3 Инструментальные погрешности. Меры ослабления их влияния.

При изготовлении и сборке теодолитов положение отдельных деталей и частей отличается от идеальной теоретической схемы, что приводит к появлению ошибок при измерении углов.

Инструментальные погрешности подразделяются на две группы:

- погрешности, обусловленные неточностью изготовления и сборки приборов. К ним относятся погрешности нанесения штрихов лимба, недостаточное качество оптики, несовпадение центров алидады и лимба, плохая работа закрепительных и наводящих винтов, отклонение формы ампулы уровня от сферической и т..п.;

- погрешности, обусловленные несоблюдением геометрической схемы теодолита.

Первая группа погрешностей выявляется в результате исследований прибора. В зависимости от степени их влияния на точность измерений углов решается вопрос о пригодности прибора к работе. Эти погрешности могут быть устранены на заводе-изготовителе или в специальной мастерской.

Вторая группа погрешностей выявляется в результате выполнения поверок и устраняется путём юстировки.

Основные геометрические условия вытекают из принципиальной схемы измерения горизонтального угла и заключаются в следующем:

-вертикальная ось прибора должна быть отвесной;

-плоскость лимба должна быть горизонтальной;

-визирная плоскость должна быть отвесной.

С целью выявления степени соблюдения этих условий выполняют следующие поверки теодолита:

- поверку цилиндрического уровня – поверку перпендикулярности оси уровня к вертикальной оси вращения прибора.

- поверку коллимационной ошибки - поверку перпендикулярности визирной оси зрительной трубы к горизонтальной оси вращения зрительной трубы;

- поверку равенства подставок - поверку перпендикулярности горизонтальной оси вращения зрительной трубы к вертикальной оси вращения теодолита;

- поверку сетки нитей зрительной трубы - вертикальная нить сетки нитей должна находиться в коллимационной плоскости.

Помимо перечисленных условий на точность измерения горизонтальных углов оказывают влияние ошибки, обусловленные неточностью центрирования прибора и визирных целей, влиянием эксцентриситета алидады. Рассмотрим влияние некоторых погрешностей на точность измерения горизонтальных углов.

а). Влияние коллимационной ошибки на точность измерения

Горизонтальных углов

В теодолите визирная ось VV ^‘ зрительной трубы должна быть перпендикулярна к оси вращения НН ^‘ зрительной трубы (рисунок 4.8).

Если это условие не соблюдается, то появляется коллимационная ошибка с, представляющая собой угол между положением визирной оси (V _ЛV ^‘ _Л - при круге лево, V _ПV ^‘ _П – при круге право) и её действительным

положением VV ^‘ . В этом случае правильный отсчёт по горизонтальному кругу при визировании на точку А при круге лево N_Л = КЛ_А + с, а при круге право N_П = КП_А + с. Среднее значение направления N_СР при визировании на точку А при обоих положениях вертикального круга

N_СР =0.5 (КЛ_А + КП_А )

Следовательно, при выполнении измерений одного направления при двух положениях вертикального круга средний отсчёт свободен от влияния коллимационной ошибки.

Если измеренные направления располагаются в горизонтальной плоскости или под близкими по своему значению углами наклона, то влияние коллимационнной ошибки на эти измеренные направления практически

А

Рисунок 4.8 – Влияние коллимационной ошибки на точность измерения

горизонтального угла

одинаково, вследствие чего она практически исключается в измеренном горизонтальном угле.

При выполнении измерений на точки А, В, расположенные под различными углами наклона, например,_А,_В влияние коллимационной ошибки на измеренные направления, как известно, представляется выражениями _А = с sec _А , _B = с sec _B. Значения направлений на точки А и В при круге лево и круге право и их средние значения в этом случае принимают вид

N_Л,А = КЛ_А + с sec _А N_П = КП_А + с sec _А.

N_Л,В = КЛ_В + с sec _В N_П = КП_В + с sec _В,

N_{СР, А} =0.5 (КЛ_А + КП_А) ,

N_{СР, В} =0.5 (КЛ_А + КП_А ).

Таким образом, при выполнении измерений на точки, расположенные под различными углами наклона к горизонту при двух положениях горизонтального круга влияние коллимационной ошибки на значение измеренного направления исключается . Следовательно, исключается оно и в измеренных горизонтальных углах.

Если измерять горизонтальный угол на точки, расположенные под различными углами наклона к горизонту при одном положении вертикального круга, например под углами _А, _В. соответственно на точки А и В, то нетрудно доказать, что в измеренном горизонтальном угле между направлениями на эти точки появится ошибка  = с (sec _А, - sec _В),

которая будет тем больше, чем больше разность углов наклона измеряемых направлений.

Следовательно, для исключения влияния коллимационной ошибки в измеренных горизонтальных углах, измерений необходимо выполнять при обоих положениях вертикального круга.