Глава 5 ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ

В этой главе будут рассмотрены только общие схемы основных геодезических приборов: теодолитов (приборов для измерения углов); нивелиров (приборов для измерения превышений, служащих для передачи высот с точки на точку); дальномеров (приборов для измерения расстояний). Это связано с тем, что в настоящее время существует весьма большое количество различных геодезических приборов, отличающихся друг от друга не только точностью измерений, но и существенными конструктивными особенностями. Общая же схема построения и основной принцип работы практически сохраняются во всех названных выше приборах.

§ 39. Классификация геодезических приборов

Классификация геодезических приборов, в соответствии со стандартом на них, производится по назначению и по точности.

По назначению в настоящее время существует семь групп приборов:

-для измерения горизонтальных углов и углов наклона – теодолиты;

-для измерения превышений – нивелиры;

-для измерения расстояний – дальномеры;

-для производства планово-высотных топографических съемок –

тахеометры;

-для производства планово-высотных топографических съемок (углоначертательный способ) - кипрегели;

-комплектующие принадлежности (рейки, штативы, оптические

центриры, механические центриры, буссоли, и др.);

- вспомогательные приборы и принадлежности (эккеры, планиметры, транспортиры, тахеографы, координатометры, масштабные линейки и др.).

По точности классифицируют только теодолиты, нивелиры и дальномеры. Они делятся на высокоточные, точные, повышенной точности, средней точности и технические.

Высокоточные приборы используют при измерениях в плановых геодезических сетях 1 и 2 классов и в нивелирных сетях I и II классов, а также при выполнении инженерно-геодезических работ высокой точности при решении специальных инженерных задач, например, при наблюдениях за деформациями сооружений и земной поверхности, при выверке установки прецезионного оборудования на промышленных предприятиях и уникальных объектах и т.п.

100

Точные приборы используются для сгущения главной геодезической основы (при построении сетей сгущения), а также для производства значительного объема инженерных работ при строительстве инженерных сооружений.

Приборы повышенной точности используют как при геодезических работах по созданию сетей сгущения, так и при решении ряда научных, технических и научно-технических задач, связанных, в основном, со строительством и эксплуатацией инженерных сооружений.

Приборы средней точности применяют при производстве работ технической точности при создании для них сетей сгущения в виде теодолитных ходов, при горизонтальной съемке ответственных точек местности и др.

Технические приборы применяются в основном для топографических съемок различных масштабов при создании сетей съемочного обоснования, выполнении отдельных и массовых привязок точек местности в принятой системе координат.

Любая из поставленных геодезических задач характеризуется, в первую очередь, необходимой точностью измерений и точностью получения конечного результата. Этим и определяется выбор для работы прибора соответствующего класса точности.

Надежность и достоверность получаемых при измерениях результатов обеспечивается правильной работой прибора. В связи с этим рабочие средства измерений подвергаются т.н. метрологическому надзору, который заключается в аттестации используемых средств измерений через систему испытаний и поверок. До выполнения работ каждый геодезический прибор должен быть поверен и отъюстирован.

Поверка – установление соответствия конструктивных геометрических соотношений в приборе, обеспечивающих качественную его работу.

Юстировка – устранение несоответствия геометрических соотношений в конструкции прибора, которые могут повлиять на его качественную работу. Т.е. юстировка выполняется только тогда, когда в результате поверки будут выявлены недопустимые отклонения в геометрическом положении узлов и деталей прибора.

Об основных поверках геодезических приборов будет рассказано ниже.

§ 40. Теодолиты

Теодолит служит для измерения горизонтальных и вертикальных углов.

Вобозначение отечественных теодолитов входит буква Т и число, указывающее среднюю квадратическую погрешность измерения горизонтального угла одним полным приемом в лабораторных условиях.

Втабл. 5.1 приведены данные о величине средней квадратической погрешности измерения горизонтального угла в принятых стандартом классах точности приборов, а также марки отечественных теодолитов, относящихся к указанным классам точности.

101

Различные модификации теодолитов в приведенных классах точности отражаются в их обозначении дополнительными цифрами впереди основного обозначения и буквами – после основного обозначения. В настоящее время для теодолитов используют следующие буквы: А – теодолит снабжен автоколлимационным окуляром (т.е. им можно работать на отражение направленного к объекту оптической системой прибора светового пучка); К – конструкция с компенсатором угла наклона при вертикальном круге; П – установлена зрительная труба прямого изображения (земная труба); М – теодолит в маркшейдерском исполнении. Например, Т5К, 2Т5К, 3Т2КП, Т30М, 3Т2КА и т.п.

Рассмотрим схему измерения горизонтальных углов и углов наклона, представленную на рис. 5.1.

Рис. 5.1. Схема измерения горизонтального угла и угла наклона

102

Пусть на местности имеются точки А, В и С, расположенные друг относительно друга на разных высотах. Выберем вершиной измеряемых углов точку А. Построим в этой точке вертикальные плоскости WB и WC, в которых лежат направления из точки А соответственно на точки В и С. Выберем произвольно на вертикальной линии пересечения плоскостей W точку О и построим в ней плоскость V, перпендикулярную плоскостям WB и WC. В этой плоскости будут лежать направления ООл и ООп, а в плоскости, параллельной плоскости V, находятся проекции точек А, В и С (Ао, Во, Со).

Линии визирования ОВ и ОС образуют в пространстве угол β'. Проекция этого угла на плоскость V образует угол β, который называется горизонтальным углом.

Если в т. А поместить плоский круг (горизонтальный круг – ГК) с градусными делениями и расположить его плоскость в горизонтальной плоскости V, то на каждое из направлений (АоВо и АоСо) можно взять отсчеты b и с. Разность этих отсчетов и определит величину горизонтального угла

При оцифровке горизонтального круга по часовой стрелке, как это и исполняют в теодолитах, разность (5.1) дает значение угла β, показанного на рисунке. Если же взять разность (c – b), то полученное значение горизонтального угла будет отличаться от угла β на 360о.

Вертикальный угол в общем случае – это угол в вертикальной плоскости между двумя направлениями. Если одно из направлений совпадает с горизонтальной плоскостью, то такой угол ν называется (углом наклона).

Угол наклона указывают со знаком «плюс » или «минус » (кроме ν = 0о). Если в точке А поместить вертикальный круг (ВК) с градусными делениями и совместить его плоскость, например, с вертикальной плоскостью WС, то направлению линии АC, параллельной горизонтальной плоскости V, будет соответствовать отсчет co по вертикальному кругу, а направлению на точку С

– отсчет с. Аналогичные рассуждения можно провести и в отноше-нии точки В. Если оцифровка вертикального круга в плоскости WС со сторо-ны читателя выполнена по часовой стрелке, то значение угла наклона легко найдется из разности

вычисляют как разность отсчетов, полученных по двум направлениям, взятых по оцифрованным кругам, плоскости которых параллельны соответственно горизонтальной и вертикальной плоскостям местности. Для угла наклона один из отсчетов всегда должен определять положение горизонтальной плоскости в точке стояния, проходящей через центр вертикального круга.

Отсчеты со и bo называют местом нуля (МО) вертикального круга. Подробнее об этом будет сказано в § 45.

103