Є. Ю. Ільків, М. В. Галярник,

Д. П. Приймак

ГЕОДЕЗИЧНЕ ПРИЛАДОЗНАВСТВО

ЛАБОРАТОРНИЙ ПРАКТИКУМ

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ

Івано-Франківський національний технічний

університет нафти і газу

Кафедра землевпорядкування та кадастру

Є. Ю. Ільків, М. В. Галярник,

Д. П. Приймак

ГЕОДЕЗИЧНЕ ПРИЛАДОЗНАВСТВО

ЛАБОРАТОРНИЙ ПРАКТИКУМ

Для студентів напряму підготовки 6.080101

"Геодезія, картографія та землеустрій"

Івано-Франківськ

2011

УДК 528.5

ББК 26.12

І-47

Рецензент:

Лісевич М. П. кандидат технічних наук,

доцент кафедри землевпорядкування та кадастру

Рекомендовано методичною радою університету

(протокол № від )

Ільків Є. Ю., Галярник М. В., Приймак Д. П.

І-47 Геодезичне приладознавство: лабораторний практикум. –Івано-Франківськ: ІФНТУНГ, 2012. – 123 с.

Лабораторний практикум призначений для засвоєння основних відомостей про геодезичне приладознавство, принципи роботи з оптичними теодолітами, нівелірами, електронними геодезичними приладами, вивчення будови приладів, виконання досліджень і повірок. Практикум, складений відповідно до робочої програми та навчального плану. Призначений для підготовки бакалаврів за напрямом підготовки 6.080101 "Геодезія, картографія та землеустрій". Може бути використаний студентами денної та заочної форм навчання.

УДК 528.5

ББК 26.12

МВ 02070855-3623-2011

© Ільків Є. Ю., Галярник М. В.,

Приймак Д. П. 2011

© ІФНТУНГ, 2011

ЗМІСТ

Загальні методичні вказівки…..………………….……………………………..3

Лабораторна робота 1. Вивчення теодолітів типу Т5 ………..……………….4

Лабораторна робота 2. Повірки теодолітів типу Т5 ………..………………..15

Лабораторна робота 3. Дослідження теодолітів типу Т2 ……..……………..20

Лабораторна робота 4. Дослідження оптичного мікрометра теодоліта…….33

Лабораторна робота 5. Дослідження рену оптичного мікрометра ………....41

Лабораторна робота 6. Дослідження ексцентриситету

лімба і алідади ……………………………………………………………………...45

Лабораторна робота 7. Вивчення помилок ділень лімба методом

вимірювання постійного кута ……………………………………………………..52

Лабораторна робота 8. Вивчення нівеліра Н-3…...……………………….…..56

Лабораторна робота 9. Вивчення нівеліра Н-3К ……….………………….…62

Лабораторна робота 10. Вивчення нівеліра Н-05 ……..………………….…..68

Лабораторна робота 11. Визначення ціни ділення циліндричного рівня

нівеліра за допомогою рейки ……………………………………………………...78

Лабораторна робота 12. Визначення коефіцієнта віддалеміра і асиметрії

сітки ниток …………………………………………...…………………………….81

Лабораторна робота 13. Визначення ціни ділення барабанчика

оптичного мікрометра і дослідження роботи механізму, що нахиляє

плоско паралельну пластину ……………………...………………………………84

Лабораторна робота 14. Контроль дециметрових і метрових

ділень шашкової та інварної рейок ……………………………………………...88

Лабораторна робота 15. Повірка рівня рейки. Визначення

прогину рейки…………….………………………………………………………...95

Лабораторна робота 16. Визначення перпендикулярності п’ятки рейки

до її осі .......................................................................................................................97

Лабораторна робота 17. Визначення різниці висот нулів шкал

інварних і шашкових рейок ……………………………………..……………….101

Лабораторна робота 18. Вимірювання віддалі світловіддалеміром

СМ-5 ……………………………………………………………………………….104

Лабораторна робота 19. Визначення будови лазерної рулетки типу

DISTO. Вимірювання віддалей за допомогою лазерної рулетки Leica

DISTO A6 ….............................................................................................................110

Лабораторна робота 20. Вивчення будови електронного

тахеометра SOKKIA SET630R. Вимірювання кутів та віддалей

за допомогою електронного тахеометра SOKKIA

SET630R ………………………………………………………………………..…117

Перелік рекомендованих джерел …………………………………………….123

Загальні методичні вказівки

Лабораторний практикум з дисципліни "Геодезичне приладознавство", розроблений для студентів напряму підготовки 6.080101 - "Геодезія, картографія та землеустрій". Його основною метою є засвоєння основних відомостей про геодезичне приладознавство, принципи роботи з оптичними теодолітами, нівелірами, електронними геодезичними приладами, вивчення будови приладів, виконання досліджень і повірок.

Особливістю даного курсу є те, що студент засвоює принципи роботи з геодезичними приладами і після цього повинен самостійно не тільки працювати з даними приладами, а й виконувати повірки і різні дослідження. Набуті навики студент зможе використовувати у подальшому не тільки в університеті, але й на виробництві.

Дисципліну освоюють у 3-му семестрі. На вивчення курсу відведено: лекцій – 36 год., лабораторних – 54 год., самостійну роботу – 22 год., індивідуальну роботу – 12 год. Підсумковий контроль – іспит.

Під час семестру студенти:

• вивчають теоретичний матеріал, використовуючи джерела [1-11], в яких наведені також питання для самоперевірки;

• виконують і захищають лабораторні роботи;

• здають екзамен.

Лабораторні роботи оформляються в учнівському зошиті або на аркушах паперу А4. Виконані та оформлені лабораторні роботи здаються викладачу на перевірку. За відсутності зауважень викладач допускає студента до захисту. Виконання і захист лабораторної роботи оцінюють певною кількістю балів згідно з робочою програмою дисципліни.

Лабораторна робота 1

Тема. Вивчення теодолітів типу Т5

Мета роботи: вивчити будову теодолітів типу Т5, навчитися брати відліки на горизонтальному і вертикальному кругах.

Прилади і приладдя: теодоліти типу Т5, візирні марки, фрагменти польових журналів.

Основні теоретичні положення

Теодоліт 2Т5К (рис. 1.1) має такі особливості:

• система вертикальної осі неповторювана;

• при алідаді вертикального круга є оптичний компенсатор з самовстановлюючим індексом;

• покази з лімбів знімаються на одній його стороні;

• для спрощення обчислень вертикальних кутів оцифрування вертикального лімба виконана по секторам від 0˚ до 75˚ і від мінус 0˚ до мінус 75˚;

• дві пари гвинтів розміщені з однієї сторони теодоліта для більш швидкого переходу від наведення зорової труби по азимуту до наведення її у вертикальній площині.

Зорова труба (рис. 1.2) двома кінцями переводиться через зеніт і фокусується обертанням кремальєри 8. Окуляр 10 встановлюється “на око” обертанням діоптрійного кільця до появи чіткого зображення штрихів сітки ниток (рис. 1.3). Два горизонтальні штрихи сітки ниток (вище і нижче перехрестя) відносяться до ниткового віддалеміра. Колімаційні візири 6 (рис. 1.2) призначені для грубого наведення на ціль. При використанні візиру око від нього повинно бути на віддалі 25-30 см.

Корпус зорової труби кріплять у горизонтальній осі 24. Для ліквідації колімаційної помилки між корпусом труби і віссю розміщене клинове кільце 3, обертанням якого змінюється напрям візирної осі відносно горизонтальної.

Наведення зорової труби на ціль здійснюється обертанням труби навколо горизонтальної осі і колонки теодоліта навколо вертикальної осі. При відкріплених гвинтах куркового типу 2, 5, 9 (рис. 1.1) обертання виконується вручну, а наведення на ціль - коліматорним візиром, при закріплених – виконується точне суміщення зображення візирної цілі з перехрестям сітки ниток навідними гвинтами 3, 6. Зміна ділянок горизонтального круга здійснюється обертанням ручки 12 (рис. 1.2) при натисканні на неї вздовж осі обертання.

Для контролю установки горизонтального круга при зміні його ділянок між прийомами використовують кругошукач, відлік на якому встановлюється по індексах на ілюмінаторах 20.

Виправним гвинтом 7 (див. рис. 1.1) виправляють положення осі рівня 8 при алідаді горизонтального круга.

Рисунок 1.1 – Теодоліт 2Т5К

Горизонтальний і вертикальний лімби розділені і оцифровані через 1˚. Зображення штрихів і цифр проектується на площину відлікових шкал мікроскопу 23 (рис. 1.2). Зображення вертикального круга відтінено голубим фоном, а горизонтального – жовто-зеленим. Обертанням і нахилом дзеркала 7 досягається оптимальне освітлення поля зору. Обертанням діоптрійного кільця окуляр мікроскопу встановлюють ”на око” до появи чіткого зображення шкал.

Рисунок 1.2 – Загальний вигляд теодоліта 2Т5К

У стійці колонки з боку вертикального круга встановлений маятниковий компенсатор, який забезпечує автоматичне приведення до горизонту відлікового індексу вертикального лімба при відхиленні вертикальної осі теодоліта від прямовисного положення. Компенсатор складається з призми 5 (рис. 1.4), штанги 3, закріпленої з пружним елементом – плоскою пружиною 2, яка одним кінцем кріпиться у кронштейні 1. Гвинт-упор 8 і гвинт-упор, закритий кришкою 21 (рис. 1.2), обмежують коливання маятника, а повітряний заспокоювач 9 (рис. 1.4) гасить його коливання.

Рисунок 1.3 – Сітка ниток

Рисунок 1.4 – Теодоліт без бокової кришки

Окуляр 19 оптичного центриру (рис. 1.2) встановлюється ”на око” обертанням діоптрійного кільця до одержання чіткого зображення сітки ниток у вигляді концентричних кіл. Повздовжнім переміщенням окулярного коліна центрир фокусують на точку місцевості. Об΄єктив центриру встановлений всередині пустотілої вертикальної осі.

Гвинтами 5 на колонці кріпиться ручка 2 для перенесення теодоліта, яка надає колонці додаткову жорсткість.

Теодоліт кріпиться на підставці 18 гвинтом 14. Підставка зйомна, що дозволяє виконувати виміри триштативним способом.

Обертанням підіймальних гвинтів 17 вертикальну вісь теодоліта виставляють прямовисно. Різьбова частина гвинта захищена втулкою.

Підставка кріпиться на штативі становим гвинтом.

Рисунок 1.5 - Штатив

Штатив. Ніжки 3 штатива (рис. 1.5) шарнірно з΄єднані з головкою 1. Болтами 2 регулюють плавність руху ніжок у шарнірах. Висота штатива змінюється висуванням ніжок, які закріплені гвинтами 4.

Теодоліт встановлюють на площину головки і кріплять становим гвинтом 7. На гачок всередині гвинта підвішують нитковий висок.

При транспортуванні ніжки переміщують до упору і кріплять гвинтами 4. Після цього зтягують ременем 5. На одній із ніжок штатива є пенал з кришкою для ниткового виска і гайкового ключа.

Рисунок 1.6 – Окулярні насадки

Рисунок 1.7 – Орієнтир-бусоль

Окулярні насадки 1, 2 (рис. 1.6), які кріплять на окулярі зорової труби і відлікового мікроскопу, використовуються для зручності візування на цілі, розміщені під значними кутами до горизонту. Окулярна насадка на зорову трубу має відкидний світлофільтр для візування на Сонце.

Орієнтир-бусоль (рис. 1.7) для орієнтування візирної осі відносно магнітного меридіану встановлюється у паз на ручці теодоліта і кріпиться гвинтом 1. Положення магнітної стрілки спостерігається у дзеркалі, якому надають потрібний нахил. Стрілка аретується обертанням гвинта 3. Її північний кінець зафарбований у синій колір. Для врівноваження на південному кінці встановлений пересувний вантаж.

Рисунок 1.8 – Теодоліт у футлярі зі знятим ковпаком

Рисунок 1.9 – Основа футляра

Металічний футляр складається з основи 3 (рис. 1.8) і ковпака 5, скріплених двома замками 4. Ремені 1, 2 служать для перенесення футляра у руці і за спиною.

Теодоліт встановлюють на стійки основи і кріплять важільним захватом, який складається з двох важелів 4, 5 (рис. 1.9) і пружини 3, у заглиблення якої при кріпленні теодоліта входить штифт 2. На основі футляру є пенал 1 для викруток, шпильок, ключів і маслянки, стакан для салфетки і бленди, стійка для кріплення бусолі і футляри для окулярних насадок, на боковій стійці всередині ковпака – пружина для кріплення паспорту.

Підготовка теодоліта до роботи

Порядок розгортання і підготовки до роботи теодоліта такий:

• відкріпіть ремінь, який стягує ніжки штативу, і відрегулюйте їх довжину;

• встановіть штатив над точкою так, щоб площина його головки розміщувалась горизонтально, а висота відповідала зросту спостерігача;

• зніміть ковпак з основи футляру, відтягнувши пружини-фіксатори всередині рукояток і повернувши рукоятки замків у напрямку стрілок;

• закладіть пальці двох рук за важіль, як показано на рис. 2.10, великими пальцями натисніть на пружину зверху і обережно звільніть важіль;

• відведіть важіль з пружиною у сторону і зніміть теодоліт зі стійок основи;

• закріпіть теодоліт на штативі і підіймальними гвинтами підставки приведіть бульбашку рівня у середнє положення;

• перевірте правильність юстування рівня і при необхідності виконайте юстування рівня;

• перевірте і при необхідності виправте стійкість штативу і підставки.

Рисунок 1.10 – Відкріплення теодоліта

Центрування теодоліта над точкою виконують одним з приведених способів. При першому способі для попереднього центрування використовують нитковий висок, при другому – попереднє і точне центрування виконують оптичним центриром.

Перший спосіб центрування:

• закріпіть нитковий висок на гачку станового гвинта;

• відпустіть становий гвинт і, переміщуючи теодоліт на головці штатива, сумістіть гострий кінець виска з точкою центрування;

• покладіть висок у пенал штативу, підіймальними гвинтами підставки приведіть бульбашку рівня у середнє положення і введіть зображення точки в центр кола сітки нитки центриру, переміщуючи теодоліт у площині головки штативу;

• закріпіть теодоліт становим гвинтом, провірте положення бульбашки рівня і зображення точки у полі зору оптичного центриру;

• поверніть алідаду на 180˚ і перевірте правильність юстування центриру.

Якщо зображення точки зійшло з центру сітки і неспівпадання більш допустимої помилки центрування, виконайте юстування центрира, і повторіть центрування чи перемістіть теодоліт на половину неспівпадання так, щоб при обертанні алідади зображення точки описувало коло, концентричне колам сітки ниток.

Примітка. Радіус малого кола сітки ниток при висоті штативу 1,2 м відповідає 2 мм на місцевості, радіус великого кола – 6 мм.

Другий спосіб центрування:

• обертанням підіймальних гвинтів підставки сумістіть зображення точки з центром кола сітки ниток оптичного центриру;

• почерговим регулюванням довжини всіх ніжок штативу приведіть бульбашку рівня при алідаді горизонтального круга у межі шкали на ампулі, обертаючи теодоліт навколо вертикальної осі так, щоб один кінець рівня розміщувався над ніжкою штативу, що регулюється;

• підіймальними гвинтами підставки встановіть теодоліт за допомогою рівня і якщо зображення точки не співпало з центром сітки ниток центриру, сумістіть їх переміщенням приладу на головці штативу; закріпіть теодоліт становим гвинтом, уточніть установку рівня підіймальними гвинтами підставки, перевірте центрування на сітці ниток оптичного центриру;

• поверніть алідаду на 180˚ і перевірте правильність юстування центриру.

Якщо зображення точки зійшло з центру сітки ниток і неспівпадання більше допустимої помилки центрування, виконайте юстування центрира і повторіть центрування чи перемістіть теодоліт на половину неспівпадання так, щоб при обертанні алідади зображення точки описувало коло, концентричне колам сітки ниток.

Порядок взяття відліків на горизонтальному і вертикальному кругах

Вид поля зору відлікового мікроскопу показано на рис. 1.11. На верхню його частину, відміченою буквою “В”, проектується зображення відлікової шкали і вертикального лімба, у нижню частину, відміченою буквою “Г”, - зображення шкали і горизонтального лімба.

Кожне ділення шкали відповідає одній кутовій мінуті. Долі ділення оцінюють ”на око” з заокругленням до 0,1 інтервалу. Індексом для відліку служить штрих лімба. Помилка відліку 0,05-0,1 ділення шкали, що відповідає 3-6˝.

Відлікова шкала вертикального круга має два ряди цифр. Нижній ряд зі знаком “-“ використовується при взятті відліку в тому випадку, коли у межах шкали знаходиться штрих вертикального лімба з тим же знаком. Покази записуються також зі знаком ”-”. На рис. 2.11 покази горизонтального лімба становлять: для горизонтального круга – 127˚ 05,5΄, для вертикального – 0˚ 34,5΄.

Рисунок 1.11 – Поле зору мікроскопа

Порядок вимірювання кутів

Точність вимірювання кутів забезпечується при виконанні вимірів повними прийомами (при положеннях теодоліта “круг зліва”, “круг справа”). Кількість прийомів залежить від потрібної точності вимірів і впливу зовнішніх умов (згідно з відповідними інструкціями і настановами з виконання геодезичних робіт).

Для виключення впливу помилки ділень горизонтального лімба після кожного прийому переставляють круг на 180˚/n , де n - кількість прийомів, для виключення впливу рену змінюють відлік на шкалі мікроскопу на 60΄ / (n -1).

Не допускайте вимірювання горизонтальних кутів півприйомами (при одному положенні теодоліта), оскільки результати будуть спотворені впливом ексцентриситету алідади горизонтального круга, а при вимірюванні кута між цілями, розміщеними під різними кутами відносно горизонту, крім того, будуть спотворені впливом колімаційної помилки і нахилу горизонтальної осі.

Вертикальні кути обчислюють за формулою:

(1.1)

де Л, П - покази на вертикальному лімбі при його положенні зліва і справа від спостерігача.

При виконанні робіт, які не потребують високої точності вимірів (з допустимою помилкою до 20˝), виміри можуть виконуватись півприйомами. Значення кутів у цьому випадку обчислюють за одною з наведених формул

	(1.2)
	(1.3)

де МО - місце нуля вертикального круга.

Упакування теодоліта

Приладдя до теодоліта і інструмент для юстування покладіть у відповідні гнізда футляру. Перед укладанням теодоліта в футляр сумістіть червоні мітки на алідаді і підставці, закріпіть алідаду.

Установіть теодоліт на стійках основи так, щоб його мітки розміщувались над міткою основи футляру. Обережно введіть пружину між стійками колонки, перевірте правильність обхвату колонки притискуванням і введіть штифт важеля в заглиблення пружини. Надіньте ковпак на основу, зорієнтувавши їх попередньо по червоних мітках, і закрийте замки.

Порядок виконання роботи

1 Користуючись описом, ознайомитись і вивчити будову теодоліта 2Т5К.

2 Освоїти порядок взяття відліку на горизонтальному крузі теодоліта 2Т5К.

3 Освоїти порядок взяття відліку на вертикальному крузі теодоліта 2Т5К.

4 Виконати повірки теодоліта.

Звітність з роботи

1 Короткий опис теодоліт 2Т5К.

2 Відповіді на контрольні запитання.

3 Результати взяття відліків у теодоліті 2Т5К на горизонтальному і вертикальному кругах.

4 Результати повірок теодоліта.

Контрольні запитання

1 Призначення теодолітів типу Т5.

2 Основні технічні характеристики теодоліта 2Т5К.

3 Опишіть будову теодоліта 2Т5К.

4 Опишіть будову штатива для теодоліта.

5 Для чого служать окулярні насадки до теодоліта 2Т5К?

6 Як користуватись футляром до теодоліта 2Т5К?

7 Який порядок розгортання і установки теодоліта?

8 У чому полягає суть першого способу центрування теодоліта 2Т5К?

9 У чому полягає суть другого способу центрування теодоліта 2Т5К?

10 Порядок взяття відліків на горизонтальному крузі теодоліта.

11 Порядок взяття відліків на вертикальному крузі теодоліта.

12 Порядок вимірювання горизонтального кута теодолітом.

13 Порядок вимірювання вертикального кута теодолітом 2Т5К.

14 Порядок укладання теодоліта 2Т5К.