8.4. Вимір горизонтальних і вертикальних кутів на місцевості

Горизонтальний кут ВАС (рис. 8.12) на місцевості вимірюють так. У вершині вимірюваного кута встановлюють теодоліт. Голівку штатива розташовують приблизно над знаком, а її верхню майданчик приводять у горизонтальне положення. Наконечники ніжок штатива вдавлюють у ґрунт.

Теодоліт центрують над точкою А и за рівнем на алідаді горизонтального кола приводять за допомогою піднімальних гвинтів вісь обертання теодоліта у вертикальне положення. На точках B и С, що фіксує напрямки, між якими виміряється кут, установлюють візирні цілі: марки, віхи, шпильки й т.п.

Сітку ниток труби встановлюють у відповідності із зором спостерігача. Для цього трубу наводять на світле фон (небо, білу стіну) і, обертаючи

Рис. 8.12. Вимір горизонтального кута

окулярне кільце в поле зору труби, домагаються чіткого зображення сітки ниток.

Дивлячись поверх труби, сполучають хрест візира з візирною метою (візирна мета повинна з'явитися в поле зору труби). Після влучення в поле зору труби візирної мети фіксують напрямок, затискаючи закріпні гвинти алідади й труби. Обертанням фокусуючої кремальєри домагаються різкого зображення візирної мети. Навідними гвинтами алідади й труби сполучають центр сітки із зображенням візирної мети.

Існує кілька способів виміру кутів. Найбільш простий спосіб - сполучення нулів лімба й алідади або «від нуля». У цьому випадку нуль алідади сполучають із нулем лімба. Алідаду закріплюють, залишаючи незакріпленим лімб. Трубу наводять на візирну мету й закріплюють лімб. Після цього алідаду відкріплюють, наводять трубу на іншу візирну мету й закріплюють алідаду. Відлік на лімбі дасть значення вимірюваного кута. Як правило, відліки по лімбі роблять двічі.

Описаний спосіб простий, але недостатньо точний, тому частіше застосовують спосіб прийомів. У цьому випадку сполучення труби з першою візирною метою роблять при довільному відліку по лімбі.

Вимір кута при одному положенні кола називають напівприйомом. Як правило, роботу з виміру кута на точці закінчують повним прийомом — виміром при правом (П) і левом (Л) положеннях вертикального кола. Більше точних результатів можна досягти, якщо виміру виконувати декількома прийомами. Результати вимірів записують у польовий журнал (табл. 8.1). З отриманих відліків (наприклад, на ліву точку 14) 263° 18,6' й 18,8' беруть середнє — 263° 18,7'. На праву точку (16) одержують середній відлік 318°42,2'. Різниця середніх відліків (П мінус Л) є обмірюваним значенням кута 55°23,5'. Розбіжність значень виміряного кута в напівприйомах не повинна перевищувати полуторної точності відліку. Якщо виміри роблять декількома прийомами, лімб між ними переставляють на кут γ = 180°/n.

Таблиця 8.2

Станція	Точка спостерігання	Відліки			Кути
		1	2	середнє	в напів прийомах	середнє
А	Л
	14	263º28,6'	18,8'	263º18,7'	55º23,5'
	16	318º42,3'	42,2'	318º42,2'		55º23,2'
	П
	14	150º44,8'	44,8'	150º44,8'	55º22,8'
	16	46º07,7'	07,4'	46º07,6'

У вертикальній площині теодолітом вимірюють кути нахилу або зенітні відстані (рис. 8.13, а, б).

Кути нахилу прийняті розрізняти позитивні й негативні. Позитивний кут утвориться різницею між напрямком на предмет, розташовуваним вище рівня горизонтальної осі обертання труби, і напрямком, що відповідає горизонтальному положенню візирної осі. Негативний кут утвориться між горизонтальним положенням візирної осі труби й напрямком на точку, розташовувану нижче горизонтальної осі обертання труби.

При вимірі вертикальних кутів (див. рис. 8.13, а) вихідним (основним) напрямком є горизонтальний. Відліки ведуть по шкалах, нанесеним на вертикальне коло 2 теодоліти (на вертикальному колі — див. рис. 8.13, б — показаний підпис розподілів від 0 до 360°). У деяких типів теодолітів підпис шкал на вертикальному колі інша, але у всіх випадках з горизонтальним напрямком візирної осі труби збігається ціле число градусів: 0°; 90°. У теодолітів 3Т30 початковий індекс, щодо якого роблять відліки по вертикальному колу, приводиться в горизонтальне положення рівнем при горизонтальному колі. Рівень скріплений з алідадою так, що його вісь установлена паралельно колімаційній площині зорової труби.

Для обчислення значень кутів нахилу визначають місце нуля М0. Місце нуля - це відлік по вертикальному колу, що відповідає горизонтальному положенню візирної осі й положенню рівня при алідаді вертикального кола в нуль-пункті, або горизонтальності відлікового індексу в теодолітів з компенсатором при вертикальному колі.

М0 визначають так: установлюють теодоліт, приводять його в робоче положення, знаходять добре видиму точку й наводять на неї трубу при колі «ліво» (Л). При наявності рівня при вертикальному колі приводять бульбашку його в нуль-пункт і беруть відлік по вертикальному колу. Трубу перевертають через зеніт, теодоліт — на 180° і знову, тепер уже при колі «право» (П), наводять хрест сітки ниток на ту ж точку. Знову приводять бульбашку рівня в нуль-пункт і беруть другий відлік по вертикальному колу.

При роботі з теодолітом 3Т30 М0 обчислюють за формулою: М0=(П+Л+180°)/2, де П і Л —відліки по вертикальному колу теодоліта при П і Л відповідно.

При роботі з теодолітом ЗТ5КП М0 обчислюють за формулою: М0=(П+Л)/2. При роботі з іншими теодолітами формулу для обчислень М0 довідаються з паспорта, що прикладає до кожного теодоліта.

Результати виміру записують у журнал (табл. 8.2).

Таблиця 8.2

Станція	Точка спостерігання	Відліки				М0
		º	'	º	'	º	'
А	1	2	45	117	18	0	01,5
	2	5	35	174	29	0	02

Місце нуля може мати будь-яке значення. Важливо, щоб при вимірі вертикальних кутів воно залишалося постійним. Для зручності обчислень бажано, щоб М0 було близьким, а ще краще рівним нулю. М0 виправляють так. Після визначення М0 обертанням труби теодоліта при Л установлюють відлік по вертикальному колу, дорівнює обчисленому куту нахилу. У цьому випадку середня горизонтальна нитка сітки зійде із зображення точки. Вертикальними виправними гвинтами сітки середню горизонтальну нитку наводять на точку.

Вимір вертикальних кутів засновано на конструктивній особливості теодоліта, лімб вертикального кола якого жорстко скріплений на лімбі із трубою. З візирною віссю труби збігаються напрямку вертикального кола: 0 — 180° або 90 — 270°. Лімб, обертаючись разом із трубою, підводить до відлікових індексів різні відліки. Різниця відліків між двома напрямками, між напрямком і горизонтальним відліковим індексом дасть значення вертикального кута ν або кута від горизонталі до вимірюваного напрямку.

Для рішення деяких інженерних завдань потрібно визначити зенітна відстань, що є доповненням кута нахилу до 90°:z = 90°—ν. Зенітна відстань утвориться візирною лінією й стрімкою лінією, називаної напрямком на точку зеніту.

Рис. 8.13 Вимір вертикального кута (а) і підпис розподілів на вертикальному колі при вимірі кутів при КП ліворуч і КД праворуч (б): 1 - окуляр, 2 - вертикальне коло, 3 - об'єктив, 4 - відліковий індекс, 5 - рівень, 6 - відцифровка, НН - горизонтальна вісь

При вимірі зенітних відстаней замість М0 визначають місце зеніту МЗ. Відліки по вертикальному колу роблять при положенні бульбашки рівня при вертикальному колі в нуль-пункті, що означає приведення відлікового індексу в горизонтальне положення. Якщо теодоліти постачені компенсатором, то відліковий індекс автоматично приводиться в горизонтальне положення. Якщо в теодоліта немає рівня при вертикальному колі й компенсатора (наприклад, теодоліти 3Т30), то перед відліком по вертикальному колу приводиться в нуль-пункт рівень при горизонтальному колі.

Хоча відцифровка розподілів на вертикальних колах різних теодолітів різна, правила додання знаків вертикальним кутам загальні: підняття візирної осі труби над обрієм утворить позитивні кути нахилу. Тому при визначенні кута нахилу різними теодолітами його обчислюють по формулах: 3Т30: ν = Л-М0; ν = М0-П-180°; ν = (Л-П-180°)/2.

ЗТ5К, 2Т5П: ν = Л-М0; ν = М0-П; ν = (Л-П)/2.

Якщо зі зменшуваного відліку не можна відняти від'ємник, до відліку, меншому 90°, додають 360°.

Результати вимірів й обчислень записують у польових журналах (табл. 8.3).

Таблиця 8.3

Дата Погода:

Спостерігач Теодоліт: 3Т30 № 0285Р

Станція		Точка	Відлік				(П+Л)/2		D, м	Абрис
			º	'	º	'
		5	295	08	124	48			Прямо
	П								154,07
		2	171	20					Обернено
1							124,0	47,5	154,16
	Л	5	12	31					Середнє
		2	247	44	124	47			154,12
Розраховував: Перевірив: