Глава 4

Измерение углов

4.1. Теодолит. Принцип измерения угла

Измерение и построение углов на местности является важ­нейшей составляющей всего топографо-геодезического про­изводства, и том числе съемки участков под проектирование и строительство, разбивочных работ на стройплощадке, кадаст­ровых съемок, а также обмеров памятников архитектуры.

Угломерные работы выполняются с помощью теодолита (рис. 31). Основные части теодолита: зрительная труба, гори­зонтальный и вертикальный круги, уровень, подставка, подъемные винты, закрепительные и наводящие (микромет-ренные) винты. Теодолит крепится к штативу с помощью ста­нового винта. Зрительная труба прибора состоит из объекти­ва и окуляра, между которыми перемещается фокусирующая линза. В окулярной части трубы расположена стеклянная пла­стинка с нанесенной сеткой нитей. В настоящее время выпус­каются зрительные трубы прямого изображения. До недавне­го времени использовались теодолиты с обратным изображе­нием. Визирной осью трубы называется прямая, соединяющая оптический центр объектива и центр («крест») сетки нитей. Горизонтальный и вертикальный круги теодолита — лимбы -стеклянные, на них нанесены деления. Для отсчета имеется микроскоп. Как горизонтальный, так и вертикальный круги теодолита состоят из лимба и алидады, оси вращения которых должны совпадать. Деления на лимбе нанесены по всей ок­ружности от 0° до 360° и возрастают по часовой стрелке. Али­дада горизонтального круга вращается вместе со всей верхней частью прибора, где на колонках расположена зрительная тру­ба, вертикальный круг, закрепительные и микрометренные винты. На алидаде горизонтального круга расположен цилин­дрический уровень. Алидада вертикального круга неподвиж­на, лимб вращается вместе со зрительной трубой. Цилиндри­ческий уровень служит для установки прибора в рабочее по­ложение. Цилиндрический уровень представляет собой стек­лянную ампулу, в которой запаян в нагретом состоянии эфир или спирт. При остывании образуется пузырек паров. Повер­хность ампулы с внутренней стороны имеет сферическую фор­му, на внешней поверхности ампулы нанесены деления. Центр делений является нуль пунктом уровня. Пузырек уровня дол­жен быть приведен в нуль-пункт с помощью подъемных вин­тов. Ось цилиндрического уровня — это касательная к сфери­ческой поверхности уровня в нуль пункте. Некоторые типы теодолитов имеют круглый уровень. Нуль-пунктом такого уровня является центр концентрических окружностей, нане­сенных на ампуле уровня. Ось круглого уровня проходит через его нуль-пункт перпендикулярно к сферической поверхнос­ти. Подставка теодолита опирается на три подъемных винта. Основные оси теодолита: ось вращения инструмента (ось вра­щения алидады горизонтального круга), ось вращения зри­тельной трубы, ось цилиндрического уровня и визирная ось. Оси теодолита должны занимать определенное положение в соответствии с конструкцией прибора.

Теодолитом измеряются горизонтальные и вертикальные углы. Горизонтальным углом считается проекция простран­ственного угла на горизонтальную плоскость. Вертикальный угол или угол наклона составлен визирной осью зрительной трубы с ее проекцией на горизонтальную плоскость. Верти­кальный угол может иметь знак плюс и минус.

Для измерения горизонтального угла теодолит устанав­ливается над вершиной этого угла (рис. 32). Лимб горизон­тального круга приводится в горизонтальное положение и закрепляется. Вращая алидаду, визируют на точки В и С и берут отсчеты по лимбу: Ь и с. Разность отсчетов по лимбу и дает значение горизонтального угла: ß = с — b.