсчетное устройство теодолита 2Т30: а - отсчет по горизонтальному кругу (125º07'):

б, в - отсчеты по вертикальному кругу при положительном значении угла (+3º58' )

и отрицательном значении угла (-3º00'00'')

Способ приемов применяется, когда на станции измеряется один угол (рис.7.3,а). Вначале визируют на одну точку и берут отсчет О₁ по отсчетному микроскопу, осветив при этом зеркалом поле его зрения.

а) б)

Рис. 7.3. Измерение горизонтального угла: а - способ приемов; б - метод круговых приемов

Затем наводят на вторую точку хода и берут отсчет О₂. Определив разность отсчетов, получают горизонтальный угол β:

β=О₁-О₂ . (7.3)

Так как лимб теодолита оцифрован по часовой стрелке, то в первую очередь наводят на правую точку, а затем на левую. На рис.7.3,а первоначально наводим на точку 3, затем на точку 2. Согласно рис.7.3, б отсчет на точку 3 равен: теодолит Т5 - 174º55', Т30 - 70º04', 2Т30 - 125º07'. Результаты измерения записываются в полевой журнал.

Первоначально угол β измеряют при круге «Лево» (КЛ).

Это первый полуприем. Для контроля измерение угла повторяют при круге «Право» (КП). Это второй полуприем. Значение углов при «КЛ» и «КП» не должно различаться более чем на 2t (где t – точность отсчетного устройства теодолита).

Метод круговых приемов. Применяется когда на станции необходимо измерить n-е количество углов (рис.7.3,б).

При первом приеме отсчет на лимбе и алидаде устанавливают на ноль. Приведя теодолит в рабочее положение, наводят зрительную трубу на точку теодолитного хода (например 2, рис.7.3,б) при закрепленной алидаде и открепленном лимбе. Лимб закрепляют, а алидаду открепляют. Наводят по часовой стрелке на точки 3,4,5 (рис. 7.3,б). При каждом наведении на отсчетном микроскопе берут отсчет. В конце измерений наводят на начальную точку (точку 2, рис.7.3,б), чтобы убедиться в неподвижности лимба. Это первый полуприем. Второй полуприем выполняют при «КП». При этом отсчет на лимбе и алидаде не выставляют на 0º00´00´´. Измерения ведут против часовой стрелки. Два полуприема составляют один круговой прием. Если требуется высокая точность измерения углов β, то приемов может быть несколько. При этом между приемами отсчеты на лимбе переставляют на 180/m градусов, где m – число приемов.

Измерение длин линий можно производить рулетками, мерными лентами (рис.7.4,7.5), дальномерами, лазерными рулетками.

При измерении мерными лентами должны быть два мерщика. Задний мерщик собирает шпильки, воткнутые передним мерщиком, и определяет длины линий

D=nl+r,

где l – длина мерной ленты (5,10,20,30,50 м); n – число шпилек у заднего мерщика; r – величина остатка.

Для того чтобы избежать грубых ошибок, трасса разбивается на отрезки по 100 м. В этом случае, отложив ленту 5 раз, передний мерщик втыкает шпильку. У заднего мерщика на одну шпильку будет меньше.

Рис.7.4. Рулетки: а - на крестовине; б - в закрытом корпусе

Рис. 7.5. Мерные ленты: а – штриховая; б – шкаловая; в – лента на кольцевом станке; г – шпильки на проволочном кольце: 1 – штрихи, 2 – ручки, 3 – прорезы для шпилек, 4 – дециметровые отверстия,

5 – полуметровые заклепки, 6 – метровые пластины, 7 – стальное полотно, 8 – шпилька,

9 – стопорные винты кольцевого станка

Измеренное расстояние будет равно:

Д=100р+L(l·n)к+r, (7.4)

где р – число передач шпилек от заднего мерщика переднему;

к – число шпилек у заднего мерщика в момент измерения остатка;

l - длина ленты, м;

r – остаток, м.

Длину остатка определяют с точностью до сантиметра. Измерения длины линии производят дважды: в прямом и обратном направлениях. Расхождение между прямым и обратным измерениями должно быть не более 1:2000 от измеряемой стороны, если местность удобная для измерений, и 1:1000, если местность неудобна для измерений (кочки, пахота, болото и т.п.). Результаты измерений длин линий записываются в полевой журнал.

Если угол наклона линии (ν) превышает 1º 30^', вводится поправка за наклон (рис.7.6):

δ_ν = -2D*sin²(ν/2). (7.5)

Рис.7.6. Введение поправки за наклон измеряемой линии; ν_АВ – угол наклона линии АВ; ν_ВС - угол наклона линии ВС

Перед измерением ленты компарируют, сравнивают с эталоном и вводят поправки: на растяжение, на температуру, на погрешность в длине.

Длину линий можно определять дальномерами. Дальномеры подразделяют на оптические, (с постоянной базой или постоянным углом), свето- и радиодальномеры. Светодальномеры подразделяют в зависимости от индекса: индекс Г - для построения государственных геодезических сетей; П - для прикладной геодезии и маркшейдерии; Т - для топографических съемок. Например, 2 СТ 105/3 - светодальномер топографический, измеряющий расстояние до 10 км со среднеквадратической ошибкой m_i ⁼5+3 Д, мм (Д - расстояние в километрах). Дополнительно в шифре могут быть буквы Н - насадка на теодолит; Д - прибор использует диффузное отражение сигнала от предметов и не требует специальных отражателей; М - маркшейдерское исполнение (для подземных работ).

Уральский оптико-механический завод выпускает светодальномер Блеск 2

(2СТ 10-02) с диапазоном измерения расстояний от 2 до 5000 м (рис.7.7).

Рис. 7.7. Светодальномер «Блеск»

Рис. 7.8. Нитяной дальномер: а – сетка нитей; б – схема определения расстояния

При измерении длины линии оптическими дальномерами с постоянным углом длина линии будет равна:

D= L + f+δ, (7.6)

где L - расстояние от переднего фокуса объектива до рейки; f - фокусное расстояние объектива; δ - расстояние между объективом и осью вращения прибора.

Измерение вертикальных углов. Для измерения вертикальных углов измеряют высоту прибора, затем устанавливают рейку на точке теодолитного хода (рельефа, ситуации) и наводят перекрестие сетки нитей на отсчет по рейке, равный высоте прибора. Берут отсчет по лимбу и алидаде вертикального круга. Угол может иметь знак «+» или «-». Измерения выполняются при «КП» и «КЛ». Угол ν будет равен

ν = КЛ + КП, или ν = КЛ - МО, или ν = МО - КП.