Набор учебников PDF Хороший солдат / Геодезия / Руководство к лабараторным работам

2. ИЗМЕРЕНИЕ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ И ВЕРТИКАЛЬНЫХ УГЛОВ

Задание

1.Научиться устанавливать теодолит в рабочее положение.

2.Измерить горизонтальный угол одним приемом.

3.Измерить два вертикальных угла.

4.Составить отчет о выполненной работе.

Методические указания к выполнению работы

2.1. Приведение теодолита в рабочее положение

Перед измерением углов теодолит устанавливают в рабочее положение: центрируют и горизонтируют прибор, фокусируют трубу по глазу (см. предыдущую работу).

Центрирование выполняют с помощью отвеса с точностью 3...5 мм. Горизонтирование прибора выполняют с помощью подъемных винтов и

выверенного уровня при алидаде с точностью 0,5...1 деления (рис. 1.5). Фокусировку трубы по глазу выполняют с помощью диоптрийного

кольца окуляра.

2.2. Измерение горизонтальных углов способом приемов

Горизонтальный угол β на точке 2 между направлениями на точки 1 и 3 равен разности отсчетов а3 и а1 по горизонтальному кругу (рис. 2.1):

Рис. 2.1

Для контроля и повышения точности измерения выполняют дважды: при круге лево и круге право, поскольку среднее арифметическое из таких измерений свободно от влияния коллимационной погрешности и наклона оси вращения трубы. Измерения при одном положении вертикального круга составляют один

полуприем, при двух кругах – полный прием. Результаты измерений записывают в журнал (табл. 2.1).

Установив теодолит в рабочее положение, выбирают две визирные цели. Закрепляют лимб. Ослабив закрепительные винты алидады и трубы, с помощью визира наводят трубу на правую марку. Закрепляют закрепи-тельные винты и с помощью наводящих винтов совмещают центр сетки нитей с центром марки. Берут отсчет по горизонтальному кругу. Ослабляют закрепительные винты алидады и трубы и в том же порядке визируют на левую марку. Записывают в журнал отсчет по горизонтальному кругу и вычисляют значение угла из первого полуприема.

Перед началом второго полуприема смещают лимб. Для этого ослабляют

закрепительный винт лимба и поворачивают алидаду вместе с лимбом на 2...5°. Снова закрепляют лимб. Второй полуприем выполняют в той же последовательности, что и первый, но при другом положении верти-кального круга. Если расхождение между значениями угла, полученными из двух полуприемов, не превышает 1,5', то вычисляют среднее значение угла. В противном случае один из полуприемов повторяют.

Если в одном из полуприемов отсчет на правую марку меньше отсчета на левую, то при вычислении угла к отсчету на правую марку предвари-тельно

прибавляют 360°.

Таблица 2.1

Журнал измерения горизонтальных углов способом приемов

2.3. Вертикальный круг теодолита, измерение вертикальных углов

Вертикальный круг теодолита служит для измерения вертикальных углов

ν (углов наклона). Он устроен так же, как и горизонтальный круг, наглухо скреплен с трубой и вращается вместе с ней на одной оси. У теодолита 2Т30 нет уровня при вертикальном круге. Вместо него используют уровень при алидаде и при измерении углов наклона контролируют положение пузырька этого уровня.

Местом нуля (МО) вертикального круга называется отсчет по вертикаль-

ному кругу, когда визирная ось трубы горизонтальна, а пузырек уровня при алидаде находится в нульпункте (рис. 2.2). Место нуля должно быть близким к нулю (по определению), но, в общем случае, может принимать любые значения. Важна не величина МО, а его постоянство.

визирная ось

Л ν

МО

горизонт

нулевой диаметр

вертикального круга

вертикальный

круг

Рис. 2.2

Если углы наклона измеряют при двух положениях вертикального круга,

то влияние места нуля на результаты измерений устраняется. Поэтому точное измерение вертикальных углов, как и горизонтальных, производят при двух положениях вертикального круга.

Место нуля и углы наклона вычисляют по формулам:

Студенты измеряют два угла наклона. Перед измерениями проверяют горизонтирование прибора. Устанавливают теодолит в положение "круг лево", наводят трубу на марку. Записывают в журнал (табл. 2.2) отсчет по вертикальному кругу. Переводят трубу через зенит и повторяют те же действия при "круге право". По формуле (2.1) вычисляют значение места нуля. По формуле (2.2) вычисляют значение угла наклона. Проверяют значение угла наклона по фор-

мулам (2.3) и (2.4). Аналогично измеряют второй угол наклона. Контролем правильности измерений служит постоянство места нуля в пределах 2'.

Если это условие не выполнено, измерения повторяют.

Таблица 2.2

Журнал измерения вертикальных углов

2.4.Контрольные вопросы

1.Какие действия выполняют при установке теодолита в рабочее положение?

2.Почему измерение горизонтальных и вертикальных углов выполняют при двух положениях вертикального круга?

3.Каков порядок действий при смещении лимба перед вторым полуприёмом измерения горизонтального угла?

4.Приведите журнал измерения горизонтального угла способом приемов, полученные и допустимые расхождения.

5.Что называется местом нуля вертикального круга?

6.Приведите формулы для вычисления места нуля и угла наклона.

7.Приведите журнал измерения вертикальных углов, полученное и допустимое расхождение места нуля.

8.Приведите результаты вычисления углов наклона по формулам (2.3), (2.4).

3. ТАХЕОМЕТРИЧЕСКАЯ СЪЕМКА

Задание

1.Научиться измерять расстояния с помощью нитяного дальномера.

2.Научиться ориентировать лимб теодолита по заданному направлению.

3.Выполнить съемку не менее двух точек, приняв высоту визирования равной 2,00 м (или 1,00) и высоте прибора. После окончания съемки проверить ориентировку лимба.

4.Выполнить вычисления в журнале тахеометрической съемки с помощью калькулятора или ПК.

5.Составить отчет о выполненной работе.

Краткие сведения о тахеометрической съемке

Тахеометрическая съемка – один из методов топографической съемки местности. Съемку выполняют с точек планово-высотного съемочного обоснования (станций), координаты которых известны. Основным способом съемки является полярный, при котором положение каждой снимаемой точки местности определяется в пространственной полярной системе координат. Для этого измеряют расстояния от станции до определяемых точек (съёмочных пикетов), горизонтальные и вертикальные углы.

В лабораторных условиях для тахеометрической съемки используют теодолит 2Т30 и макеты реек. Съемку производят при круге лево. Расстояния до съёмочных пикетов определяют с помощью нитяного дальномера, горизонтальные углы отсчитывают по горизонтальному кругу, а вертикальные – по вертикальному кругу теодолита. Превышения определяют методом тригонометрического нивелирования (рис. 3.1).

i

B h

A

Рис. 3.1

Методические указания к выполнению работы

3.1. Измерение расстояний с помощью нитяного дальномера

Лабораторную работу начинают с изучения нитяного дальномера. Нитяной дальномер представляет собой два дальномерных штриха сетки нитей теодолита. В качестве дальномерной рейки используют обычную нивелирную рейку. Коэффициент дальномера равен 100, т.е. каждому сантиметровому делению рейки, заключенному между дальномерными штрихами, соответствует расстояние в 1 метр на местности. Для измерения расстояния нитяным дальномером трубу теодолита устанавливают приближенно в горизонтальное положение, визируют на рейку и наводящим винтом трубы совмещают верхний дальномерный штрих сетки с ближайшим целым делением, а по нижнему штриху берут отсчет с точностью 1 мм. На рис. 3.2 этому положению соответствуют отсчеты 1500 и 1666. Разность этих отсчетов 166 мм или 16,6 см. Дальномер-

ное расстояние D = k n , где k - коэффициент дальномера, n - расстояние между дальномерными штрихами в сантиметрах. В примере D = 100 16,6 см = 1666 см = 16,6 м. Точность измерения расстояний нитяным дальномером порядка 1/300.

Рис. 3.2

3.2. Тахеометрическая съемка

Порядок производства съемки:

1.Устанавливают теодолит над точкой съемочной сети (станция № 1) и приводят его в рабочее положение (центрируют, горизонтируют).

2.Определяют место нуля вертикального круга. Для этого записывают в журнал (табл. 3.1) отсчеты по вертикальному кругу на любую точку при левом

иправом его положении. Место нуля вычисляют по формуле (2.1).

3.Измеряют рейкой высоту прибора с точностью 0,01 м и записывают в

журнал. Высота прибора i – это расстояние от точки, над которой установлен теодолит, до оси вращения трубы прибора.

4. Устанавливают теодолит в положение "круг лево" и ориентируют лимб по линии 1–2 съемочной сети. Это направление считают начальным в полярной системе координат, где полюсом является станция № 1. В качестве точки № 2 съемочного обоснования выбирают любую закрепленную на стене лаборатории марку или макет вехи.

Ориентировать лимб по заданному направлению - означает установить на горизонтальном круге теодолита отсчет 0° 00' по этому направлению. Для этого открепляют алидаду и, наблюдая в микроскоп, поворачивают ее до тех пор, пока отсчет по горизонтальному кругу не станет близким к нулю. Закрепляют алидаду и, действуя ее наводящим винтом, устанавливают отсчет точно 0° 00'. После этого открепляют закрепительные винты лимба и трубы и наводят трубу на марку. При этом отсчет по лимбу не изменяется. Закрепляют лимб и трубу. Точно совмещают крест сетки с маркой с помощью наводящих винтов лимба и трубы. Убеждаются, что отсчет по горизонтальному кругу в этом положении равен 0° 00'. Если отсчет изменился, ориентирование лимба повторяют.

После ориентирования лимба до окончания съемки на станции пользо-

ваться закрепительным и наводящим винтами лимба нельзя.

После указанных действий приступают к съемке точек местности.

5.Открепив алидаду и трубу, визируют на рейку, установленную на первом съёмочном пикете. Вертикальную нить сетки наводят на середину рейки, а среднюю горизонтальную – на отсчет V, равный высоте прибора i. Высоту визирования V записывают в журнал. Затем берут и записывают отсчеты по горизонтальному и вертикальному кругам. После этого наводящим винтом трубы совмещают верхний дальномерный штрих с ближайшим дециметровым делением рейки, отсчитывают и записывают дальномерное расстояние.

6.Аналогично выполняют съемку следующих точек. При этом высоту визирования принимают равной 2,00 м или любому другому круглому числу.

7.После окончания съемки точек на станции проверяют неизменность ориентирования лимба. Для этого снова визируют на начальное направление и повторно записывают в журнал отсчет по горизонтальному кругу. Этот

отсчет не должен отличаться от 0° более чем на 3'. Если это условие выполнено, то работу на станции считают законченной. В противном случае уточняют ориентирование лимба и повторяют измерение горизонтальных углов на точки.

3.3.Обработка журнала тахеометрической съемки

Вжурнале съемки (табл. 3.1) вычисляют углы наклона ν , горизон-

тальные проложения d и превышения h по формулам:

По формулам (3.2) и (3.3) составлены тахеометрические таблицы, из которых горизонтальные проложения выбирают с точностью 0,1 м, а превышения с точностью 0,02...0,05 м. Вместо таблиц для обработки журнала съемки следует использовать микрокалькуляторы. Можно обработать журнал

впакете электронных таблиц EXCEL на ПК.

Вжурнале вычисляют окончательные значения превышений по форму-

ле (3.4) с учетом высоты прибора i и высоты визирования на рейку V. Отметки съёмочных пикетов вычисляют по формуле

Н = Нст + h ,

где Нст – отметка станции № 1, задаваемая каждому студенту.

3.3.Контрольные вопросы

1.Какими тремя полярными координатами определяется положение точки при тахеометрической съемке?

2.Для чего коэффициент нитяного дальномера любого геодезического прибора принимают равным 100?

3.Как и с какой точностью измеряют высоту прибора?

4.Что означает выражение «ориентировать лимб»?

5.Приведите последовательность действий при ориентировании лимба по заданному направлению.

6.Приведите последовательность работы на станции при съемке точки.

7.Зачем при окончании работы на станции повторно визируют на начальное направление?

8.Приведите вывод формул (3.2), (3.3) (см. учебник или конспект лекций).

9.Приведите обработанный журнал тахеометрической съемки.

4. УСТРОЙСТВО И ПОВЕРКИ ТОЧНЫХ И ТЕХНИЧЕСКИХ НИВЕЛИРОВ

Задание

1.Изучить устройство точных и технических нивелиров.

2.Изучить устройство нивелирных реек.

3.Научиться устанавливать прибор в рабочее положение

ибрать отсчеты по рейкам.

4.Научиться выполнять поверки и юстировку нивелиров

сцилиндрическим уровнем и с компенсатором.

5.Составить отчет о выполненной работе.

Методические указания к выполнению работы

4.1. Назначение, типы и устройство нивелиров

Геометрическое нивелирование производится с помощью нивелира и реек. Нивелир – прибор для определения превышений горизонтальной линией визирования.

По точности нивелиры делят на высокоточные (Н-05, Н-2), точные (Н-3) и технические (Н-5, Н-10). Число в шифре прибора означает среднюю квадратическую погрешность (в миллиметрах) измерения превышения на 1 км двойного хода (прямо-обратно). Например, с помощью нивелира Н-10 можно измерить превышение между двумя точками, расстояние между которыми равно 1 км, со средней квадратической погрешностью не более 10 мм.

По способу приведения визирной оси в горизонтальное положение различают нивелиры с цилиндрическим уровнем (Н-05, Н-3, Н-5, рис. 4.1...4.4) и нивелиры с компенсатором (Н-2К, Н-3К, Н-10К, рис. 4.5, 4.6).

У уровенных нивелиров визирная ось устанавливается горизонтально с помощью скрепленного с трубой цилиндрического уровня, а у нивелиров с компенсаторами – автоматически.

Большинство нивелиров снабжены горизонтальным лимбом, позволяющим измерять и откладывать горизонтальные углы, причем лимб можно устанавливать на любой начальный отсчет. В шифре таких нивелиров добавлена буква Л. Например, Н-10КЛ.

Нивелиры типа Н-3 относятся к точным нивелирам и могут использоваться для геометрического нивелирования III и IY классов, технического нивелирования, а также для выполнения инженерно-геодезических работ.

Нивелиры Н-5, Н-10 относятся к техническим и могут использоваться для технического нивелирования и выполнения инженерно-геодезических работ.