"Угловые измерения в геодезии" методические указания к выполнению лабораторных работ по учебной дисциплине "Геодезия"
методическая разработка на тему

Государственное автономное  образовательное учреждение

среднего профессионального образования

Кемеровской области

Кузбасский техникум архитектуры, геодезии и строительства

УГЛОВЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ В ГЕОДЕЗИИ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

К ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

ПО УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЕ  ОП.05  ГЕОДЕЗИЯ 

для студентов очной формы обучения

специальности: 270831 Строительство и эксплуатация автомобильных дорог и аэродромов

Кемерово, 2014

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

Занятия по изучению устройства  теодолита, выполнению поверок и юстировок теодолита, а также по измерению горизонтальных и вертикальных углов являются первыми лабораторными занятиями по учебной дисциплине  ОП.05 Геодезия. Это объясняется важностью данного вида измерений и
необходимостью знаний и навыков, полученных на этих занятиях для
формирования профессиональной компетенции ПК 1.1. Участвовать в геодезических работах в процессе изыскания автомобильных дорог и аэродромов и для усвоения последующего материала по дисциплине.

 При изучении курса «Геодезия» будущим техникам- дорожникам очень важно понять её практическое место и значение в
выбранной профессии. Изучение и освоение теодолита, одного из наиболее
применяемых в строительстве геодезических приборов, приоткрывает
дверь в их будущую профессию.

   Лабораторные занятия проводятся после лекции по изучаемой  теме.
Изучаются наиболее применяемые в строительстве марки теодолитов и
методы измерения горизонтальных и вертикальных углов. Занятия
проводятся с подгруппой, которая, в свою очередь, разбивается на бригады
численностью не более 3-х человек. Каждая бригада получает на занятие
теодолит, штатив, журнал для записи измерений, технический паспорт
теодолита.

1 Основные достоинства оптических теодолитов

Главное преимущество оптического теодолита перед своими высокотехнологическими электронными собратьями – простота конструкции и независимость от элементов питания. Разумеется, цена оптического теодолита значительно ниже электронных аналогов, что также объясняет его популярность среди геодезистов, ведь зачастую от прибора требуется выполнение его изначальной функции – исключительно измерения направлений и вычислений углов. При этом пользователь не видит смысла переплачивать огромные деньги за большое количество дополнительных функций, таких как большой объем памяти, наличие фотокамер или беспроводных интерфейсов передачи данных. Оптический теодолит обладает минимальным набором возможностей – но эти возможности являются ключевыми, и этот прибор справляется с поставленными задачами на все сто процентов. Оптические теодолиты – надежные приборы, проверенные временем. Благодаря отсутствию в своей конструкции электронных элементов, оптические теодолиты могут работать в таких условиях, где применение электронных теодолитов и тахеометров не представляется возможным. Эти приборы успешно эксплуатируются в условиях экстремально низких температур и даже сильного радиационного заражения местности.

Именно оптические теодолиты пришли на помощь во время ликвидации последствий аварии на АЭС Фукусима в Японии, несмотря на то, что эта страна является признанным лидером в производстве высокотехнологических электронных приборов. Оптические теодолиты имеют прочный и надежный корпус, обеспечивающий превосходную защиту от внешних факторов. Даже в условиях проливного дождя, пыльной бури, крепких морозов или вибраций на строительной площадке эти приборы сохраняют работоспособность и гарантируют получение точных  результатов измерений.

2 Устройство теодолита

Цель задания: изучить название основных частей теодолита, освоить их взаимодействие и научиться производить отсчеты по горизонтальному и вертикальному кругам.

Пособия и принадлежности: комплект теодолита – сам прибор, штатив, ориентир-буссоль, нитяной отвес. Рабочая тетрадь.

Рассмотрим классификацию теодолитов в соответствии с общепринятой классификацией и ГОСТом 10529-96. Оптические теодолиты, выпускаемые на территории Российской Федерации можно разделить на шесть типов, в зависимости от точности измерений, производимых одним приемом. Так, например теодолиты Т1, Т2, Т5, Т15, Т30 и Т60, с угловой точностью в 1, 2, 3, 5, 15, 30 и 60 секунд соответственно. Цифра, стоящая перед буквой «Т» обозначает номер модификации серии, или «поколение». Сама буква «Т» обозначает «теодолит». К примеру, модификация 3Т5КП означает, что данный оптический теодолит относится к приборам 3 поколения, с точностью 5 секунд. Буквы «К» и «П» означают, что данный инструмент оснащен компенсатором, и имеет прямое изображение. Встречающаяся в некоторых моделях буква «М», например 2Т30МКП, может означать, что данный прибор предназначен специально для маркшейдерских работ, для чего в нем предусмотрены крепления к потолку и стенам и специальная шкала для наблюдения за качанием отвеса при передаче координат с поверхности в шахту. Исходя из угловой точности, или средней квадратической погрешности при измерениях одним приемом, все теодолиты условно можно разделить на три большие группы:

1.  Высокоточные, или прецизионные теодолиты. Имеют угловую точность до 1”, чаще всего применяются при работах по построению геодезических сетей сгущения, в полигонометрии и триангуляции, а также в наблюдениях за деформациями зданий и сооружений.

2.  Точные теодолиты. Самая распространенная и востребованная группа. Приборы имеют угловую точность от 2” до 5”, применяются в топографии, землеустройстве, различных ландшафтных и строительных работах.

3.  Технические теодолиты. Способны определять углы с погрешностью до 60”, применяются в работах, не требующих повышенной точности, например в околостроительных, отделочных работах, в мелиоративных и лесомелиоративных мероприятиях.

Остановимся подробнее  на оптическом теодолите Т30.  

1 – кремальера; 2 - диоптрийное кольцо;  3 - колпачок, под которым расположены исправительные винты сетки нитей;  4 - оптический визир;  5 - вертикальный круг;  6 - подставка зрительной трубы; 7 - закрепительный винт лимба; 8 - основание футляра; 9 - становой винт; 10 - исправительный винт уровня; 11 - закрепительный винт алидады; 12 - цилиндрический уровень; 13 - закрепительный винт зрительной трубы; 14 - зрительная труба; 15 - наводящий винт зрительной трубы; 16 - наводящий винт алидады; 17 – подставка; 18 - подъемный винт; 19 - наводящий винт лимба; 20 - окуляр шкалового микроскопа; 21 - зеркало

Рисунок 1 -  Общая схема основных частей теодолита

Теодолит Т30 является малогабаритным повторительным теодолитом закрытого типа. Он устанавливается на головку штатива   вместе с круглым основанием 8 металлического упаковочного футляра и прикрепляется становым винтом 9. К основанию наглухо прикреплена подставка 17 с тремя подъемными винтами 18. Лимб и алидада имеют зажимные винты 7, 11   и наводящие винты 19 и 16. Зажимные (закрепительные) винты лимба и алидады обеспечивают как совместное, так и раздельное вращение этих частей теодолита, что позволяет измерять углы способами приемов и повторений.

На корпусе алидады установлен цилиндрический уровень 12, с помощью которого ось вращения прибора приводится в отвесное положение подъемными винтами. Так как алидада вертикального круга не имеет уровня, то уровень горизонтального круга располагается параллельно коллимационной плоскости. Внутри колонки закреплены втулки, в которых вращается ось зрительной трубы. К корпусу трубы прикреплен вертикальный круг. Вертикальный круг 5 снабжен зажимным (закрепительным) 13 и наводящим 15 винтами.

Зрительная труба 14 с внутренним фокусированием имеет увеличение 20х и оснащена просветленной оптикой. Фокусирование трубы осуществляется вращением кремальеры 1, установка сетки нитей по глазу наблюдателя – вращением диоптрийного кольца окуляра 2. По обе стороны трубы имеются оптические визиры 4 для ее грубого наведения на наблюдаемые предметы.

Горизонтальный  и вертикальный угломерные круги диаметром 70мм – стеклянные. Круги разделены делениями от 00 до 3600 через 10/, каждое градусное деление оцифровано. С помощью специальной оптической системы изображение горизонтального и вертикального кругов передается в поле зрения отсчетного микроскопа 20 – оценщика, окуляр которого расположен рядом с окуляром зрительной трубы. Отсчет и оценка долей наименьшего деления круга производится по неподвижному индексу. Угломерные круги освещаются при помощи откидного зеркала 21.

штриховой микроскоп с отсчетами по вертикальному кругу – 358° 48' , по горизонтальному – 70° 05' (а); шкаловой  микроскоп  с отсчетами: по вертикальному кругу – 1° 11,5', по горизонтальному – 18° 22' (б); по вертикальному кругу – -0° 46,5' по горизонтальному – 95° 47' (в)

Рисунок 2 - Поле зрения отсчетных устройств

Для наблюдения предметов, расположенных под углом более 450 к горизонту, а также для центрирования теодолита над точкой используются окулярные насадки, надеваемые на окуляры зрительной трубы и отсчетного микроскопа 20.

В 1981 г. Теодолит Т30 заменен новой моделью 2Т30, которая отличается от базовой применением шкалового микроскопа с пятиминутной ценой деления шкал горизонтального и вертикального кругов. Это дает возможность брать отсчеты по лимбам с ценой деления в 10 с точностью до 0,5/. Вертикальный круг имеет секторную оцифровку от 0 до +750 и от 0 до -750. Теодолит 2Т30П имеет зрительную трубу прямого изображения.

Новая модификация теодолита 4Т30П снабжена съемной подставкой со встроенным оптическим центриром и зрительной трубой прямого изображения. Средние квадратические погрешности измерения одним приемом горизонтального и вертикального углов составляют соответственно 20 и 30//.

Вопросы для самоконтроля

1. Основное назначение теодолита и его основные части.

2. Что называется лимбом горизонтального и вертикального кругов? Как определяется цена деления лимба?

3. Что такое точность отсчетного устройства? Как она определяется?

4. Как фокусируется труба на резкость? Как устанавливается по глазу и предмету? Что делается первым и почему?

5. Каково назначение оптического визира?

6. Принцип действия зажимных и наводящих устройств теодолита?

3 Поверки и юстировки теодолита

Цель задания: закрепить знания, полученные на лекциях, и приобрести навыки выполнения поверок и юстировок теодолита.

Приборы и принадлежности: комплект теодолита.

Перед началом измерений теодолит необходимо тщательно осмотреть и проверить, т.к. даже серийно выпускаемые приборы имеют свои индивидуальные особенности. В первую очередь производят проверку и регулировку его механических деталей, обращая внимание на состояние и работу всех винтов прибора: подъемных, зажимных и наводящих винтов лимба и алидады, наводящего винта уровня вертикального круга, исправительных (юстировочных) винтов уровней, колонок, сетки нитей и т.п. вращение лимба и алидады должно быть плавным, без заеданий и колебаний. Горизонтальный и вертикальный угломерные круги не должны иметь механических повреждений; изображения делений шкал и сетки нитей должны быть четкими. Зрительная труба должна быть уравновешенной (центр тяжести должен находиться в районе оси ее вращения) и иметь свободное вращение. Присутствие пыли и грязи на оптических деталях прибора не допускается. После внешнего осмотра теодолита выполняют его поверки и юстировки.

Действия, имеющие целью установить соблюдение предъявляемых к конструкции прибора геометрических условий, называются поверками.

Для обеспечения выполнения нарушенных условий производят юстировку (регулировку) прибора.

Поверки позволяют удостовериться в правильном взаимном положении осей теодолита (Рисунок 3.а). К таким осям относятся: UU – ось цилиндрического уровня горизонтального круга; VV- вертикальная ось вращения теодолита; HH- горизонтальная ось вращения зрительной трубы; PP- визирная ось зрительной трубы, КК/К//- визирная ось оптического отвеса.

Выполнение поверок технических теодолитов  проводят в такой последовательности. 

а – общая; б – е – при поверках

Рисунок 3 - Схемы геометрических осей теодолита

1. Ось UU  цилиндрического уровня алидады горизонтального круга должна быть перпендикулярна вертикальной оси VV вращения теодолита (Рисунок 3.б). 

Выполнение этого условия позволяет с помощью уровня устанавливать ось вращения теодолита в отвесное положение, а следовательно, плоскость лимба – в горизонтальное.

Поверку выполняют в такой последовательности. Теодолит устанавливают на штативе, проверяют устойчивость штатива и подставки. Убедившись в их устойчивости, алидаду горизонтального круга ставят так, чтобы ось UU уровня располагалась параллельно направлению любых двух подъемных винтов подставки и, вращая их в разных направлениях, приводят пузырек уровня в нуль-пункт. Поворачивают  алидаду на 900 и третьим подъемным винтом снова устанавливают пузырек уровня в нуль-пункт. Затем ось UU уровня возвращают в первоначальное положение и, если необходимо, подправляют уровень подъемными винтами. Поворачивают алидаду на 1800 и оценивают смещение пузырька уровня от среднего положения. При смещениях пузырька больше одного деления выполняют юстировку уровня, т.е. устраняют неисправность. Для этого пузырек перемещают исправительными винтами уровня к нуль-пункту на  половину величины смещения, а вторую половину исправляют подъемными винтами. После этого возвращают ось  UU уровня в первоначальное положение и убеждаются в устойчивости уровня.

Практически эту поверку приходиться выполнять в указанной последовательности 2-3 раза, пока при повороте алидады на 1800 пузырек уровня не будет смещаться больше чем на одно деление. В случае невыполнения условия уровень нуждается в замене.

2. Визирная ось PP трубы должна быть перпендикулярна горизонтальной оси HH вращения трубы (Рисунок 3.в).

Как  известно, визирная ось трубы проходит через оптический центр объектива и перекрестие сетки нитей. Если указанное условие выполняется, то при вращении трубы вокруг горизонтальной оси визирная ось образует коллимационную плоскость. При несоблюдении условия визирная ось будет описывать не плоскость, а две конические поверхности.

Угол между фактическим положение визирной оси и требуемым положение называется коллимационной  плоскостью.

Поверку выполняют в такой последовательности. Вертикальную ось теодолита приводят в отвесное положение. Для этого сначала устанавливают уровень теодолита по направлению двух подъемных винтов и, вращая их в разные стороны, приводят пузырек на середину ампулы. Поворачивают теодолит на 900 и вращением третьего подъемного винта приводят пузырек снова на середину. Наводят трубу на удаленную, ясно видимую точку, закрепляют лимб и берут отсчет а1 по горизонтальному кругу. Отпускают зажимной винт зрительной трубы и переводят трубу через зенит. Открепляют зажимной винт алидады и, наводят трубу на ту же точку, берут повторный отсчет а2. Если отсчеты а1 и а2 равны или отличаются не более чем на двойную точность отсчетного устройства, теодолит исправен, если больше – неисправен.

Данные о точности теодолитов

Таблица 1

Чтобы устранить неисправность, из отсчетов а1 и а2 находят среднее значение:

Микрометренным винтом  устанавливают на горизонтальном круге средний отсчет а (изображение точки сместится от вертикальной нити). Снимают с окулярного колена трубы колпачок, ослабляют вертикально расположенные винты и вращением боковых исправительных винтов смещают сетку до совпадения перекрестия сетки нитей с точкой визирования. После юстировки закрепляют винты.

Можно измерять угол и при нарушенном соотношение осей. В  этом случае отсчеты берут при двух положениях трубы – левом и правом (Л и П) и из этих отсчетов определяют среднее.

3. Горизонтальная ось HH  вращения трубы должна быть перпендикулярна вертикальной оси VV вращения прибора (Рисунок 3.г).

Выполнение условия необходимо для того, чтобы после горизонтирования теодолита коллимационная плоскость занимала отвесное положение. Поверка может быть выполнена двумя способами.

Поверку выполняют  в такой последовательности.

Первый способ.  На расстоянии 10-20 м от стены здания устанавливают теодолит и визируют на высоко расположенную точку А на стене здания. Наклоняя трубу, проектируют эту точку до горизонтального продолжения визирной оси и отмечают на стене проекцию точки а1. Повторив ту же операцию при втором положении трубы, отмечают точку а2. Если точки а1  и а2  не совпадут, то условие не выполнено, т. е. необходимо изменить положение горизонтальной оси теодолита относительно вертикальной.

Второй способ. На расстоянии 10 – 20 м от теодолита подвешивают отвес на длинной нити. Наводят перекрестие сетки нити на верхнюю точку отвеса и плавно отпускают зрительную трубу до горизонтального ее положения, при этом наблюдают, не сходит ли изображение нити отвеса с перекрестия сетки нитей.

В современных теодолитах соблюдение этого условия гарантируется предприятием - изготовителем. Тем не менее, поверка условия должна быть обязательно выполнена.

В случае несоблюдения условия исправление положения горизонтальной оси теодолита в полевых условиях не производится; его выполнение допускается только в специальной мастерской или в заводских условиях, т.к. требует частичной разборки прибора.

Следует учесть, что среднее из отсчетов по лимбу, взятых при наведении на точку при двух положениях трубы (КП и КЛ), свободно от влияния наклона оси вращения трубы.

4. Вертикальная нить АА сетки зрительной трубы должна быть перпендикулярна оси НН  ее вращения (Рисунок 3.д).

Выполнение данного условия требуется для создания удобства при визировании на отвесные предметы (например, вехи).

Поверку выполняют  в такой последовательности. Для этого, тщательно установив ось вращения теодолита в отвесное положение, визируют на нить отвеса, подвешенного на расстоянии  5 – 10 м от прибора. Если вертикальный штрих сетки нитей не совпадает с изображением нити отвеса, то необходимо исправить ее положение путем поворота.

Для этого слегка ослабляют винты, скрепляющие окулярную часть с корпусом трубы, и поворачивают окулярную часть вместе с сеткой нитей до требуемого положения; затем винты закрепляют. Отклонение вертикального штриха от отвесной линии допускается не более чем на  величины биссектора сетки нитей.

После юстировки второй основной штрих сетки должен быть горизонтальным, т.к. взаимная перпендикулярность штрихов гарантируется заводом-изготовителем. Чтобы убедится в этом, наводят горизонтальный штрих на какую-либо точку и наводящим винтом поворачивают алидаду горизонтального круга; при этом поверяемый штрих должен оставаться на изображении точки. При невыполнении условия юстировку повторяют.

5. Визирная ось КК/К// оптического отвеса должна совпадать с осью VV вращения теодолита  (Рисунок 3.е).

Поверку выполняют в такой последовательности. Вертикальную ось вращения теодолита приводят в отвесное положение. Отмечают на местности точку, в которую проецируется наблюдаемый в окуляр центр отвеса. Повернув теодолит на 1800, снова отмечают проекцию центра отвеса. Если проекции точек  совпадают до 1мм, теодолит исправен, если не совпадают до 1 мм – неисправен.

Чтобы устранить неисправность, снимают крышку, под которой расположены два винта, скрепляющие отвес с теодолитом, отпускают винты и передвигают окулярную часть до смещения проекций первой и второй точек. Нельзя выполнять работы при несовпадении проекций центра отвеса свыше 3 мм; теодолит в этом случае отправляют в ремонт.

Вопросы для самоконтроля

1. В чем отличие юстировок  теодолита от их поверок?

2. Какое положение относительно друг друга должны занимать оси теодолита?

3. Какая погрешность называется коллимационной?

4. Как обнаруживается коллимационная ошибка и как устраняется?

5. Какое требование к прибору должно быть выполнено, чтобы его горизонтальный круг можно было установить в правильное положение?

4 Измерение углов теодолитами

Цель задания: освоить методику измерения горизонтальных и вертикальных углов, и обработки полученных результатов, приобрести начальные навыки измерения углов.

Приборы и принадлежности: комплект теодолита, визирные цели, журнал измерения горизонтальных углов, журнал измерения вертикальных углов.

Подготовка теодолита для измерения углов состоит из следующих трех действий:

1) Центрирование теодолита над фиксированной точки земной поверхности (в вершине измеряемого угла) производят с помощью нитяного отвеса либо оптического центрира. С помощью нитяного отвеса центрирование производят в следующем порядке. Сначала производят предварительное центрирование при помощи ножек штатива, перемещая их так, чтобы головка штатива была примерно горизонтальна, а острие отвеса располагалось в 2-3 см от заданной точки. Затем утапливают ножки штатива в землю и при этом следят, чтобы не нарушалась горизонтальность головки штатива и отвес сохранял бы первоначальное положение. Теодолит устанавливают на штативе и,  слегка открепив становой винт, уточняют центрирование теодолита путем передвижения его подставки по головке штатива, винт вновь закрепляют. Теодолит центрируют тем точнее, чем короче линия визирования.

2) Приведения вертикальной оси в отвесное положение осуществляют с помощью  уровня на алидаде горизонтального круга, действуя подъемными  винтами. Уровень устанавливают по направлению двух любых подъемных винтов и, вращая их в противоположные стороны, приводят пузырек уровня на середину. Затем, поворачивают алидаду на 900, ставят уровень по направлению третьего винта. Действуя этим винтом, пузырек приводят на середину.

3) Установка зрительной трубы для наблюдений выполняют  в такой последовательности. Сначала устанавливают сетку нитей по глазу, для чего наводят трубу на светлый фон (небо, стена) и вращением диоптрийного кольца окуляра добиваются отчетливого изображения сетки нитей в поле зрения трубы. Затем производят установку трубы по предмету, т.е. фокусируют трубу, что достигается вращением кремальеры (фокусирующего кольца) до четкого изображения предмета. Отфокусировав трубу на четко видимый объект, устраняют параллакс сетки нитей, слегка перемещают глаз у окуляра. Если при этом центр сетки нитей смещается с наблюдаемой точки, то параллакс имеется. Его устраняют небольшим вращением кремальеры.

Перед тем как взять отсчет, убеждаются в том, что вертикальная ось теодолита занимает отвесное положение на штативе теодолита. Для этого алидаду горизонтального круга ставят в 3-4 различных положения и наблюдают за уровнем. Если уровень выверен, то при любом положении алидады пузырек не должен смещаться больше чем на одно деление от нуль-пункта.

4.1  Измерение горизонтальных углов способом приемов

Этим способом углы  измеряют двумя полуприемами с перестановкой лимба между полуприемами примерно на 1800. Первый полуприем исполняется при ориентированном лимбе.

Измерение угла способом приемов производят в такой последовательности:

1) при ориентированном и закрепленном горизонтальном круге отпускают закрепительные устройства алидады и трубы и наводят на нижнюю часть задней вехи;

2) затягивают закрепительные устройства алидады и трубы и наводящим устройством перекрестие основных штрихов   сетки нитей точно наводят на видимую нижнюю часть вехи;

3) производят и записывают отсчет;

4) ослабив закрепительные устройства алидады и трубы, наводят на переднюю вешку, отсчитывают и записывают отсчет;

5) ослабив закрепительное устройство горизонтального круга, поворачивают его совместно с закрепленной алидадой примерно  на 1800 и закрепляют его в этом положении. Затем переводят трубу через зенит и повторяют все описанные действия в том же порядке при другом положении вертикального круга.

Все  измерения записывают в  журнал измерений углов теодолитного хода, форма приводятся в таблице 2. Перед измерением угла его графически  зарисовывают в журнале. Зарисовку обязательно делают до измерения угла.

Журнал измерений горизонтальных углов

Расхождение значений измеренного угла в полуприемах не должно превышать для технических теодолитов Т30 - ±1,5/, 2Т30 - ±1,0/, Т15К - ±0,5/. За окончательное значение угла принимают среднее значение из двух полуприемов.

При оцифровке лимба по ходу часовой стрелки имеем

β = а – в,

где  а – отсчет на правую (заднюю) точку;

       в – отсчет на левую (переднюю) точку.

Вопросы для самоконтроля

1. Как производится центрирование и горизонтирование теодолита?

2. Объясните порядок измерения горизонтального угла при первом полуприеме.

3. Как вычисляется угол, измеренный первым полуприемом?

4. Объясните порядок измерения горизонтального угла при втором полуприеме.

5. Как вычисляется угол, измеренный вторым  полуприемом?

6. Какая погрешность допускается при измерении горизонтального угла между первым и вторым полуприемами?

4.2 Измерение горизонтальных углов способом круговых приемов

Рисунок 7 - Схема измерения горизонтального угла

Этим способом углы измеряют двумя приемами с перестановкой лимба между приемами на 900. Первый прием выполняется при ориентированном лимбе. Измерение угла способом круговых приемов выполняется  в такой последовательности:

1) При ориентированном и закрепленном горизонтальном круге ослабляют закрепительные устройства алидады и трубы и наводят ее на нижнюю часть вехи точки, принятой за начальную. За начальную принимается одна из точек, видимость на которую наилучшая.

2) Зажимают закрепительные устройства алидады и трубы и наводящим устройством точно наводят перекрестие основных штрихов сетки нитей на видимую нижнюю часть вехи.

3) Производят и записывают отсчет.

4) Открепляют закрепительное устройство алидады и, вращая ее по ходу часовой стрелки, наводят перекрестие штрихов сетки нитей на следующий пункт. Производят и записывают отсчет.

5) В описанном порядке визируют на все подлежащие наблюдению пункты (вехи).

6) Заканчивают полуприем повторным наведением на начальный пункт. Повторные отсчеты на начальный пункт – замыкание горизонта – должны согласовывать с отсчетами, сделанными в начале полуприема.

7) Переходят ко второму полуприему. Открепляют алидаду, переводят трубу через зенит и наводят на начальный пункт, вращая алидаду против хода часовой стрелки. Производят и записывают отсчет. Горизонтальный круг во время исполнения приема должен оставаться неподвижным.

8) Затем, вращая алидаду против хода часовой стрелки, наводят трубу последовательно на все остальные пункты, наблюдая их в обратном порядке. Запись в журнале ведется снизу вверх.

9) Заканчивают второй полуприем, как и первый, повторным наведением на начальный пункт.

10) Кроме контроля каждого полуприема по замыканию горизонта (повторных наведений и отсчетов на начальный пункт), прием контролируется колебаниями отсчетов при различных кругах на одну и ту же цель – 2С. Максимальное допустимое колебание 2С в одном приеме показано в таблице 3.

Предельные допустимые отклонения при измерении углов

Таблица 3

Примечание: Лимб между полуприемами переставляли на 1800.

В таблице 4 приведена форма журнала измерения горизонтальных направлений способом круговых приемов.

Отнаблюдав два  приема и убедившись, что сходимость направлений, приведенных к нулю, в пределах установленного допуска (таблица 3), вычисляют и записывают в журнале на отдельной станице среднее значение направлений из двух приемов.

Журнал измерений горизонтальных углов

Вопросы для самоконтроля

1. Как установить теодолит в рабочее положение?

2. Перечислите порядок измерения горизонтального угла способом повторений.

3. Какой порядок заполнения журнала измерения углов?

4. С какой целью измеряют угол при круге лево (КЛ)?

5. Какая допускается погрешность при измерении горизонтального угла способом круговых приемов при круге лево и право?

4.3 Измерение вертикальных углов

Рисунок 8 - Схема измерения вертикального угла

 Вертикальные углы (углы наклона) определяются по вертикальному кругу теодолита и необходимы для определения превышений между точками земной поверхности. Измерение вертикальных углов, так же как и горизонтальных начинается с установки прибора в рабочее положение. Теодолиты Т30, 2Т30, 2Т5К не имеют уровня при вертикальном круге, поэтому перед взятием отсчета следят, чтобы пузырек уровня при алидаде горизонтального круга был в нуль-пункте.

Объектом наведения при измерении вертикальных углов служит верх вехи. При выполнении тахеометрической съемки (съемки реечных точек) – перекрестие сетки нитей зрительной трубы наводят на рейку, где отмечена величина высоты инструмента.

Для получения величины угла наклона необходимо знать место нуля вертикального круга – МО (Рисунок 8) . Местом нуля называют отсчет по лимбу вертикального круга, когда визирная ось зрительной трубы горизонтальна. При хорошо отъюстированном приборе место нуля должно быть близким к 0°.Но практически МО отличается от нулевого отсчета на некоторую величину, которую надо учитывать при определении угла наклона  ν.

В геодезии углы наклона линий в зависимости от их расположения относительно линии горизонта могут быть положительными (углы возвышения) и отрицательными (углы понижения). При измерении углов наклона перекрестие сетки нитей наводят на визирные знаки; в качестве последних обычно используют вехи (рейки), на которых отмечаются точка визирования.

Теодолит устанавливают (Рисунок 8) над точкой А в рабочее положение и горизонтальным штрихом сетки визируют на наблюдаемую точку С при первом положении вертикального круга (при КЛ). С помощью отсчетного микроскопа берут отсчет по вертикальному кругу, который заносят в журнал измерений (таблица 5).

Журнал измерений вертикальных углов

Таблица 5

Перед каждым отсчетом пузырек уровня при алидаде вертикального круга с помощью наводящего винта алидады выводят на середину ампулы. При работе с теодолитом типа Т30 перед отсчитыванием по вертикальному кругу следует убедиться, что пузырек уровня при алидаде горизонтального круга находится в нуль-пункте. В теодолитах с оптическим компенсаторами вертикального круга отсчет берут спустя 2 секунды после наведения зрительной трубы на наблюдаемую точку. Для исключения влияния МО вертикального круга измерения повторяют при втором положении зрительной трубы (при КП). Правильность измерения вертикальных углов на станции контролируется постоянством МО, колебание которого в процессе измерений не должны превышать двойной точности отсчетного устройства. Для теодолитов с круговой оцифровкой вертикального круга против часовой стрелки (теодолит Т30) значения МО и углов наклона могут быть рассчитаны по формулам:

При вычислениях по формулам следует руководствоваться следующим правилом: к величинам отсчетов КП, КЛ и МО, меньшим 900, необходимо прибавить 3600.

Вопросы для самоконтроля

1. Перечислите порядок определения места нуля вертикального круга.

2. По какой формуле определяется место нуля вертикального круга?

3. Перечислите порядок измерения угла наклона.

4. По какой формуле вычисляется угол наклона, если его измеряли при круге «вправо»?

5. По какой формуле вычисляется угол наклона, если его измеряли при круге «влево»?

6. Какая погрешность допускается между двумя измерениями угла наклона?

Список литературы

1. Ассур, В. Л. Руководство по летней геодезической и топографической практике [Текст] : учебное пособие для техникумов / В. Л. Ассур, М. М. Муравин. - М. : Недра, 1983. -  326 с.

2. Визгин, А. А. Практикум по инженерной геодезии [Текст] : учебное пособие для техникумов / А. А.  Визгин, В. А. Коугия, Л. С. Хренов – М. : Недра, 1989. – 285 с. : ил.

3. Киселев, М. И. Инженерная геодезия [Текст] : учеб. пособие для вузов / Е. Б. Клюшин, М. И. Киселев, Д. Ш. Михелев, В. Д. Фельдман ; под ред. Д. Ш. Михелева. – 2-е изд., испр. – М. : Высш. шк., 2001. – 464с. : ил.

4. Найдин, И. Н. Руководство к практическим занятиям по геодезии [Текст] : учебное пособие для техникумов / И. Н. Найдин, К. В.  Найдина – М. : Недра, 1991. – 208 с. : ил.

5. Поклад, Г. Г. Геодезия [Текст] : учебное пособие для техникумов / Г. Г. Поклад, С. П.  Гриднев.  - М. : Академический Проект ; Парадигма, 2011. – 358 с.