1.4. Поверки теодолита

Д о начала работы с теодолитом внешним осмотром проверяют его устойчивость на штативе, плавность хода подъемных и наводящих винтов, а также прочность фиксации вращающихся частей закрепительными винтами. Чтобы обеспечить ожидаемую точность измерения углов, перед началом работы необходимо убедиться в исправности теодолита. Для чего выполняются его поверки и юстировка. В процессе поверок устанавливается соответствие взаимного расположения осей и плоскостей прибора с его геометрической схемой.

Юстировка (исправление) имеет целью исправить взаимное расположение деталей прибора после его поверки с помощью исправительных винтов в полевых условиях. В ряде случаев неисправность прибора устраняется только в заводских условиях.

Схема расположения осей теодолита показана на рисунке 1.5, где ZZ' - ось вращения прибора (основная ось); НН' - ось вращения зрительной трубы; UU - ось цилиндрического уровня алидады горизонтального круга; WW - визирная ось.

При работе с теодолитом измерения выполняют при двух положениях вертикального круга относительно окуляра зрительной трубы: круг право – КП и круг лево – КЛ. На рисунке 1.5 теодолит показан в положении круг лево (КЛ). Для контроля соб­людения геометрических условий систематически выполняются по­верки теодолита.

Поверка цилиндрического уровня алидады горизонтального круга

Условие. Ось цилиндрического уровня алидады UU должна быть перпендикулярна оси ZZ' вращения прибора (рис. 1.5).

Выполнение. Вращением алидады устанавливают уровень параллельно двум подъемным винтам и, вращая винты в противоположные стороны, приводят пузырек уровня в нуль-пункт. Затем поворачивают алидаду на 180°.

Допуск. Если пузырек уровня отклонится от нульпункта не более чем на половину деления, то условие вы­полнено.

Исправление. При невыполнении условия необходимо с помощью исправительных винтов уровня переместить пузырек по направлению к нуль-пункту на половину отклонения. Установку пу­зырька на середину ампулы осуществляют затем вращением подъемных вин­тов.

После исправления поверку необходимо повторить.

Поверка коллимационной ошибки

Условие. Визирная ось WW' должна быть перпенди­кулярна к оси вращения трубы НН' (рис. 1.6).

При соблюдении этого условия визирная ось WW при враще­нии трубы образует коллимационную плоскость РР' (рис. 1.6). Если данное условие не выполняется, то визирная ось при враще­нии трубы образует с плоскостью РР' угол, который называется коллимационной ошибкой (с).

Выполнение:

• зрительную трубу теодолита при КЛ наво­дят на удаленный предмет, находящийся примерно в одном горизонте с прибором, и снимают отсчет (л₁) по горизонтальному кругу. Наведение на предмет выполняют вертикальной нитью так же, как и при измерениях горизонтальных углов (рис. 1.9);

• пользуясь винтами алидады и трубы (закрепительный винт лимба закреплён и его не трогают) трубу переводят через зенит, наводят на тот же предмет и снимают отсчет (п₁);

• вычислят коллимационную ошибку по формуле

. (1.1)

Для теодолитов с двухсторонней системой отсчитывания по кругам этим и ограничиваются. Для теодолитов типа Т30 выполняют ещё одно определение коллимационной ошибки, повернув горизонтальный круг на 180. Поэтому выполнение поверки продолжают:

• переводят трубу через зенит, открепляют закрепительный винт лимба, вновь наводят на ту же точку и снимают отсчёт л₂. При этом должно выполняться условие

; (1.2)

• вновь меняют круг, пользуясь винтами алидады, и снимают отсчёт п₂;

• вычисляют второе значение коллимационной ошибки

(1.3)

и среднее значение

. (1.4)

Допуск. Полученная коллимационная ошибка (с) не должна превышать двойной точности отсчетного устройства (2t) теодолита (для теодолита типа Т30 2t=2). При с > 2t необходимо выполнить юстировку.

Исправление. Для юстировки вычисляют «правильный» отсчет

(1.5)

и, действуя наводящим винтом, устанавливают алидаду так, чтобы отсчет был равен вычисленному «правильному» отсчету (М). При этом перекрестие сетки нитей сместится с выбранной точки. Боковыми юстировочными винтами сетки вновь совмещают перекрестие сетки с точкой.

После выполнения юстировки поверку повторяют.

Поверка равенства подставок зрительной трубы

Условие. Ось вращения HH зрительной трубы долж­на быть перпендикулярна к основной оси ZZ теодолита (рис. 1.5)

Выполнение:

• теодолит устанавливают в рабо­чее положение на расстоянии 10-20 м от здания, на стене кото­рого (рис. 1.7) выбирают высоко расположенную точку Р. Угол наклона на точку должен быть не менее 30°;

• наводят вертикальную нить сетки трубы на эту точку, открепляют закрепительный винт трубы, опускают трубу до приблизительно горизонтального положения, отмечают на стене проекцию этой точки (Р). Точку Р наносит на стене помощник по командам наблюдателя. Точку рисуют в виде короткого вертикального штриха шириной не более 1 мм и высотой 3-5 мм;

• переводят трубу через зенит, снова визируют на ту же точку Р, опускают трубу до уровня точки Р и отмечают на стене вторую про­екцию точки (Р"). Точку Р" рисуют на том же уровне, что и точка Р;

• вычисляют неперпендикулярность осей HH и ZZ (угол i) по формулам

, (1.6)

где x – вспомогательный угол (см. рисунок 1.7);

 - горизонтальное расстояние между проекциями Р и Р точки Р;

d – расстояние от теодолита до стены здания;

 - число минут или секунд в одном радиане (=3438=206265);

 - угол наклона на точку Р.

Расстояние d с точностью до одного метра можно измерить нитяным дальномером. Допускается на лабораторном занятии расстояние измерить шагами. Угол наклона  с точностью до одного градуса измеряют теодолитом при наведении на точку Р. Он равен отсчёту по вертикальному кругу при КЛ.

Допуск. Величина угла i не должна превышать 2t. Иногда допуск рассчитывают иначе. Допустимое значение угла i должно быть меньше строительного допуска на установку конструкций в вертикальное положение.

Исправление. Юстировка возможна только в мастер­ской

Поверка положения сетки нитей

Условие. Вертикальная нить сетки должна находиться в коллимационной плоскости трубы.

Выполнение. Зрительную трубу наводят на хорошо видимую точку так, чтобы её изображение оказалось совмещенным с одним из концов вертикальной нити сетки (точка k на рисунке 1.8). Наводящим винтом трубы перемещают точку вдоль вертикальной нити сетки, следя за совмещением точки с нитью (линия km).

Допуск. При вращении трубы изображение точки должно смещаться с нити не более чем на толщину нити.

Исправление. Если точка смещается с нити более, чем на толщину нити, сетку нитей следует развернуть в правильное положение.

Для этого предварительно ослабляют торцевые винты, скрепляющие оправу сетки нитей с корпусом тру­бы, поворачивают сетку вместе с окуляром до тех пор, пока точка не будет перемещаться точно по вертикальной нити, и закрепляют винты. Исправление сетки удобно выполнять по нити отвеса: сетку поворачивают так, чтобы вертикальная нить сетки совместилась с нитью отвеса.

Поверка места нуля

Если теодолитом планируют измерять вертикальные углы, то делают ещё одну (пятую) поверку - поверку места нуля (МО) вертикального круга теодолита.

У словие. Начальный диаметр вертикального круга (0°-180° для теодолита Т30 или 0°-0° для теодолита 2Т30П) должен распола­гаться параллельно визирной оси трубы, и при горизонтальном ее положении при КЛ отсчет по вертикальному кругу должен быть 0°00.

Выполнение. Зрительную трубу дважды при КЛ и КП наводят горизонтальной нитью на хорошо видимую точку и снимают отсчёты Л и П по вертикальному кругу.

Допуск. Место нуля по абсолютной величине не должно превышать 2t.

Исправление. Если допуск не соблюдается, место нуля исправляют. Для этого находят «правильны отсчет

или . (1.13)

Этот отсчет устанавливают (для теодолитов ТЗО и 2ТЗОП) вра­щением наводящего винта трубы. Горизонтальная нить сетки при этом сместится с визирной цели. Затем вертикальными исправи­тельными винтами сетки нитей вновь совмещают горизонтальную нить с визирной целью.

Для теодолитов с уровнем при алидаде вертикального круга исправление места нуля производят иначе. Правильный отсчет устанавливают наводящим винтом уровня. Пузырек уровня при этом сместится с нульпункта. Его возвращают в нульпункт исправи­тельными винтами уровня.

После исправления места нуля определение его повторяют заново. Если исправление производилось исправительными винтами сетки, то заново повторяют поверку коллимационной ошибки и поверку положения сетки нитей.

Ведомость вычисления координат

№ верши ны

Углы

Длина линий,d, м

Приращения координат, м

Координаты, м

Измернные, βизм

Увязан ные, βу

Дирек цион-ные, α

Румбы, r

вычисленные

увязанные

±∆Х

±∆У

±∆Х

±∆У

±Х

±У

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

1

+150,00

+200,00

278032′

СЗ:81028′

437,17

+3 +64,88

-15 -432,32

+64,91

-432,47

2

-01′ 133029′

133028′

+214,91

-232,47

325004′

СЗ:34056′

547,73

+4 +449,08

-15 -313,68

+449,12

-313,83

3

79014′

79014′

+664,03

-546,30

65050′

СВ:65050′

509,92

+4 +208,76

-17 +465,20

+208,80

+465,03

4

115003′

115003′

872,83

-81,27

130047′

ЮВ:49013′

411,53

+2 -268,81

-15 +311,61

-268,79

+311,46

5

-01′ 127001′

127000′

+604,04

+230,19

183047′

ЮЗ:3047′

455,07

+3 -454,07

-16 -30,03

-454,04

-30,19

1

-01′ 85016′

85016′

+150,00

+200,00

∑βизм= 540003′

∑βу= 540000′

Р= 2361,42

+722,72 -722,82

+776,81 -776,03

+722,83 -722,83

+776,49 -776,49

f_β = 03′ f_x= -0,16 f_y =+0,78 f_x= 0 f_y = 0

1. Подсчитать сумму измеренных углов:

∑β_изм = β₁+ β₂ + . . . + β_n.

∑β_изм = 133^о29′ + 79^о14′ + 115^о03′ + 127^о01′ +85^о16′ = 539^о63′=540 ^о 03′.

2. Теоретическая сумма углов полигона:

∑β_т = 180° (n - 2),

∑β_т = 180° (5 - 2) = 540°00′.

3. Вычислить угловую невязку полигона:

f_β = ∑β_изм - ∑β_т = 540°03' - 540°00′ = + 0°03'.

4. Вычислить предельную (допустимую) угловую невязку:

Пред. f_β = ± 1,′5 √n

Пред. f_β = ± 1,′5 √5 = ± 3′,35.

|+ 03′| < |+ 3′,35| - невязка допустима.

5. Вычислить дирекционные углы.

α_к+1 = α_к + 180^о – β_к+1,

α _1,2 = 278^о 32′

α_2,3 = 278^о 32′ + 180^о00′ = 458^о 32′ - 133^о28′ = 325^о04′

α_3,4 = 325^о 04′ + 180^о00′ = 505^о 04′ - 79^о14′ = 425^о50′- 360^о00′ = 65^о50′, т.к. α измеряется от 00^о00′ до 360^о00′, вычитаем полный («холостой») круг

α_4,5 = 65^о 50′ + 180^о00′ = 245^о 50′ - 115^о03′ = 130^о47′

α_5,1 = 130^о 47′ + 180^о00′ = 310^о 47′ - 127^о00′ = 183^о47′

Контроль:

α_1,2 = 183^о 47′ + 180^о00′ = 363^о47′ - 85^о15′ = 278^о32′