книги из ГПНТБ / Голиков Е.Д. Инженерная геодезия учебное пособие
.pdf
Вертикальный круг 13 состоит из лимба и алидады. Лимб жестко соединен с горизонтальной осью трубы, а следовательно, и с тру бой. Свободное вращение трубы с лимбом прекращается зажимным винтом I I , а точное наведение трубы на предмет по высоте произ водится наводящим винтом 8.
Алидада вертикального круга имеет уровень и микрометренный винт для приведения перед отсчетами пузырька уровня на середи ну трубки. На одной из подставок трубы устанавливается съемная ориентир-буссоль.
Существенную особенность теодолита ТТ-5, отличающую его от
других верньерных теодолитов, составляют: |
отделимость верхней |
||
части теодолита |
от |
подставки; портативность |
(вес 3,3 кг, а все |
го комплекта 12 |
- |
14 к г ); влаго-и пыленепроницаемость; наличие |
|
неподвижных луп для отсчета по верньерам; возможность примене ния окулярной насадки для наблюдений на высокие предметы, на пример при строительстве высоких зданий и возможность надевать на объектив трубы дальномерные насадки (ДНТ, ДД и др.) для из мерения линий.
Поверки теодолита ТТ-5
Все геодезические инструменты должны удовлетворять геомет
рическим |
требованиям, |
положенным в основу |
их конструкции.Тео |
|||||
долит должен удовлетворять геометрическим требованиям |
согласно |
|||||||
(рис.30), |
где 0 Т 0Т - |
горизонтальная ось |
трубы; |
и и |
- |
ось ци |
||
линдрического уровня; |
L L |
- плоскость |
лимба; |
J J |
- вертикаль |
|||
ная ооь теодолита; VV - визирная ось трубы. |
|
|
|
|||||
Часть |
поверок теодолита |
производится |
при первом его осмотре, |
|||||
а другая часть поверок, рассмотренных ниже (за исключением пер |
||||||||
вой), периодически или ежедневно в процессе работы. |
|
|
||||||
I . |
Ооь вращения алидады должна |
проходить через |
центр лимба |
|||||
(эксцентриситет алидады). Если требование выполнено, го отсче ты по двум верньерам будут отличаться на 180°. В противном слу чае имеет место несовпадение оои вращения алидады с центром
лимба, называемое |
эксцентриситетом алидады. |
При наличии экс |
|||
центриситета алидады |
(рис.31) центр |
лимба Ся |
не совпадает с |
||
центром алидады Сл |
, |
при этом отсчеты по I и П верньерам |
будут |
||
ошибочны на некоторую величину, измеряемую обычно долями |
минуты. |
||||
Если отсчет по I |
верньеру равен |
/1( , а |
по П верньеру А г , |
||
|
|
1Г |
л |
{ й |
0 |
ит |
|
ит |
V
то согласно рис.31 исправленный отсчет А0 по I верньеру равен
Л0 = Л + х ,
а по П верньеру
и |
щJ |
и |
Л„ = Д 2 - х - /80 . |
L |
0 |
|
Среднее арифметическое из этих двух равенств |
Удает результат, свободный от влияния экс
Рис.30 центриситета:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
/), + (Д2-/80)° |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
■Ло=----------2---------- |
1 |
(2.13) |
||||
Полуразность тех же равенств |
дает ошибку за |
|
эксцентриситет |
||||||||||
|
х |
~ (Л.-Й1о)-л, |
(2 .1 4 ) |
|
|
|
|
||||||
Очевидно, |
что |
если |
линия |
нулей |
|
|
|
|
|||||
верньеров |
будет |
|
проходить |
через |
|
|
|
|
|||||
центр лимба |
Сл |
, |
то |
ошибка за |
экс |
|
|
|
|
||||
центриситет х |
равна |
нулю, |
а |
если |
|
|
|
|
|||||
линия нулей расположится перпенди |
|
|
|
|
|||||||||
кулярно |
относительно |
линии центров |
|
|
|
|
|||||||
Сл |
Са |
, как показано на рисунке, |
|
|
|
|
|||||||
то ошибка достигнет максимума.Сле |
|
|
|
|
|||||||||
довательно, |
для |
|
выявления |
эксцент |
|
|
Рис.31 |
|
|||||
риситета необходимо произвести от |
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
||||||||||
счеты по лимбу в нескольких положе |
|
|
|
|
|||||||||
ниях алидады. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
Из вышеизложенного следует, что для выявления эксцентри |
||||||||||||
ситета алидады на алидаде устанавливают два верньера. |
|
||||||||||||
|
2. |
|
|
Ось уровня на алидаде горизонтального круга должна быть |
|||||||||
перпендикулярна к вертикальной оси вращения теодолита. Еоли |
|||||||||||||
требование |
|
не выполнено, то после приведения |
оси уровня |
||||||||||
в горизонтальное положение с помощью подъемных винтов теодоли |
|||||||||||||
та |
ось |
теодолита |
0 0 |
расположится наклонно (рис.32). После |
|||||||||
поворота алидады |
на |
180° ось |
уровня |
займет |
новое положение и 2 и2, |
||||||||
которое |
составляет с |
начальным u f u |
угол, |
равный 2 d |
. Чтобы |
||||||||
установить |
ось уровня |
в положение, перпендикулярное |
к оси тео |
||
долита, надо |
изменить |
наклон оси уровня из |
положения |
и 2 и г |
|
на угол d |
, |
т .е . привести ось в положение |
u0u 0 . |
Так как |
|
изменение наклона оценивается перемещением пузырька уровня,то для регулировки необходимо изменить наклон оси уровня на поло вину уклонения пузырька от нульпункта исправительными винтами при уровне, а затем повер ку повторить. Данная и по следующие поверки выполняют ся несколько раз последова тельными приближениями.Укло нение пузырька после регули
ровки должно быть не свыше 0,5 деления.
3 .Вертикальная нить сетки должна быть перпенди кулярна горизонтальной оси вращения трубы. Если усло
вие не выполнено, то при измерении углов вертикальная нить бу дет пересекать линию отвеса под некоторым углом, т .е . не будет совпадать с осью вехи. Для поверки наводят один конец верти кальной нити на какую-либо четкую точку предмета и перемещают трубу до тех пор, пока точка окажется на другом конце нити. Если нить сойдет с точки, то условие не выполнено и нить не перпендикулярна к оси трубы. Для исправления снимают колпачок,
ослабляют все четыре винта, крепящие окуляр, и поворачивают |
|
|
окулярную часть настолько, чтобы нить была перпендикулярна к |
• |
|
оси вращения трубы. |
|
|
4. |
Визирная ось трубы должна быть перпендикулярна к |
оси |
вращения трубы (определение коллимационной ошибки). Если тре бование нарушено, то между визирной осью и коллимационной плос костью образуется угол с , называемый коллимационной ошибкой (рис.33). При вращении трубы визирная ось описывает коническую поверхность с вершиной в точке 0. Спроектируем положение оси трубы и визирных осей при КП 0V( и КЛ 0V2 на горизонтальный круг. Как видно из рис.34, если взять среднее из отсчета по
двум верньерам (начиная с ближайшего к окуляру) при КП, а затем аналогично при КЛ, то отсчет Д0 , соответствующий нормальному положению визирной оси, равен в первом и втором случаях соот ветственно
45
решая эти уравнения относительно Д и с , получим:
(2.15)
(2.16)
Для поверки условия наводят трубу на удаленную точку при мерно на уровне трубы и производят отсчет при круге лево.Затем наводят трубу на ту жв точку и производят отсчет при круге пра во. Разность отсчетов Дг - Д = 2с . Если 2с больше удвоенной
v
Рис.33 |
Рис.34 |
точности верньера, т .е . больше I ' , то необходимо произвести регулировку.Вычисляют средний отсчет: Д0 = -L- (Д( + Д2) , а затем для устранения коллимационной ошибки вращением наводящего винта устанавливают алидаду на вычисленный средний отсчет Д0 , при этом центр сетки нитей сместится с точки наблюдения. Затем, ослабив один вертикальный исправительный винт, перемещают го ризонтальными винтами сетку нитей до совмещения ее центра с точкой наведения и закрепляют вертикальный винт. В зависимости от наклона визирной оси о/ , влияние удвоенной коллимационной
46
ошибки на результат измерения направления при одном положении круга составляет
|
|
|
|
|
|
|
|
2 с |
|
|
|
|
(2.17) |
|
|
|
|
|
|
|
cos d |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
при малых углах наклона |
cos о! = |
1 |
, и поэтому можно принимать |
||||||||||
2с = КЛ - КП. Величина |
2 с |
обладает |
постоянством |
и поэтому |
|||||||||
может служить контролем измерения направления. |
|
|
|||||||||||
|
5. |
|
Ось вращения |
трубы должна быть перпендикулярна к оси |
|||||||||
вращения |
теодолита |
(равенство |
подставок трубы). Наклонное по |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ложение оси трубы к оси |
||
|
|
|
|
|
|
|
м |
|
|
вращения теодолита объ |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ясняется в основном не |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
равенством |
подставок. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В этом случае |
визирная |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ось трубы будет описы |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
вать не вертикальную, |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
а наклонную плоскость |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
под углом |
I |
, равным |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
углу наклона |
горизон |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
тальной оси трубы (рис.33- |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Для определения угла на |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
клона горизонтальной |
||
оси |
труоы l |
и ее |
влияния |
на |
отсчет |
по горизонтальному кругу |
|||||||
10 наведем трубу на предмет, расположенный под углом более |
|||||||||||||
25 - 30°, и спроектируем |
на горизонтальную рейку |
(или лист бу |
|||||||||||
маги на удалении 15 - 20 |
м). |
При КП и КЛ разность |
отсчетов |
||||||||||
т 1 - |
m z |
= |
L выражает двойную ошибку в |
результате |
наклона оси |
||||||||
на угол |
i . |
|
|
L |
|
Дт,0/п2и Дт 1М т 2 : |
|
|
|||||
|
Выразим значение |
из |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
l |
= 2 |
d |
t y l |
0 |
-, |
|
(2.18) |
|
|
|
|
|
|
I |
= l h tgi . |
|
|
|
(2.19) |
||
Подставляя |
в (2.19) |
значение |
h |
из А М О т о , равное |
|
|
|||||||
h = d tg d , |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
получим |
|
|
|
|
Z = 2d t g 2 t g d , |
|
( 2 . 2 0 ) |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
откуда
Если значение вычисленного угла L более 2 ', то необходимо исправить наклон оси вращения трубы. В ТТ-5 исправление произ водится в мастерской или на заводе.
Для определения влияния угла наклона L |
на |
отсчет по лим |
||
бу i приравняем |
правьте части равенств (2.18) |
и |
(2 .20): |
|
|
|
2 d t q i B = 2 d t q L t q * l , |
|
|
откуда |
|
|
|
|
|
|
|
|
( 2. 22) |
Заменяя |
значение тангенса угла значением угла в радианах |
|||
и сокращая |
на р |
, получим |
|
|
|
|
i" = i"tgol . |
|
(2.23) |
Из формулы (2.23) видно, что ошибка в отсчете по горизонталь ному кругу из-за наклона горизонтальной оои трубы возрастает пропорционально tgol , что следует учитывать при разбивке вы соких сооружений и тщательно производить регулировку.
Как видно из рис.35 среднее из двух отсчетов, соответствую щее нормальному положению визирной оси От 0 будет свободно от ошибки за наклон оси трубы. Регулировка этого условия во мно гих теодолитах производится подъемом одного конца оси испра вительными винтами при разрезной подставке.
6. Определение и исправление места нуля вертикального круга. Для удобства вычислений меота нуля должно быть близким к нулю. Напомним, что МО называется отсчет по вертикальному кругу при горизонтальном положении визирной оси трубы и оси уровня при алидаде вертикального круга.
В ТТ-5 вертикальный круг оцифрован от 0 до 360°, поэтому при наведении трубы на предмет при КЛ и КП можно воспользо
ваться рис.36. Из рисунка |
при КЛ следует |
|
о!= |
/ 8 0 ° - 0 + М0, |
(2.24) |
а из рисунка при КП -
о! = К П - М О . |
( 2 . 2 5 ) |
48
Из совместного решения уравнений (2.24) и (2.25) найдем:
МО = ~ ( И Л + Н П ~ 1 8 0;° ) |
(2.26) |
d = 1 - ( И П - К Л+ 1 8 0 ° ) . |
(2.27) |
Если отсчеты градусов по вертикальному кругу производить толь ко по верньеру, ближайшему к окуляру, т .е . по верньеру, вблизи
которого |
находится нуль вертикального круга, то можно восполь |
|||
зоваться |
формулами для вычисления о! |
и МО, применяемыми при |
||
оцифровках в ТТ-30, ТТ-2, |
TM-I и др. |
(§ 2 .2 ): |
|
|
d = j - ( К П - К Л ) ■, |
МО - (КП- j - + К Л ) ; |
(2>28) |
||
|
d = К П ~ ' М 0 = М О - К Л . |
|
||
Практически добиваются, чтобы МО не превышало двойной точности верньера, т .е . в ТТ-5 не превышало 60".
КП |
км |
Рис.36
Для регулировки МО поступают следующим образом. Измеряют положительный угол наклона при КЛ, а затем при КП. Вычисляют МО и d . Если МО > 60", устанавливают алидаду при КП на от счет, равный вычисленному углу d , и выводят пузырек уровня на середину с помощью исправительных винтов при уровне.
Помимо перечисленных основных поверок ТТ-5, при приемке
или первом осмотре |
производятся |
другие поверки или исследова |
ния, приведенные в |
руководствах |
по летней практике и лабора |
торным работам [5 ], в том числе: |
исследование длины дуги вернье |
|
ра и делений лимба, поверка ориентир-буссоли на чувствитель |
||
ность и параллельность нулевого |
диаметра буссоли коллимацион |
|
49
ной плоскости трубы, оптические качества и характеристики зри тельной трубы, отсутствие зазоров между лимбом и верньерами, жесткость скрепления частей штатива.
§ 2 .4 . КОНСТРУКЦИЯ И ПОВЕРКИ ОПТИЧЕСКОГО ТЕОДОЛИТА-ТАХЕОМЕТРА ТТ-4
Оптические теодолиты
Большим достижением советской оптико-механической промыш ленности является выпуск точных и высокоточных оптических тео долитов. Следует ожидать, что в ближайшие годы выпуск техниче ских теодолитов с металлическими кругами и верньерами будет прекращен и заменен техническими оптическими теодолитами.
В оптических теодолитах все отсчетные приспособления, в том числе лимбы, изготавливаются из стекла, при этом отсчеты про изводятся с помощью оптической системы в одном поле зрения.
В настоящее время в производстве широко распространены вы сокоточные теодолиты ОТ-02, точные теодолиты ТБ- I , ТТ-4 и др. Они имеют сравнительно малый вес и небольшие габариты. Наибо лее удобен для инженерно-геодезических работ сравнительно не дорогой теодолит ТТ-4.
Теодолиты ТБ- I и 0Т-02 применяются для развития государст венных геодезических сетей П-1У классов и создания основы для наблюдений за деформациями инженерных сооружений.
Конструкция теодолита ТТ-4
Теодолит ТТ-4 относят к точным теодолитам. Он может широко использоваться в геодезической практике инженерно-строительных работ при создании рабочей основы, производстве съемочных ра бот, разбивке сооружений, при переносе проектов в натуру и для определения истинного азимута по светилам.
Теодолит ТТ-4 (рис.37) является повторительным теодолитом со стеклянными кругами и оптическим микрометром для отсчета по горизонтальному и вертикальному кругам. В отличие от верньер ных теодолитов, отсчеты в теодолите ТТ-4 производятся только по одной стороне горизонтального и вертикального кругов.Окуляр отсчетного микроскопа 4 расположен рядом с окуляром зрительной трубы.
