§ 21. Измерение горизонтальных и вертикальных углов

Горизонтальный угол на местности измеряют так. В вер­шине измеряемого угла устанавливают теодолит. Головку штатива располагают примерно над знаком, а верхнюю площадку головки приводят в горизонтальное положение. Наконечники ножек штати-•ва вдавливают в грунт.

Теодолит центрируют над точкой и по уровню на алидаде гори­зонтального круга приводят с помощью подъемных винтов ось вра­щения теодолита в вертикальное положение.

На точках, фиксирующих направления, угол между которыми измеряется, устанавливают визирные цели: марки, вехи, шпильки •и т. п.

Устанавливают сетку нитей трубы в соответствии со зрением наблюдателя. Для этого наводят трубу на светлый фон (небо, бе­лую стену) и, вращая окулярное кольцо, добиваются в поле зре­ния трубы четкого изображения сетки нитей.

Глядя поверх трубы, совмещают крест визира с визирной целью — визирная цель должна появиться в поле зрения трубы. По­сле попадания в поле зрения трубы визирной цели фиксируют на-

77

равление, зажимая закрепительные винты алидады и трубы. Вра­щением фокусирующей кремальеры добиваются резкого изображе­ния визирной цели. Наводящими винтами алидады и трубы совмещают центр сетки с изображением визирной цели.

Существуют несколько способов измерения углов. Наиболее простой способ — измеряют углы совмещением нулей лимба и али­дады или «от нуля». В этом случае нуль алидады совмещают с нулем лимба. Закрепляют алидаду, оставляя не закрепленным лимб. Трубу наводят на визирную цель и после этого закрепляют лимб. Открепляют алидаду и наводят трубу на другую визирную цель. Закрепляют алидаду. Отсчет на лимбе даст величину изме­ряемого угла. Отсчеты по лимбу, как правило, производят дважды.

Описанный способ прост, но не достаточно точен, поэтому чаще применяют способ приемов. В этом случае совмещение трубы с первой визирной целью производят при произвольном отсчете по лимбу.

Измерение угла при одном положении круга называют полу­приемом. Обычно работу по измерению угла на точке оканчивают полным приемом: измерением при правом КП и левом КЛ положе­ниях вертикального круга. Более точных результатов можно до­стичь, если измерения выполнить несколькими приемами. Резуль­таты измерений записывают в полевой журнал (табл. 5). Из по­лученных отсчетов (например, на левую точку 14) 163°18',6 и 18',8 берут среднее—163° 18',7. На правую точку (16) получают сред­ний отсчет 318°42^/,2. Разность средних отсчетов, КП минус КЛ, является измеренной величиной угла 155°23',5. Расхождение зна­чений измеренного угла в полуприемах не должно превышать полу­торной точности отсчета.

Таблица 5

Станция	Точка наблюде­ния	Отсчеты			Углы
		1	2	средние	в полуприе­мах	среднее
КЛ
15	14 16	163°18',6 318°42',3	18',8 42', 2	163°18',7 318°42/,2	155°23',5	155°23',2
КП
	14 16	250°44',8 46°07' ,7	44 ',8 07', 4	250°44',8 46°07' ,6	155°22',8

Если измерения производят несколькими (п) приемами, то лимб между ними переставляют на угол у* у= 180°/п.

В вертикальной плоскости (вертикальные уг­лы) теодолитом измеряют углы наклона и зенитные расстояния.

Углы наклона принято различать положительные и отрицатель­ные. Положительный угол образуется разностью между направле-

78

ниеЦ на предмет, располагаемым выше уровня горизонтальной оси вращения трубы, и направлением, соответствующим горизонтально­му положению визирной оси. Отрицательный угол образуется меж­ду горизонтальным положением визирной оси трубы и направлением на точку, располагаемую ниже горизонтальной оси вращения трубы.

При измерении вертикальных углов (рис. 57, а) исходным (ос­новным) направлением является горизонтальное. Отсчеты ведут по

Рис. 57. Схема измерения вертикальных углов (а)

и подпись делений на вертикальном круге (б):

/ — окуляр, 2 — вертикальный круг, 3 — объектив, 4 — отсчетный

индекс, 5 — уровень, 6 — оцифровка; НН — горизонтальная ось,

VV — вертикальная ось

шкалам, нанесенным на вертикальный круг 2 теодолита (на вер­тикальном круге (рис. 57, б) показана подпись делений от 0° до 360°). У некоторых типов теодолитов подпись шкал на вертикаль­ном круге иная, но во всех случаях с горизонтальным направлением визирной оси трубы совпадает целое число градусов: 0°; 90°. У тео­долитов ТЗО начальный индекс, относительно которого производят­ся отсчеты по вертикальному кругу, приводится в горизонтальное положение уровнем при горизонтальном круге. Уровень скреплен с алидадой так, что его ось установлена параллельно коллимацион­ной плоскости зрительной трубы.

Для вычисления значений углов наклона определяют место нуля МО. Место нуля — это отсчет по вертикальному кругу, соответст­вующий горизонтальному положению визирной оси и положению уровня при алидаде вертикального круга в нуль-пункте или гори­зонтальности отсчетного индекса у теодолитов с компенсатором при вертикальном круге.

МО определяют следующим образом. Устанавливают теодолит, приводят его в рабочее положение, находят хорошо видимую точку и наводят на нее трубу при КЛ. При наличии уровня при верти­кальном круге приводят пузырек его в нуль-пункт и берут отсчет по вертикальному кругу. Трубу переворачивают через зенит, тео-

79

долит — на 180° и вновь, теперь уже при КП, наводят крест сетки нитей на ту же точку. Вновь приводят пузырек уровня в нуль-пункт и берут второй отсчет по вертикальному кругу.

При работе с теодолитом ТЗО МО вычисляют по формуле М0 = = (КП + КЛ + 180°)/2, где КП и КЛ —отсчеты по вертикальному кругу теодолита при КП и КЛ соответственно.

При работе с теодолитом 2Т5 МО вычисляют по формуле М0 = = (КП + КЛ)/2, а при работе с теодолитами 2Т2, ТН, ТТ5 — по формуле МО- (КП + КЛ±360°)/2.

Результаты измерения записывают в журнал (табл. 6).

Таблица б»

		Отсчеты
Станция	Точка наблюде-					МО
		КП		КЛ
	ния
		0		0	г	0	V
А	1	2	45	177	18	0	01,5
	2	5	35	174	29	0	02

МО может иметь любое значение. Важно, чтобы при измере­нии вертикальных углов его величина оставалась постоянной. Для удобства вычислений желательно, чтобы МО было близким, а еще лучше равным нулю.

Постоянство величины МО определяют наблюдением с одной станции нескольких точек. Если МО постоянно, то это гарантирует правильность измерений вертикальных углов. Если МО непостоян­но, его исправляют так. После определения МО вращением трубы теодолита при КЛ устанавливают отсчет по вертикальному кругу., равный вычисленному углу наклона. В этом случае средняя гори­зонтальная нить сетки сойдет с изображения точки. Вертикальными: исправительными винтами сетки среднюю горизонтальную нить на­водят на точку.

Измерение вертикальных углов основано на конструктивной осо­бенности теодолита, лимб вертикального круга которого жестко скреплен с трубой. С визирной осью трубы совпадают направления на лимбе вертикального круга: 0°—180° или 90°—270°. Лимб, вра­щаясь вместе с трубой, подводит к отсчетным индексам различные отсчеты. Разность отсчетов: между двумя направлениями, между направлением и горизонтальным отсчетным индексом даст вели­чину вертикального угла v или величину угла от горизонта до из­меряемого направления.

Для решения некоторых инженерных задач требуется опреде­лить зенитное расстояние, которое является дополнением угла наклона до 90°: 2 = 90°—v. Зенитное расстояние образуется визир­ной линией и отвесной линией, называемой направлением на точку зенита. При измерении зенитных расстояний вместо МО определяют место зенита МЗ. Отсчеты по вертикальному кругу производят при.

80

положении пузырька уровня при вертикальном круге в нуль-пункте,, что означает приведение отсчетного индекса в горизонтальное по­ложение. Если теодолиты снабжены компенсатором, то отсчетный: индекс автоматически приводится в горизонтальное положение^ Если у теодолита нет уровня при вертикальном круге и компенса­тора (например, теодолиты типа ТЗО), то перед отсчетом по вер­тикальному кругу приводится в нуль-пункт уровень при горизон­тальном круге.

Хотя оцифровка делений на вертикальных кругах различных ти­пов теодолитов различна, правила придания знаков вертикальным углам общие: поднятие визирной оси трубы над горизонтом обра­зует положительные углы наклона. В связи с этим при определении угла наклона разными теодолитами его вычисляют по формулам:

2ТЗО^ = КЛ-МО; у=МО-КП-180°; *=(КЛ-КП- 180)/2.

2Т5К, 2Т5П;у=КЛ-МО; у = МО-КП; _у==(КЛ-КП)/2. ТТ5, ТН, 2Т2; у = КП-МО; _{У =} МО-КЛ; V=(КП-КЛ)/2

Если из уменьшаемого отсчета нельзя вычесть вычитаемое, то к отсчету, меньшему 90°, надо прибавить 360°.

Результаты измерений и вычисления записывают в полевых: журналах (табл. 7).

Таблица Т

Дата: Погода: облачно, /=+26° С

Наблюдатель Теодолит: 2ТЗО № 0285Р

			Отсчет				(КП+КЛ)/2
Станция		Точка							^ м	Абрис
					о	'	0	'
1		2	3	4	5	6	7	8	9	10
		5	295	08					Прямо
	КП				124	48			154,07
I		2	171	20			124	47,5	Обратно
									154,16
	КЛ	5	12	31					Среднее 154,12
		2	247	44	124	47

Вычислял: Проверил: