4. 5. Измерение вертикальных углов

Вертикальные углы измеряются от горизонтальной линии до направления на точку местности, называемыми углами наклона : вверх – с плюсом, вниз – с минусом. Изменяются в пределах -90⁰90⁰.

Вертикальный круг для измерения углов наклона состоит из лимба, алидады и уровня. Лимб жестко скреплен со зрительной трубой и вращается вместе с ней. Нулевой диаметр лимба параллелен визирной оси трубы. Алидада при вращении трубы остается неподвижной. Нулевой диаметр алидады приводится в постоянное положение по уровню, рис.4.10. В теодолитах серии Т30 для этого используется уровень при горизонтальном круге. В теодолитах Т15, Т5 при алидаде вертикального круга свой уровень, пузырек которого приводится в нуль-пункт перед отсчетом специальным винтом алидады. В теодолитах Т15К, Т5К вместо уровня при алидаде установлен компенсатор, который обеспечивает автоматизацию измерений: после наведения на точку берут отсчет без дополнительных действий.

Рис. 4.10. Схема измерения вертикального угла теодолитом Т30

1- линия визирования на точку М; 2- горизонтальная линия; 3 – линия нулей алидады;  - угол наклона; КЛ – отсчет по вертикальному кругу при круге лево; МО – место нуля вертикального круга.

В соответствии с устройством вертикального круга должно быть выполнено условие: при горизонтальном положении визирной оси трубы и положении пузырька уровня в нульпункте отсчет по лимбу должен быть 0⁰. Однако это условие абсолютно точно не выполняется.Отклонение от 0⁰ называется местом нуля (МО) вертикального круга.

Формулы вычисления углов наклона зависят от оцифровки лимба. В теодолитах серии Т30 деления лимба оцифрованы от 0⁰до 360⁰против часовой стрелки. При наведении на точку местностиМпри круге лево (КЛ) угол наклона будет равен, рис. 4.10:

 = КЛ – МО .(4.10)

Если перевести трубу через зенит и снова навести на точку Мпри круге право, то получим

 = МО – (КП – 180⁰ ).(4.11)

Производные от (4.10) и (4.11) формулы:

 = [ КЛ – (КП – 180⁰)] / 2; МО = [ КЛ + (КП – 180⁰)] / 2.(4.12)

По формулам (4.12) можно вычислить угол наклона, не зная место нуля, или место нуля, а угол наклона по формулам (4.10), (4.11). Для контроля вычислений применяются оба варианта.

В теодолитах 2Т30, 2Т15К, 2Т5К деления лимба подписаны от 0 до 75⁰в обе стороны – по ходу и против хода часовой стрелки. Причем деления, подписанные по ходу часовой стрелки, сопровождаются знаком минус. В этих приборах вычисления углов наклона ведут по формулам:

 = КЛ – МО; = МО – КП;  = (КЛ – КП) /2; МО = (КЛ + КП) /2. (4.13)

При положительных углах наклона отсчеты при КЛ имеют знак плюс, а при КП знак минус. При отрицательных углах наклона ,наоборот: при КЛ знак минус, при КП знак плюс.

Формулы (4.13) упрощают вычисления по сравнению с формулами (4.12).Но могут возникнуть трудности с отсчетом по вертикальному кругу. Шкала вертикального круга снабжена двойной оцифровкой. При положительном отсчете пользуются верхними подписями 0,…,б , при отрицательном – нижними -0,…-6. Это может быть источником грубых ошибок в отсчетах по вертикальному кругу.

Вычисления по формулам (4.11) – (4.12) можно свести к формулам (4.13), если перед вычислениями от КП отнять180⁰ (КП = КП-180⁰), а при отсчетах поКЛбольше 180⁰отнять 360⁰(КЛ=КЛ-360⁰). МО может быть с плюсом, может быть с минусом (МО=+3, МО= -3).

Есть теодолиты, у которых деления на лимбе вертикального круга подписаны по часовой стрелке. В этом случае основным положением вертикального круга при измерении углов является КП. И формулы вычислений будут:

 = КП – МО;  = МО – КЛ; = (КП-КЛ)/2, МО = (КП+КЛ)/2.(4.14)

Контроль измерений вертикальных углов ведется по постоянству МО. Расхождения в МО на станции не должны превышать двойной точности отсчетного устройства..

И с п р а в л е н и е МО в е р т и к а л ь н о г о к р у г а. При больших значенияхМОвозникают трудности при вычислении углов наклона. ПоэтомуМОприводят к значения, близкому к 0⁰.

В теодолитах серии Т30, у которых используется один уровень при алидаде горизонтального круга, поступают следующим образом. Визируют при КП и КЛ на точку и вычисляют угол наклона . При положении пузырька уровня в нульпункте наводящим винтом трубы на лимбе устанавливают отсчет равный углу наклона (при круге левоКЛ=).При этом горизонтальная нить сетки сойдет с точки. Перемещением сетки нитей ее вертикальными исправительными винтами совмещают горизонтальную нить сетки с точкой.

В теодолитах Т15, Т5, у которых имеется уровень при вертикальном круге, поступают по-другому. Наводящим винтом трубы на лимбе устанавливают отсчет равный МО. При этом визирная ось трубы займет горизонтальное положение. Установочным винтом уровня вертикального круга совмещают нуль алидады с нулем лимба. Пузырек уровня уйдет из нульпункта. Исправительными винтами уровня приводят пузырек уровня в нульпункт.