Лекция 3. Производство высокоточных угловых измерений
1. Высокоточные теодолиты (ВТ)
2. Контрольные испытания
3. Производство высокоточных угловых измерений
4. Классификация ошибок угловых измерений
5. Влияние инструментальных ошибок на результаты угловых измерений
1. Высокоточные теодолиты делятся на: оптические и электронные.
В оптических теодолитах отсчет снимается микрометром, а в электронных на табло или записывается в блок памяти.
Высокоточные теодолиты можно охарактеризовать
Т05 – точность измерения углов 0,5'', страна изготовитель – Россия;
ОТ02М, ОТ1 - точность измерения углов 1'', Россия;
Т200S, ДКМ-3 – Швейцария, 0,5''.
Theo 002 - 0,5'', Германия.
2. Поверки первые 4 известны нам: поверка цилиндрического уровня, визирной оси трубы (коллимационная ошибка), оси вращения трубы, сетки нитей.
Поверка компенсатора, оптического центрира.
Кроме названных поверок к ним добавляются: поверка 7. Ось накладного уровня должна быть параллельна оси вращения трубы; поверка 8. Вращение алидады должно быть плавным; поверка 9. Отсчетное устройство должно быть выверено и отъюстировано; поверка 10. Нити биссектора окулярного микрометра трубы должно быть установлено вертикально; поверка11. Место ноля не менее 10''.
Исследования:
- определение цены деления уровня
- окулярного микрометра трубы
- исследование правильности хода фокусирующей линзы трубы
- -//- рен
- -//- эксцентриситета алидады и лимба
- -//- правильности вращения алидады
- -//- ошибок диаметра лимба
- -//- систематических ошибок измерения углов, связанных юстом подъемных винтов
- определение средней квадратической ошибки измерения горизонтальных, вертикальных углов одним приемом.
3. Существуют следующие способы измерения направлений и углов:
1) способ круговых приемов
2) способ всевозможных комбинаций. Предложен Гауссом и усовершенствован Шрейдером
3) способ Томилина или видоизмененный способ всевозможных комбинаций
4) способ Аладжалова.
Способ всевозможных комбинаций
Пусть имеется, например точка А
Все комбинации объединяем в одну матрицу
Число таких комбинаций будет равно
.
Веса измеренных направлений на станции считаются по формуле
P=m·n,
где m – число приемов.
Допустим, при измерении способом всевозможных комбинаций:
1) значения углов измеренных при КЛ и КП не должны расходиться более чем на 8''
2)расхождение между приемами для 1 класса не менее 4'', для 2 класса - 5''
3) колебание средних значений одного и того же угла полученных как по непосредственному его измерению, так и вычисленных по другим измеренным углам не должны превышать 3'' при числе направлений не более 5, и 4'' – более 5.
4. Ошибки угловых измерений делятся на группы:
1) личные – ошибки системы «прибор-наблюдатель»
2) инструментальные – вызванные погрешностью отдельных узлов теодолита
3) внешней среды - t°С, давление.
5. 1) влияние коллимационной ошибки на отсчет по горизонтальному кругу.
Минимально допустимая коллимационная ошибка не должна превышать 10''.
Влияние на направление выражается формулой
,
где z – зенитное расстояние.
Тогда при КП поправка в направление будет
N=КП+хс
при КЛ
N=КЛ±180 - хс
Среднее из отсчетов при КЛ и КП свободно от влияния коллимационной ошибки.
2) влияние наклона оси вращения трубы.
Оно вызвано не выполнением третьей поверки. Влияние этой ошибки хi
хi=i·ctgz,
N=КП+ хi,
N=КЛ±180- хi.
3) влияние наклона вертикальной оси теодолита (оси вращения)
Угол δ определяется по накладному уровню по формуле
Тогда в делениях уровня этот угол равен
δ=b·τ,
,
где τ – цена деления уровня.
хδ=δ·ctgz,
N=КП+ хδ,
N=КЛ±180- хδ.
4) влияние ошибок нанесения штрихов на лимб.
Деления на лимб наносятся с помощью делительной машины. Поэтому исследования делений выполняют на специальных стендах.
Эти ошибки делятся на: длиннопериодические и короткопериодические.
Длиннопериодические выявляются по всей окружности лимба
Короткопериодические на интервале 1°
По этим графикам учитывается ошибки делений лимба. Однако, имеется некоторая возможность ослабить их влияние на отсчеты. Рекомендуют переставить лимб между приемами с учетом наименьшего деления лимба.