962

2. Измерение горизонтальных углов

Все измерения теодолитом могут выполняться при положении вертикального круга слева от окуляра зрительной трубы, такое положение называется «круг лево», и справа – «круг право». Однократное измерение угла при одном положении вертикального круга, «круг лево» или «круг право», составляет полуприём. Измерения при двух положениях вертикального круга составляют полный приём.

Измерение горизонтальных углов при выполнении лабораторной работы производится на специальные марки, размещённые на стенах лаборатории, имитирующие визирные цели, установленные над заданными точками. Теодолит должен быть установлен в отведенном месте и приведен в рабочее положение.

2.1. Измерение отдельных углов

Теодолит приводится в положение «круг лево». Закрепляется лимб горизонтального круга. Встав лицом к измеряемому углу и вращая теодолит по ходу часовой стрелки, выполняется наведение на левое направление. При этом наведение сначала выполняется грубо вручную, не глядя в окуляр зрительной трубы, используя визирное устройство, а затем, закрутив закрепительный винт алидады и зрительной трубы, выполняется точное наведение с помощью наводящих винтов и берётся отсчёт. Перед точным наведением необходимо добиться чёткого изображения визирной цели с помощью кремальеры.

Схема измерения горизонтальных углов, образованных двумя направлениями, показана на рис. 6.

Лимб теодолита

Нулевое деление

Рис.6. Схема измерения горизонтальных углов

10

Так как от качества фокусировки сетки нитей и визирной цели значительно зависит точность измерений, то необходимо сделать контроль. Для этого, глядя в окуляр на визирную цель, глаз слегка перемещается влево и вправо от центра окуляра. Если при этом сетка нитей не меняет своего положения по отношению к визирной цели, значит, фокусировка выполнена качественно. Если же сетка перемещается относительно визирной цели, то необходимо более тщательно выполнить фокусировку сетки нитей и визирной цели. Схемы наведения на учебную марку и на реальные визирные цели при измерении горизонтальных углов показаны на рис. 7.

Взяв и записав отсчёт на левое направление, открепляются закрепительные винты алидады и зрительной трубы. Вращая теодолит по ходу часовой стрелки, выполняется наведение на правую визирную цель, берётся отсчёт и делается запись в журнале. Полуприём закончен.

Второй полуприём выполняется, предварительно слегка сместив наводящим винтом лимб на 1-2 . В положении «круг право» производятся те же действия, что и в первом полуприёме, но наведение выполняется сначала на правое направление, затем, вращая теодолит по ходу часовой

Верно

Неверно Неверно

Верно

Рис.7. Схема наведения на учебную марку и реальную цель

Горизонтальный угол вычисляется по формуле

= П Л=N2 N1,

где измеряемый угол; П – отсчет на правое направление; Л – отсчет на левое направление;

11

N2 отсчет при наведении на марку 2; N1 отсчет при наведении на марку 1.

Записи отсчётов и вычисления выполняются в специальном журнале. Одна из возможных форм журнала показана в табл. 1.

Разность между углами, полученными в полуприёмах для теодолита 2Т30П, должна быть не более 1 , для теодолита 2Т5К - не более 0,2 .

2.2. Измерение двух и более углов, имеющих одну вершину

Для измерения горизонтальных углов, образованных тремя и более направлениями, исходящими из одной вершины, применяется способ круговых приёмов (рис. 8).

Перед началом измерений проверяется закрепление лимба и выбирается начальное направление. В качестве начального направления при выполнении измерений на местности выбирается направление, удобное для начала наблюдений, с хорошими условиями видимости.

Теодолит приводится в положение «круг лево», открепляется закрепительный винт алидады и, вращая теодолит по ходу часовой стрелки, делается наведение сначала вручную, а затем наводящими винтами на начальное направление, берётся отсчёт. Затем, продолжая вращать теодолит по ходу часовой стрелки, выполняется последовательное наведение и взятие отсчётов по всем измеряемым направлениям. Заканчивается полуприём повторным наведением и взятием отсчёта на начальное направление. Разность между отсчётами, взятыми на начальное направление в начале и в конце полуприёма, «незамыкание горизонта», не должна превышать 1 для теодолита 2Т30П, 0,2 - для теодолита 2Т5К.

Рис.8. Способ круговых приемов

12

Второй полуприём выполняется в положении «круг право». Вращая теодолит против хода часовой стрелки, делается наведение на начальное направление, берётся отсчёт. Затем, продолжая вращать теодолит против хода часовой стрелки, в обратной последовательности делается наведение и взятие отсчётов по всем направлениям. Заканчивается второй полуприём повторным наведением и взятием отсчёта на начальное направление.

Контролируется «незамыкание горизонта», а затем выполняются вычисления значений направлений и углов. Записи отсчётов и вычисления ведутся в журнале (табл.2). Колебание двойной коллимации в приёме не должно превышать 1 для теодолита 2Т30П, 0,2 - для теодолита 2Т5К.

Примечание. Цифры в скобках указывают на последовательность записи.

Затем вычисляются средние из полуприёмов отсчёты. Значения градусов записываются те, которые были при «круге лево» (КЛ). Вычисляется средний в приёме отсчёт на начальное направление (17). Вычитая средний отсчёт на начальное направление из других отсчётов, вычисляются приведённые направления (18)-(20).

В способе круговых приёмов измеряются направления, а углы вычисляются. В приведённом на рис. 8 и в табл. 2 случае углы 1, 2, 3 могут быть вычислены по приведённым направлениям:

1 = N2 – N1; 2 = N3 – N1; 3 = N3 – N2,

где N1, N2, N3 – приведённые направления на марки 1,2,3.

13

Примечание. Цифры в скобках указывают последовательность измерений и записей.

Для повышения точности значений углов они могут быть измерены не одним приёмом, а несколькими. Зависимость между точностью значений углов и количеством приёмов выражается формулой:

m = m/ n ,

где m – средняя квадратическая ошибка измеренного угла; m – средняя квадратическая ошибка угла, измеренного одним приемом (паспортное значение); n – количество приемов.

3. Измерение вертикальных углов

Вертикальные углы - это углы в вертикальной плоскости, проходящей через ось вращения теодолита и визирную ось зрительной трубы (коллимационная плоскость).

Вертикальный угол между отвесной линией и линией визирования называется зенитным расстоянием (Z)(рис.9).

14

Вертикальный угол между горизонтальной линией и линией визирования называется углом наклона (v) (см. рис.9).

Z + v =90 .

- 2 90

Z2

Рис.9. Измерение вертикальных углов

С помощью теодолитов Т30, 2Т30, 2Т5, 2Т5К, которые используются при выполнении этой лабораторной работы, измеряются углы наклона, поэтому в дальнейшем будем говорить об измерении углов наклона. Полный приём измерения угла наклона состоит из измерений в положениях «круг лево» и «круг право».

Теодолит устанавливается над заданной точкой и приводится в рабочее положение. Ослабив закрепительные винты алидады горизонтального круга и вертикального круга, выполняется наведение на визирную цель. При выполнении работы в лаборатории визирной целью является учебная марка. На рис. 10 показаны варианты наведения на различные виды марок.

15

Рис.10. Схема наведения на марки

Наведение выполняется сначала грубо «вручную», а затем, закрутив закрепительные винты и добившись чёткого изображения визирной цели выполняется точное наведение с помощью наводящих винтов. После этого берётся отсчёт по шкале отсчётного устройства вертикального круга теодолита.

При работе с теодолитами Т5, 2Т5 перед взятием отсчёта необходимо с помощью специального винта привести пузырёк уровня вертикального круга в нуль-пункт. При работе с теодолитами Т30, 2Т30 с помощью подъёмных винтов приводится в нуль-пункт пузырёк уровня алидады горизонтального круга. Если работа выполняется теодолитами Т5К, 2Т5К, т.е. теодолитами с компенсаторами, то это не делается. Такие измерения выполняются в положениях «круг лево» и «круг право».

Углы вычисляются по формулам: для теодолита Т30:

=(КЛ-КП-180)/2;=КЛ-МО; МО=(КЛ+КП+180)/2;=МО-КП-180;

для теодолитов 2Т30, 2Т5, 2Т5К:

=(КЛ-КП)/2;= КЛ-МО; МО=(КЛ+КП)/2;

= МО-КП.

16

где КЛ – отсчёт по шкале вертикального круга, взятый в положении теодолита «круг лево»; КП – отсчет по шкале вертикального круга, взятый в положении теодолита «круг право»; МО – место нуля.

Место нуля – это отсчёт по шкале вертикального круга, соответствующий горизонтальному положению визирной оси зрительной трубы и оси уровня вертикального круга или горизонтальному положению отсчётного индекса в теодолитах с компенсаторами. Для записи результатов измерений углов наклона может использоваться журнал измерений, приведённой в табл. 3.

иирова-

Примечание. Цифры в скобках указывают последовательность измерений и записей.

Контролируется качество измерения углов наклона по постоянству места нуля. Колебание места нуля не должно превышать 1 для теодолита 2Т30П, 0,2 * - для теодолита 2Т5К.

- все приведённые в методических указаниях допуски при выполнении лабораторной работы могут быть увеличены в два раза.

17

4. ПОВЕРКИ И ЮСТИРОВКИ ТЕОДОЛИТОВ [1]

До начала работы с теодолитом внешним осмотром проверяют его устойчивость на штативе, плавность хода подъемных и наводящих винтов, прочность фиксации вращающихся частей закрепительными винтами.

Если теодолит получен с завода, после ремонта, от другого специалиста, до ввода теодолита в эксплуатацию выполняют поверки. В процессе поверок удостоверяются в правильном взаимном положении осей прибора

(рис. 11, а).

1. Ось UU цилиндрического уровня горизонтального круга должна быть перпендикулярна оси VV вращения прибора (рис. 11,б).

Поверку выполняют в такой последовательности. Теодолит устанавливают на штативе так, чтобы уровень был расположен по направлению двух любых подъемных винтов и, вращая их в разные стороны, приводят пузырек уровня в нуль-пункт, затем поворачивают горизонтальный круг теодолита на 180°. Если пузырек остался на середине или отклонился не более чем на одно деление, уровень исправен, если более чем на одно деление — неисправен.

Для устранения неисправности пузырек перемещают исправительными винтами уровня к нуль-пункту на одну половину дуги отклонения, подъемными винтами — на вторую.

Рис. 11. Схемы геометрических осей теодолита:а-общая,б-е-при поверках

18

После выполнения поверки удостоверяются, что теодолит сохраняет рабочее положение. Для этого горизонтальный круг поворачивают на 90°, приводят пузырек цилиндрического уровня на середину и поворачивают горизонтальный круг в произвольном направлении. Если при различных положениях круга относительно подъемных винтов пузырек остался на середине, поверка считается выполненной.

2. Визирная ось РР трубы должна быть перпендикулярна оси НН вращения трубы (рис. 11, в).

Поверку выполняют в такой последовательности. Вертикальную ось теодолита приводят в отвесное положение. Для этого сначала устанавливают уровень теодолита по направлению двух подъемных винтов и, вращая их в разные стороны, приводят пузырек на середину ампулы. Поворачивают теодолит на 90º и вращением третьего подъемного винта приводят пузырек снова на середину. Наводят трубу на удаленную, ясно видимую точку, закрепляют лимб и берут отсчет а1 по горизонтальному кругу. Отпускают зажимной винт зрительной трубы и переводят трубу через зенит. Открепляют зажимной винт алидады и, наводя трубу на ту же точку, берут повторный отсчет а2. Если отсчеты а1 и а2 равны или отличаются не более чем на двойную точность отсчетного устройства, теодолит исправен, если больше – неисправен.

Чтобы устранить неисправность, из отсчетов a1 и а2 находят среднее значение: a = (a1 + a2)/2. Микрометренным винтом устанавливают на горизонтальном круге средний отсчет а (изображение точки сместится от вертикальной нити). Снимают с окулярного колена трубы колпачок, ослабляют вертикально расположенные винты и вращением боковых исправительных винтов смещают сетку до совпадения перекрестия сетки нитей с точкой визирования. После юстировки закрепляют винты.

Можно измерять угол и при нарушенном соотношении осей. В этом случае отсчеты берут при двух положениях трубы - левом и правом (Л и П) и из этих отсчетов определяют среднее.

3. Ось НН вращения трубы должна быть перпендикулярна оси VV вращения прибора (рис.11, г).

Поверку выполняют в такой последовательности. Теодолит устанавливают на расстоянии 8...10 м от стены здания. Вертикальную ось вращения приводят в отвесное положение. Трубу наводят на точку, высоко расположенную на здании, и закрепляют горизонтальный круг. Трубу плавно опускают до горизонтального положения. На стене отмечают проекцию точки. Переводят трубу через зенит, опускают закрепительный винт алидады и снова наводят на ту же точку. Проецируют точку на тот же уровень и закрепляют. Если проекции точки совпадают, теодолит исправен, если не совпадают — неисправен.

19