Журнал измерения горизонтальных углов способом круговых приемов

№ точек стояния	№ точек визирования	Отсчеты по горизонтальному кругу		Среднее из отсчетов	Приведенное направление	2С=КЛ–КП
1	2	3	4	5	6	7
B	C	1°10.0′	181°11.0'	1°10.4'' 1°10.5'	0°00.0'	–1,0'
	A	74°34.0′	254°34.5'	74°34.2'	73°23.8'	–0,5'
	D	172° 14.0′	352°15.5'	172°14.8'	171°04.4'	–1,5'
	C	1°10.0′	181°10.5'	1°10.2'		–0,5'

Из средних отсчетов на исходную точку Cв начале (1°10.5′) и конце приема (1°10.2′) вычисляют среднее значение (1°10.4′) и записывают его в графу 5 сверху. К этому отсчету приводят все направления. Для этого из средних отсчетов на каждое направление вычитают средний отсчет (1°10.4′) на исходное направление и записывают в графу 6. Приведенные направления на точки A и D являются горизонтальными значениями углов CBA и CBD. Из их значений можно вычислить углы ABB и DBC.

Дополнительным контролем измерений является постоянство коллимационной погрешности. Ее колебания не должны превышать двойной точности отсчетного устройства.

 

• ИЗМЕРЕНИЕ УГЛОВ НАКЛОНА

В геодезической практике необходимо измерение углов, лежащих в вертикальной плоскости. Началом отсчета углов служит горизонтальная плоскость или отвесная линия.

Угол между горизонтальной плоскостью и направлением на данную точку называется углом наклона. Углы наклона отсчитываются от горизонтальной плоскости вверх со знаком плюс от 0° до 90°, и вниз со знаком минус от 0° до – 90° (рис. 45).

Угол, отсчитываемый от отвесной линии до направления на данную точку, называется зенитным расстоянием z. Зенитное расстояние всегда положительно и изменяется от 0° до 180°. Алгебраическая сумма угла наклона и зенитного расстояния составляет v + z = 90°.

Вертикальные углы измеряют при помощи вертикального круга (лимба), который жестко скреплен с трубой теодолита и вращается вместе с ней (рис. 46).

Нулевой диаметр лимба 1 параллелен визирной оси трубы. Алидада 2 расположена на оси вращения трубы, но с ней не соединена и при вращении трубы остается неподвижной. У ряда теодолитов (Т2, Т5, Т15) на алидаде вертикального круга установлен цилиндрический уровень 3 со специальным установочным винтом 4.

Перед отсчетом по вертикальному пузырек уровня 3 приводится в нуль-пункт этим винтом. У теодолитов Т30, 2Т30П уровень при алидаде вертикального круга отсутствует. При измерении угла наклона в нуль-пункт приводится пузырек уровня горизонтального круга с помощью подъемного винта, по направлению которого расположен уровень.

При измерении углов теодолитом с компенсатором, заменяющим уровень при алидаде вертикального круга, отсчет берут примерно через 2 секунды после наведения трубы на точку.

Существует несколько видов оцифровки лимба вертикального круга.

В теодолите Т30 деления вертикального круга оцифрованы от 0° до 360° против хода часовой стрелки.

В теодолитах 2Т30П, 2Т15, 3Т5К применяется секторная оцифровка градусных делений вертикального круга с указанием знаков «плюс» и «минус» для отсчетов, соответствующих положительным и отрицательным значениям углов наклона. От вида оцифровки вертикального круга зависит вид формул для вычислений места нуля и угла наклона.

Для удобства вычисления углов наклона ставится условие: при совмещении нуля лимба с нулем алидады визирная ось трубы должна быть параллельна оси уровня при алидаде вертикального круга. На практике это условие нарушается, и визирная ось может занимать горизонтальное положение, пузырек уровня находится в нуль-пункте, а отсчет по вертикальному кругу не равен нулю.

Отсчет по вертикальному кругу при горизонтальном положении визирной оси и оси цилиндрического уровня называется местом нуля вертикального круга и обозначается МО. Согласно рис. 47 МО – это угол между горизонтальной плоскостью и нулевым диаметром отсчетного устройства.

Рассмотрим схему измерения угла наклона с учетом влияния места нуля. Теодолит устанавливают на штатив и приводят в рабочее положение. Зрительную трубу при круге лево наводят на точку A, приводят пузырек уровня при вертикальном круге в нуль-пункт и снимают отсчет КЛ. Затем трубу переводят через зенит, вновь визируют на точку Aи снимают отсчет КП.

Формулы для вычисления места нуля и углов наклона для теодолита Т30 имеют вид:

(71)

Пример. КЛ = 4°21; КП = 175°37. Место нуля и угол наклона равен

Сходимость значений угла наклона, полученного по трем формулам, свидетельствует о правильности вычислений.

В теодолитах с секторной оцифровкой вертикального круга применяются следующие формулы:

(72)

Пример. Угол наклона измерен теодолитом 2Т30П, и получены отсчеты: КЛ = – 3°11′0; КП = 3°15′0.

Вычислим МО и угол наклона:

Контролем правильности измерения углов наклона является постоянство места нуля, колебания его не должны превышать двойной точности отсчетного устройства. Для удобства вычисления углов наклона МО приводят к значению, близкому к нулю (двойной точности отсчетного устройства).

Для выполнения этой поверки определяют МО из измерений точки с различными углами наклона. Если среднее значение МО превышает двойную точность отсчетного устройства, то выполняют юстировку.

В теодолитах с уровнем при алидаде вертикального круга юстировка выполняются в такой последовательности:

• установочным винтом уровня приводят пузырек уровня в нуль-пункт;

• наводящим винтом трубы устанавливают отсчет, равный МО;

• установочным винтом уровня совмещают нуль отсчетного устройства с нулем лимба, при этом пузырек уровня уйдет из нуль-пункта;

• исправительными винтами уровня приводят пузырек уровня в нуль-пункт;

• выполняют контрольное определение МО.

В теодолитах типа Т30 (2Т30П, 4Т30П) исправление выполняются по-другому:

• по отсчетам, полученным после наведения на точку при круге право и лево, вычисляют угол наклона n;

• зрительная труба остается наведенной на точку;

• наводящим винтом трубы устанавливают отсчет, равный вычисленному углу n, при этом перекрестие сетки нитей сместится с наблюдаемой точки;

• вертикальными исправительными винтами сетки совмещают центр ее с изображением точки;

• выполняют контрольное определение МО;

• после юстировки данным способом следует повторить поверку коллимационной ошибки.

• ОПТИЧЕСКИЙ КОМПЕНСАТОР

У теодолитов 3Т5К, Т15К вместо уровня при вертикальном круге установлен самоуправляющийся оптический компенсатор, который автоматически устанавливает отсчетную систему вертикального круга в рабочее положение.

Принцип работы оптического компенсатора основан на том, что оптическая деталь или целая оптическая система, закрепленная на пружине или проволоках, становится маятником и под действием собственной массы стремится занять отвесное положение, компенсируя этим ошибку установки вертикальной оси теодолита.

При отвесном положении вертикальной оси теодолита JJ и горизонтальном положении визирной оси VV нулевой штрих «0» вертикального круга проектируется с помощью линз Л1 и Л2 и двух отражающих поверхностей П1 и П2 в точку «0′» шкалы отсчетного микроскопа (рис. 48).

Если вертикальную ось теодолита наклонить на угол n, то на тот же угол наклонится визирная ось и все элементы оптической системы, кроме отражающей поверхности П2.

Поверхность П2 под действием собственной массы и гибкого крепления в точке подвеса Kостается в прежнем положении. Если зрительную трубу установить в горизонтальное положение, то нуль «0» вертикального круга снова спроектируется в «0′» шкалы микроскопа. Таким образом, независимо от угла наклона прибора, при неизменном положении зрительной трубы отсчет по вертикальному кругу остается неизменным.