7. Угловые измерения в геодезии 7.1. Классификация теодолитов
Теодолит – геодезический измерительный инструмент, предназначенный для замера вертикальных и горизонтальных углов. Данный прибор применяется при проведении геодезических и строительно-монтажных работ.
Устройство теодолита. В основе устройства теодолита лежат следующие узлы:
- штатив;
- подставка;
- горизонтальный круг, состоящий из лимба и алидады и предназначенный для измерения горизонтальных углов;
- вертикальный круг для измерения углов наклона.
1. Высокоточные Т05 и Т1, предназначенные для измерения углов в триангуляции и полигонометрии 1-го и 2-го классов.
2. Точные Т2 - для измерения углов в триангуляции и полигонометрии 3-го и 4-го классов;
Т5 - для измерения углов в триангуляционных сетях и полигонометрии 1-го и 2-го разрядов.
3. Технические Т15, ТЗО - для измерения углов в теодолитных и тахеометрических ходах и съемочных сетях, а также для выполнения разбивочных работ на местности.
Рис. 38. Структурная схема теодолита
Виды теодолитов
Основной ГОСТ теодолитов ГОСТ-10529-96.
По классу точности теодолиты делят на следующие группы: высокоточные (Т05, Т1), точные (Т2, Т5), и технические (Т15, Т30).
Согласно особенностям устройства, теодолиты делят на следующие категории:
1) традиционные - с уровнем на вертикальном круге;
2) К - с компенсатором углов наклона;
3) А - автоколлимационные;
4) М - маркшейдерские;
5) Э - электронные.
Перед эксплуатацией все геодезические устройства подвергаются проверкам и испытаниям.
Поверки и юстировка теодолита – оценка его технического состояния.
- оптический теодолит – теодолит с кругами из стекла, имеющий оптические отсчетные устройства;
- электронный теодолит – наиболее современное устройство с функциями вычисления и запоминания углов и координат точек на местности;
- кодовый теодолит – снабжен специальным устройством, которое автоматически рассчитывает координаты и выводит их на экран компьютера;
- гироскопический теодолит – основной функцией данного устройства является определение меридиана;
- маркшейдерский теодолит – специальный теодолит для проведения работ в шахтах;
- тахеометры;
- астрономический теодолит – снабжен микрометром, благодаря которому может производить визирование в зенит.
Рис. 39. Принципиальная схема оптического теодолита:
1 — треножник; 2 — вертикальная осевая система; 3 — горизонтальный круг;
4 — закрепительно-наводящее устройство алидады; 5 — алидада горизонтального круга с отсчётным устройством; 6 — переключатель отсчётов по горизонтальному и вертикальному кругам; 7 — уровень при алидаде 5; 8 — визирная зрительная труба; 9 — отсчётный микроскоп; 10 — горизонтальная осевая система; 11 — закрепительно-наводящее устройство трубы 8; 12 — уровень при алидаде вертикального круга; 13 — осветительное зеркало; 14 — установочное устройство уровня 12.
7.2. Особенности эксплуатации высокоточных оптических теодолитов
При угловых измерениях в триагуляции 1-го 2-го классов, когда расстояния между пунктами сети 10-30 км, влияние инструментальных ошибок теодолита тпр и ошибок, возникающих под воздействием внешней среды тср (рефракции, кручения сигналов, фазы сигналов и др.), на результаты угловых измерений примерно одинаково. Как известно, средняя квадратическая ошибка измерения угла в триангуляции 1-го класса тβ < 0,7".
Величина этой ошибки складывается из инструментальной ошибки теодолита и ошибок влияния внешней среды:
При тпр = тср будем иметь
Таким образом, инструментальная ошибка тпр является результатом совместного влияния комплекса инструментальных ошибок теодолита. Влияние каждого отдельного источника инструментальных ошибок не должно превышать величины 0,2-0,3". Это говорит о высоких требованиях, предъявляемых к изготовлению, сборке и юстировке основных узлов оптического теодолита.
Эксплуатация любого технического устройства, в том числе и теодолита, требует проведения регулярных мероприятий, связанных с поддержанием этого устройства (теодолита) в заданных техническими условиями эксплуатации параметрах. Применительно к эксплуатации теодолитов этими мероприятиями являются испытания, поверки и юстировки.