3.1.9 Измерение вертикальных углов

Вертикальные углы измеряются для определения превышений между точками. Измерение вертикальных углов выполняется, как правило, по одной (средней) нити.

Порядок измерения вертикальных углов следующий:

• при круге «лево» среднюю горизонтальную нить зрительной трубы теодолита наводят на верхний срез визирной цели (наблюдаемого предмета);

• пузырек уровня при алидаде вертикального круга установочным винтом выводят на середину (совмещают концы пузырька контактного уровня);

• проверяют наведение трубы на предмет, дважды совмещают противоположные штрихи вертикального круга и снимают отсчеты по оптическому микрометру;

• зрительную трубу переводят через зенит и при круге «право» выполняют все операции по наведению трубы, установке уровня и снятию отсчетов.

Перечисленные действия составляют один прием измерений. В полевом журнале обязательно зарисовывают изображение визирной цели и вычисляют место зенита Mz (или место нуля МО); а также зенитное расстояние z (или угол наклона α) направления на предмет.

Пример записи результатов измерения в полевом журнале и вычисления места зенита и зенитного расстояния приведен в таблице 15.

Контрольные вопросы и упражнения:

1. Рассказать о порядке измерения вертикального угла по одной нити?

2. Написать формулы вычисления места зенита и зенитного расстояния при измерении вертикальных углов?

Таблица 15 – Запись и вычисление места зенита и зенитного расстояния

Погода: ясно, тихо Дата: 21 июля Видимость: хорошая Время: 12 ч 10 мин

Название пункта: № 1, шт

Высота инструмента 1,25м

Продолжение таблицы 15

Наблюдаемый пункт (название, объект наведения, горизонтальное направление и зарисовка)	Отсчеты		Место зенита	Зенитное расстояние	Заметки
	Л	П
	величина угла	величина угла	величина угла	величина угла
№ 122, сигн. В. В. Ц. 38о 17'	90о05'28''29'' 30	269о55'08''09'' 10	0о00'19''	90о05'10''	Знак на фоне леса, виден нечетко

3.1.10 Определение элементов приведения

При проведении угловых измерений на пунктах теодолит устанавливается на штативе, а в качестве объектов наблюдения на смежных пунктах используются визирные цилиндры геодезических знаков.

В силу целого ряда причин, связанных со строительством и эксплуатацией геодезических знаков, оси их визирных цилиндров в большинстве случаев не совпадают с центрами пунктов (рисунок 42). Поэтому полученные результаты измерений не будут соответствовать значениям углов между центрами пунктов.

С целью исправления результатов измерений и приведения их к центрам пунктов вычисляются и вводятся в измеренные направления специальные поправки.

Поправки в результаты измерений за внецентренную установку теодолита на пункте наблюдения называются поправками за центрировку.

Поправки в результаты измерений за несовпадение осей визирных цилиндров с центрами наблюдаемых пунктов называются поправками за редукцию.

Поправки за центрировку с (рисунок 43) и за редукцию r, вычисляются для каждого измеренного направления по формулам:

(0)

(0)

где l и l₁ – линейные элементы центрировки и редукции, см;

Θ и Θ₁ – угловые элементы центрировки и редукции;

М – значение измеренного направления, для которого вычисляют поправку;

D – расстояние между пунктами, км.

Рисунок 42 – Внецентренное положение теодолита и визирной цели

Знаки поправок определяются знаками синусов углов (М + Θ) и (М + Θ₁). Если величина углов (М + Θ) и (М + Θ₁) менее 180°, то поправки с и r имеют знак плюс, если больше 180° – минус.

Рисунок 43 – Поправка за центровку

Элементы центрировки l и Θ и редукции l₁ и Θ₁ называются элементами приведения и определяются на каждом пункте независимо от их величины. Наиболее распространенным способом определения элементов приведения является графический способ. Он применяется при небольших величинах линейных элементов приведения, обычно не превышающих 0,5 м.

Суть способа состоит в том, что элементы приведения l, Θ, l₁ и Θ₁ получают в результате проектирования центра пункта вертикальной оси теодолита и оси визирного цилиндра с помощью теодолита на лист бумаги (центрировочный лист).

Рисунок 44 – Поправка за редукцию

Для определения элементов приведения графическим способом необходимо иметь: теодолит, центрировочный столик с отвесом, центрировочный лист, компас, визирную линейку, транспортир, кнопки.

Порядок определения элементов приведения графическим способом следующий:

• вскрывают центр пункта и над ним по отвесу устанавливают центрировочный столик с центрировочным листом;

• выбирают три точки, примерно под углом 60°, на расстоянии от центра пункта не менее полуторной – двойной высоты геодезического знака и на одной из них устанавливают теодолит;

• трубу теодолита при круге «лево» наводят на ось визирного цилиндра и опускают в горизонтальное положение, помощник наблюдателя устанавливает на краях центрировочного листа карандаш так, чтобы его острие совпадало с вертикальной нитью трубы; подобным образом ось визирного цилиндра проектируют и при круге «право»; карандашом намечают среднее положение проектируемой плоскости;

• затем в той же последовательности при двух положениях круга на центрировочный лист проектируют вертикальную ось теодолита и центр пункта;

• теодолит переносят на следующие точки, на которых проектирование точек С, J и S выполняется в том же порядке.

Для каждой из проектируемых точек все три следа должны пересечься в одной точке, но вследствие неизбежных ошибок проектирования получаются треугольники погрешностей. Если размеры сторон этих треугольников не превышают установленных допусков, в каждом из них намечают на глаз центр, который принимают за проекцию соответствующей точки.

Для нахождения линейных элементов l и l₁ проекция точки С соединяется с точками J и S. Линейные элементы измеряются с точностью до 1 мм. Для нахождения угловых элементов Θ и Θ₁ из точек J и S с помощью визирной линейки на центрировочном листе прочерчиваются направления на два видимых с земли пункта ГГС.

Если с земли не видно пунктов, направления прочерчиваются на вехи, инструментально установленные с помощью теодолита в створах двух каких-либо пунктов, и на ориентирные пункты.

Угловые элементы измеряются транспортиром. Угол между направлениями на пункты, измеренный графически, не должен отличаться от угла, измеренного на пункте теодолитом, более чем на 2°. Пример оформления центрировочного листа показан на рисунке 45.

Пример вычисления поправок за центрировку и редукцию приведен в таблице 16.

Контрольные вопросы и упражнения:

1. Почему возникает необходимость введения в измеренные направления поправок за центрировку и за редукцию?

2. Рассказать о последовательности работы по определению элементов приведения графическим способом.

3. Вычислить поправки за центрировку и за редукцию на пункте № 96, сигнал 2 кл., если l = 0,341 м; Θ =72°00; l = 0,211 м; Θ₁ = 15^o30'; М₁ = 0^о00'; М₂ = 56^о17'; М₃ = 123°19'; D₁ = 9281 м; D₂ = 4240 м; D₃ = 6184 м.

Рисунок 45 – Центрировочный лист

Таблица 16 – Вычисление поправок за центровку и редукцию

Название пункта: № 147, сигн. 2 кл.

Название направления Обозначения	№ 144, сигн. 2 кл.	№ 146, сигн. 2 кл.	№ 152, сигн. 2 кл.	№ 156, сигн. 2 кл.	Элементы приведения
М с М + Θ D, км М + Θ1 r	0o0' + 0'',5 86o30' 11,48 162o30' + 1'',3	98o38' - 0'',1 185o08' 7,02 261o08' - 0'',9	177o25' - 0'',7 263o55' 8,68 339o55' - 0'',3	261o17' - 0'',2 347o47' 6,87 63o47' + 2'',4	l = 0,028 м Θ = 86о30' l1 = 0,046 м Θ1 = 162о30'