Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

умк_Дегтярев_Геодезия_ч.1_2010г

.pdf
Скачиваний:
104
Добавлен:
22.02.2016
Размер:
5.42 Mб
Скачать

положение подъемными винтами. При повороте уровня на 180° ось уровня

П займет положение О. Не сложно доказать, что три отмеченных угла рав-

ны между собой, откуда следует традиционный способ 1 поверки цилинд-

рического уровня.

 

 

 

 

В

 

 

 

 

 

 

В

 

 

 

 

α

 

 

 

П

О

 

 

 

Г

 

 

 

Г

 

 

 

П

 

 

 

 

 

α

 

 

 

 

 

 

 

 

α

а)

 

б)

 

 

Рис. 1.42. Схема исправления цилиндрического уровня

 

 

3. Порядок выполнения: Существует несколько способов поверки, в

зависимости от состояния и вида уровня.

 

 

 

Первый способ. Применяется при поверках не сильно разъюстиро-

ванных уровней с делениями на ампуле. Устанавливаем уровень парал-

лельно линии, соединяющей любую пару подъемных винтов подставки,

например, положение а (рис. 1.43), и, вращая винты в противоположные

стороны, выводим пузырек уровня в нуль-пункт.

 

 

Поворачиваем алидаду на 180°,

3

 

 

положение б, и определяем величи-

 

 

 

 

 

ну отклонения пузырька

от нуль-

 

б

 

пункта в делениях ампулы п. Если

 

 

 

 

 

величина отклонения не более 1 –

 

а

 

1,5 деления, то делается

вывод о

1

2

 

выполнении условия. При большем

 

 

 

отклонении поверку желательно по-

Рис. 1.43. Поверка цилиндрического

вторить хотя бы еще раз, чтобы убе-

уровня теодолита. Первый способ

диться, что уровень разъюстирован.

 

 

 

4. Вывод о возможности или невозможности уровня задавать гори-

зонтальную поверхность. Если уровень разъюстирован, исправляют поло-

жение пузырька при помощи исправительного винта уровня на половину

величины отклонения, то есть на 0,5п. Следует иметь в виду, что уровень в

ампуле передвигается слева направо при вращении исправительных винтов

по часовой стрелке. Окончательно в нуль-пункт пузырек приводят подъ-

51

емными винтами подставки теодолита, что следует из рис. 1.26. Поверка повторяется еще раз.

Второй способ. Этот способ поверки целесообразно производить при юстировке контактных (не имеющих делений на ампуле) или сильно разъюстированных уровней, так как величину отклонения пузырька уровня от нуль-пункта в данном случае не определяют.

Устанавливают уровень параллельно одной из сторон подставки прибора, например 1-2 (рис. 1.44, положение а), и, действуя винтами 1 и 2, приводят пузырек в нуль-пункт. Повернув алидаду на 60° и расположив уровень по направлению винтов 2 и 3(положение б), винтом 3 приводят пузырек уровня на средину. Вращая алидаду, устанавливают уровень параллельно винтам 1-3 (положение в). Если при этом положении уровня пузырек сместится с нуль-пункта, то его уклонение устраняют исправитель-

ным винтом уровня.

3

3

3

60°

а

 

60°

 

 

в

 

б

 

 

1

2

1

2

1

2

Рис. 1.44. Поверка цилиндрического уровня теодолита. Второй способ

Как видно из описания поверки, при юстировке пузырек приводят в

нуль-пункт только исправительным винтом уровня, каждый раз переме-

щая его на полную дугу отклонения, что позволяет сократить время, затрачиваемое на выполнение поверки.

После окончания поверки уровня приводят ось вращения теодолита в вертикальное положение. Для этого алидаду поворачивают на 90° относительно исходного положения и третьим подъемным винтом приводят пузырек уровня в нуль-пункт.

1.Название: Поверка равновеликости подставок.

2.Геометрическое условие: Ось вращения зрительной трубы должна быть перпендикулярна к вертикальной оси теодолита.

3.Порядок выполнения:

Первый способ. Установив теодолит на расстоянии 2 – 3 м от стены, приводят его в горизонтальное положение. Под углом в 25 – 30° выбирают точку на стене. Свизировав на точку при одном из кругов, опускают трубу прибора приблизительно до горизонтального уровня и отмечают на стенке точку в центре сетки нитей. Поменяв круг прибора и наведя на верхнюю

52

точку, снова наклоняем трубу вниз и определяем величину смещения центра

сетки нитей относительно отмеченной точки по биссектору. Разность между

значениями смещений не должна превышать 0,5 ширины биссектора.

Второй способ. Используется в случае, когда требуется определить

численно угол наклона i оси вращения трубы. Выполняется в начале так

же, как и в способе 1, но на расстоянии примерно в 30 м, проекции m1 и m2

точки М при разных кругах отмечаются на стене точками (рис. 1.45).

Очевидно, что при не совпа-

 

 

 

дении точек, угол наклона i можно

 

 

M

получить как:

 

 

 

 

 

 

 

i m1m2 ρ .

(1.10)

 

 

 

2 Mm

 

ν

 

i

Здесь ρ = 206265– число секунд в

δ

m1 m m2

 

радиане;

 

 

S

m – середина отрезка |m1m2|.

 

 

 

При замере расстояния |m1m2|

 

 

 

можно проецировать центр

сетки

Рис. 1.45. Схема поверки

нитей на горизонтальную рейку или

равновеликости подставок

линейку, установленную у стены примерно на высоту горизонта инстру-

мента и перпендикулярно к линии визирования.

 

 

Для технических теодолитов этот угол не следует допускать более

0,5. Зная угол i или отрезок |mm1| и расстояние S, легко получить искаже-

ние δ горизонтального угла за счет не выполнения поверки:

 

δ =

 

 

mm1

 

 

ρ =i tg(ν) .

(1.11)

 

 

 

 

S

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Точное значение угла наклона i можно получить при условиях способа 2, но взяв отсчеты m1 и m2 при КП и КЛ по положению центра сетки нитей относительно делений неподвижной рейки. Тогда угол можно вычислить по формуле:

i =

(m2 m1 ) ctg(ν) .

(1.12)

 

s

 

Здесь ν – угол наклона точки М, расстояние s и отсчеты m1 должны быть в одних единицах измерения.

Если нет инструментов для измерения линий, то в тех же условиях берут отсчеты КЛ и КП по горизонтальному кругу при двух положениях трубы. Угол наклона оси вращения трубы i вычисляют по формуле

КЛ (КП ±180°)

 

 

i =

 

 

ctg(ν) ,

(1.13)

2

 

 

 

 

53

4. Выводы: Выполнение условия поверки позволяет производить прибором проецирование в горизонтальной и вертикальной плоскостях и без заметных искажений измерять горизонтальные углы, вершины которых располагаются на разных высотах.

Если величина угла наклона i оси вращения трубы превышает установленный допуск, исправление производят в мастерской путем вращения эксцентриковой втулки лагеры горизонтальной оси с помощью исправи-

тельных винтов.

Поверки визирования теодолита. Поверки визирования:

1.Название: Поверка сетки нитей.

2.Геометрическое условие: Вертикальная нить сетки нитей должна быть отвесна (или, вертикальная нить сетки нитей должна быть перпендикулярна к горизонтальной оси вращения теодолита).

3.Выполнение: Первый способ. Приведя вертикальную ось теодолита

вотвесное положение, наводят зрительную трубу на нить свободно висящего отвеса (см. рис. 1.30). Если нить сетки совпадает с нитью отвеса, то условие выпонено.

Второй способ. Трубу наводят на четкую точку так, чтобы ее изображение находилось на горизонтальном штрихе сетки у левого (или правого) края поля зрения. Вращая алидаду, смешают изображение точки к другому краю.

а) б)

Рис. 1.46. Схемаповероксеткинитей:

а– условие выполняется,

б– условие не выполняется

Если горизонтальный штрих сойдет с изображения точки более чем на треть величины биссектора, то сетка установлена неверно и требуется исправление. Этот же способ может быть выполнен вращением трубы в вертикальной плоскости (рис. 1.46).

Вывод: Условие для сетки нитей прямо не вытекает из принципов измерения углов, но необходимо для удобства визирования, так как при его невыполнении визировать можно только центром сетки нитей.

Положение сетки нитей 4 исправляют поворотом диафрагмы 2 с сеткой (рис. 1.47) вокруг визирной оси трубы после ослабления винтов 3 до совпадения нитей отвеса и сетки. После исправления винты закрепляют.

54

1. Название: Поверка коллимационной

 

 

1

погрешности.

 

 

4

 

2

2. Геометрическое условие: Визирная

 

 

 

ось трубы должна быть перпендикулярна к

 

 

5

горизонтальной оси вращения теодолита, то

 

 

 

есть плоскости визирования должны быть от-

3

 

 

весны. Очевидно, что отсчеты при разных

 

 

 

 

 

кругах на одну точку должны отличаться

Рис. 1.47. Схема крепления

ровно на 180°, а отклонение от 180° будет

равно двойной коллимационной погрешности

сетки нитей

 

 

 

(рис. 1.48).

 

 

КЛ

 

КП

3. Выполнение: Первый способ. Исполь-

 

 

 

 

зуется для теодолитов с односторонним от-

 

 

 

счетным устройством, типа Т30, Т15, Т5. Ус-

 

 

 

тановив с помощью уровня ось вращения

 

 

 

теодолита в отвесное положение, наводят

 

 

 

центр сетки нитей на удаленную четкую цель,

С

 

С

расположенную примерно на одной высоте с

 

Рис. 1.48. Схема возникновения

теодолитом, и берут отсчеты по горизонталь-

коллимационной погрешности

ному кругу КЛ1 и КП1.

 

 

 

 

Затем, освободив лимб, поворачивают теодолит на 180°, приводят ось

вращения теодолита в отвесное положение и наведя центр сетки нитей на ту

же точку, получают отсчеты по горизонтальному кругу КЛ2 и КП2. Уточнен-

ное значение коллимационной погрешности С вычисляют по формуле:

С =

(КЛ1 КП1 ±180°)+(КЛ2 КП2 ±180°)

.

(1.14)

 

4

 

 

 

 

 

 

Часто пользуются укороченной формулой два раза:

 

 

 

С =

(КЛ КП ±180°).

 

(1.14а)

 

 

2

 

 

 

Абсолютная величина ошибки С не должна превышать допуска. Для

приборов технической точности это удвоенная точность прибора. У теодо-

лита 2Т30 это, очевидно, 1.

 

 

 

 

Формула (1.14) имеет недостаток, так как усредняет значения погреш-

ностей С, которые могут сильно отличаться. Поэтому часто целесообразно по-

лучатьдваотдельныхзначенияпогрешностейисравниватьихповеличине.

Второй способ. Для поверки устанавливают теодолит посредине с

точностью 2 – 3 метра (S > 50 м) между четко видимой точкой 1 и гори-

зонтальной рейкой (линейкой), расположенной перпендикулярно к линии

визирования и примерно на высоте горизонта прибора (рис. 1.49).

55

 

 

 

 

 

 

 

 

Приводят

вертикальную ось

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а2

вращения прибора с помощью уров-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

О

С

 

 

а0

ня в отвесное положение и наводят

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

трубу на четкую точку 1. Затем пе-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а1

реводят трубу через зенит и, не из-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

меняя фокусировки, берут отсчет по

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

рейке а1 (с точностью до 1 мм) по

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S

 

S

 

 

 

вертикальному штриху.

 

Рис. 1.49. Схема определения

 

Освободив алидаду снова на-

 

водят визирную ось на точку 1, пе-

 

коллимационной погрешности

реводят трубу через зенит и берут

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

второй отсчет а2 по рейке.

 

Коллимационнуюошибку(вугловыхсекундах) вычисляютпоформуле:

 

 

 

 

С =

(а1 а2 )

′′

(1.15)

 

 

 

 

2S

ρ .

Единицы измерения расстояния и отсчеты должны быть одинаковы. Выводы: При выполнении условия центр сетки нитей совпадает с оптической осью, то есть возможно точное визирование и не будет искажений в отсчетах при измерении углов. Если величина С превышает установленный для прибора допуск, то вычисляют отсчет КЛиспр. по лимбу, свободный от коллимационной ошибки. Для этого на основе (1.14а) запишем:

0 = КЛ КП ±180°− 2С =(КЛ С)(КП +С)±180°,

а в выражения в скобках, которые являются исправленными отсчетами для уничтожения коллимационной ошибки С, можно подставить ее укороченный вид из (1.14а):

КЛиспр. = КЛ С =

2КЛ (КЛ КП ±180°)

=

(КЛ + КП ±180°)

, (1.16)

2

2

 

 

 

Таким образом, исправленный отсчет есть среднее из двух отсчетов при КЛ и КП. Такой же результат получим и для правого исправленного отсчета:

КПиспр. = КП +С =(КЛ + КП ±180°)/ 2 .

(1.16а)

Затем наводящим винтом алидады устанавливают на лимбе горизонтального круга вычисленный отсчет. При этом центр сетки нитей зрительной трубы сместится с изображения точки, так как визирная ось повернется на угол С. Действуя боковыми исправительными винтами 5 сетки нитей (рис. 1.47), при слегка расслабленных вертикальных винтах 1, совмещают центр сетки нитей с изображением точки. По окончании юстировки повер-

56

ку повторяют, чтобы убедиться, что после исправления коллимационная ошибка не превышает установленного допуска.

При использовании рейки вычисляют отсчет а0, по рейке, свободный от коллимационной ошибки как:

 

 

а +(а а )/ 2

 

а

=

1

2 1

 

.

(1.17)

 

 

 

0

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Далее процедура исправления такая же, как и в предыдущем случае.

1.Название: Определение погрешности места нуля М0.

2.Геометрическое условие: Место нуля должно равняться нулю, или быть близкой к нему величиной. Очевидно, что место нуля – это отсчет по вертикальному кругу при горизонтальном положении визирной оси трубы

иприведенном в нуль-пункт пузырьке уровня. Место нуля (М0), как и погрешность С исправного теодолита есть величина постоянная. Поэтому практически вычисленные значения М0 из нескольких определений у одного и того же теодолита не должны отличаться более чем на удвоенную точность отсчитывания по вертикальному кругу.

3.Выполнение: Первый способ. После приведения оси вращения прибора в отвесное положение при двух положениях трубы наводят визирную ось на одну и ту же четкую точку. Приводят в середину пузырек уровня на горизонтальном круге при помощи одного из подъемных винтов подставки

иберут отсчеты по вертикальному кругу при КЛ и КП. Значение М0 вычисляют по формулам:

для теодолита Т30:

М0 =(КП + КЛ ±180°)/ 2 ,

(1.18)

– для теодолита 2Т30:

М0 =

КЛ + КП .

(1.18а)

 

2

 

Второй способ. Если при первом положении зрительной трубы теодолита рис. 1.50, установленной на отсчет 0° по вертикальному кругу, визирная ось будет наклонена к горизонту на угол + М0, то при втором положении трубы – на угол – М0. После приведения прибора в горизонтальное положение, наводят трубу на вертикальную рейку, расположенную на расстоянии 30 – 50 м. Подъемным винтом приводят уровень в нуль-пункт, наводящим винтом выставляют по вертикальному кругу 0° и снимают отсчет а1 в мм по рейке. То же самое делают при другом круге получая отсчет а2 (рис. 1.50). Из отсчетов находят средний а0, который и выставляют наводящим винтом по рейке. Значение места нуля М0 считывают по шкале вертикального круга.

57

0

 

а1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а0

 

 

 

 

 

 

–М0

 

а2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 1.50. Определение величины М0 по рейке

Выводы: Равенство нулю величины М0 говорит о совпадении центра сетки нитей по вертикали с оптической осью теодолита и таким образом позволяет правильно визировать и получать отсчеты для определения значений углов более качественно, особенно вертикальных. Особое внимание обращается на постоянство величины.

Если величина М0 превышает допуск, равный двойной точности прибора (1для теодолитов серии Т30), то его можно привести к значению близкому к 0° следующим образом. Как и для коллимационной погрешности вычисляют отсчеты, свободные от влияния места нуля:

0 = КЛ + КП 2М0 =(КЛ М0)+(КП М0),

где в скобках исправленные отсчеты, уничтожающие влияние места нуля. Подставив в значения исправленных отсчетов формулу для места нуля (1.18а), будем иметь

КЛиспр. = КЛ М0 =

2КЛ (КЛ + КП)

=

КЛ КП

= ν. (1.19)

2

2

 

 

 

Такой же результат получим и для исправленного отсчета для круга право. Таким образом, исправленный отсчет равен углу наклона ν, который и выставляется наводящим винтом по шкале вертикального круга. При этом пузырек уровня на горизонтальном круге должен находиться в нульпункте. Очевидно, что центр сетки нитей сдвинется с точки по вертикали. Затем, действуя вертикальными исправительными винтами 1 (см. рис. 1.47) при сетке нитей со слегка расслабленными горизонтальными винтами 5, смещают сетку так, чтобы ее горизонтальная нить опять совпала с изображением точки визирования.

Поверки дополнительных устройств теодолита. К дополнитель-

ным устройствам теодолита относят: нитяной отвес, цилиндрический уровень при зрительной трубе, ориентир-буссоль и нитяной дальномер. Очевидно, что их поверки проводятся по мере необходимости использования этих устройств при производстве топографических работ.

58

1.Название: Поверка положения точки подвеса нитяного отвеса.

2.Геометрическое условие: нить нитяного отвеса должна совпадать с вертикальной осью вращения прибора.

3.Выполнение: Устанавливают ось вращения прибора в отвесное положение и при двух положениях трубы проецируют коллимационную плоскость на четыре колышка, забитых в землю примерно на расстоянии 2 – 3 м в обе стороны от прибора в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Между накрест расположенными кольями по меткам натягивают две тонкие нити. Подвесив нитяной отвес на крючок при подставке, проверяют положение острого конца отвеса относительно натянутых нитей.

Выводы: выполнение условия позволяет достаточно хорошо совместить вертикальную ось вращения прибора с вершиной измеряемого угла, что позволит получить более качественные результаты измерений.

Погрешность центрирования может достигнуть 1 – 2 мм, но для топографических целей достаточно 5 мм. Исходя из этого, можно просто разместить точку подвеса отвеса на глаз в середине станового винта, выгибая соответствующим образом крепежную скобку и этого будет достаточно для измерений с технической точностью.

1.Название: Поверка оси цилиндрического уровня при зрительной

трубе.

2.Геометрическое условие: ось цилиндрического уровня при зрительной трубе должна быть параллельна визирной оси прибора.

3.Выполнение: Установить линейку (нивелирную рейку) на твердом

объекте на расстоянии S порядка 80 м от теодолита и измерьте высоту v1 оси вращения зрительной трубы. Приведя наводящим винтом трубы пузы-

рек в среднее положение снять отсчет по линейке А1. Поменяв местами прибор и линейку, проделывают то же самое еще раз: получают высоту

оси v2, пузырек в середину – и отсчет по линейке А2. Теперь угол непараллельности i можно вычислить как:

i =

(A1 + A2 )

(v1 + v2 )

′′

(1.20)

2S

 

ρ .

 

 

 

 

Допустимое значение угла – не более 30.

Вывод: При выполнении условия уровень при трубе достаточно хорошо будетпозволятьейзадаватьгоризонтальнуюплоскостьпривращении.

Приневыполненииусловиявычисляютисправленныйотсчет, например,

испр

= А

= А

(А1 + А2 )(v1

+v2 )

,

(1.21)

А

 

 

2

2

2

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и наводящим винтом трубы выставляют его по линейке (рейке). Ушедший с середины пузырек уровня возвращают исправительными винтами уровня.

59

1.Название: Определение погрешностей ориентир-буссоли.

2.Геометрическое условие: Погрешности ориентир-буссоли должны

соответствовать паспортным данным прибора: систематическая – 30, случайная – 10.

3. Выполнение: При выполнении проследить, чтобы в радиусе 6 м от теодолита не было больших магнитных масс. Выбирают ориентир, магнитный азимут А которого хорошо известен, измеряют его теодолитом с буссолью двенадцатью приемами и ищут среднее значение Аср. Тогда систематическая составляющая будет как разность известного значения и

среднего сист. = А – Аср.

4. Выводы: при выполнении условия ориентир-буссолью можно пользоваться для приближенного ориентирования геодезических построений в пределах обеспечиваемой ее точностью.

Если систематическая погрешность, которая является определяющей, превышает заданные пределы, то установив визирную ость теодолита по направлению магнитного меридиана на основе известного магнитного азимута, совмещают концы стрелки с индексами буссоли разворотом ее корпуса крепежными винтами.

Для нитяного дальномера определяется его коэффициент, который рассматривается в разделе линейных измерений.

1.5. Методы измерений углов в геодезии

Основные вопросы: общие положения измерений углов; измерение углов способом приемов; измерение углов способом повторений; измерение вертикальных углов; измерение магнитного азимута; основные погрешности угловыхизмерений; использованиетеодолитовдляпроецировочныхработ.

Общие положения измерений углов. Чтобы измерить углы теодо-

литом необходимо:

1.Совместить вертикальную ось вращения теодолита с вершиной измеряемого угла с использованием поверенного нитяного отвеса – вы-

полнить центрирование.

2.Привести лимб прибора в горизонтальное положение, используя цилиндрический уровень, то есть выполнить его горизонтирование (ниве-

лирование).

60