Установка теодолита в рабочее положение и способы измерения горизонтального угла

Приведение теодолита в рабочее положение

Работа по приведению теодолита в рабочее положение делится на три этапа: центрирование; горизонтирование; фокусировка сетки нитей и шкалы микроскопа отсчетного устройства.

Центрирование – это установка теодолита со штативом над центром геодезического пункта.

При выполнении геодезических работ центрирование выполняется с помощью нитяного отвеса или оптического центрира. Точность центрирования зависит от точности выполняемых работ.

Если занятия проводятся на местности, то выполняется с помощью нитяного отвеса следующим образом.

Сначала теодолит приближенно, «на глаз», устанавливается над центром геодезического пункта. Затем на крючок, который имеется в нижней части станового винта, подвешивается нитяной отвес. Глядя на острие грузика отвеса, и перемещая ножки штатива, теодолит устанавливается над центром с точностью 3-4 см, т.е. острие грузика должно быть не далее чем 3-4 см от центра. После этого ножки штатива вдавливаются в грунт. При вдавливании необходимо контролировать по грузику отвеса положение теодолита относительно центра. Для окончательного центрирования слегка ослабляется становой винт штатива, и трегер теодолита рукой перемещается таким образом, чтобы острие грузика нитяного отвеса оказалось точно над центром. После этого становой винт закручивается.

Горизонтирование — это приведение горизонтального круга теодолита в горизонтальное положение. При этом ось вращения теодолита будет приведена в отвесное положение.

Горизонтирование выполняется после проведения поверки цилиндрического уровня алидады горизонтального круга. Эта операция выполняется с помощью подъёмных винтов теодолита и цилиндрического или круглого уровня алидады горизонтального круга (рис. 14 и 15).

Рис. 13. Устройство теодолита:

а) – теодолит 2ТЗОП в положении “круг право”; б – теодолит 2ТЗОП в положении “круг лево”; 1-основание (дно футляра);2-закрепительный винт лимба у теодолита 2ТЗО,; 3-колонка; 4~зеркало подсветки; 5-объектив зрительной трубы; 6—вертикальный круг; 7—зеркало буссоли; 8—визирное устройство зрительной трубы; 9-закрепительиый винт зрителыюй трубы; 10-барабан фокуоировки (кремальера); 11-наводящий (микрометренный) винт зрительной трубы; 12 – цилиндрический уровень алидады горизонтального круга; 13-наводящий (микрометренный) винт алидады горизонтального круга; 14-закрепителышй винт алидады горизонтального круга; 15-наводящий (микрометренный) винт лимба; 16-подставка (трегер); 17-подъёмный винт; 18-цилиндрический уровень зрительной трубы;19-окуляр зрительной трубы; 20-окуляр отсчётного устройства; 21-буссоль; 22-круглый уровень; 23-окуляр оптического центрира; 24-повторительное устройство

Теодолит приводится в положение 1, т.е. разворачивается так, чтобы цилиндрический уровень алидады горизонтального круга располагался вдоль каких-либо двух подъёмных винтов. Работая этими подъёмными винтами, приводим пузырёк уровня в нуль-пункт. На схеме показано направление вращения подъёмных винтов, если пузырёк находится слева и справа от середины.

Теодолит приводится в положение 2, т.е. разворачивается на 90°. Работая третьим подъёмным винтом, приводим пузырёк уровня в нуль-пункт. Для контроля качества горизонтирования теодолит разворачивается в несколько произвольных положений. Отклонение пузырька уровня от середины должно быть не более одного деления.

Описанная методика горизонтирования применяется, если при алидаде горизонтального круга имеется цилиндрический уровень. У многих теодолитов при алидаде горизонтального круга круглый уровень (2Т5К). В этом случае теодолит устанавливается в произвольное положение и, вращая поочерёдно все три подъёмных винта, пузырёк уровня приводится в нуль-пункт. Затем выполняется контроль горизонтирования.

Рис.14. Горизонтирование по цилиндрическому уровню

На рис. 14 показаны возможные варианты расположения пузырька уровня, направление вращения подъёмных винтов и направление перемещения пузырька.

После выполнения центрирования и горизонтирования ось вращения теодолита примет отвесное положение и пройдёт через центр геодезического пункта.

Рис.15. Горизонтирование по круглому уровню

После выполнения центрирования и горизонтирования ось вращения теодолита примет отвесное положение и пройдёт через центр геодезического пункта.

Фокусировка сетки нитей выполняется до начала измерений вращением диоптрийного кольца окуляра зрительной трубы теодолита. Вращение выполняется до чёткого изображения сетки нитей.

Фокусировка шкалы отсчётного устройства выполняется вращением диоптрийного кольца микроскопа отсчётного устройства до чёткого изображения делений шкалы. При фокусировке, а также в дальнейшем при измерениях необходимо с помощью зеркала подсветки добиваться хорошего освещения шкалы.
Не знаете как решить или выполнить курсовую или дипломную? Заказать решение

Особенности конструкции и как работать с теодолитом

Геодезисты в своей работе используют разные приборы, в числе которых особо востребованными считаются нивелиры, тахеометры и дальномеры. Каждое устройство выполняет свои конкретные задачи, но с некоторых пор их заменил теодолит — универсальный прибор для замеров горизонтальных и вертикальных углов, а также линейных расстояний (при наличии нитяного дальномера). Что же это за прибор, и что измеряют теодолитом – вопрос, требующий детального рассмотрения, но начать необходимо с изучения устройства. Начнем с устройства простейшего оптического прибора:

• лимб — главный элемент конструкции теодолита, имеющий деления (0°-360°);
• зрительная труба;
• вертикальный круг для замеров углов по вертикали;
• алидада, или подвижный элемент устройства, к которой крепится зрительная труба;
• подъемные винты алидады;
• подставка (трегер), оснащенная несколькими подъемными винтами;
• уровни горизонтального и вертикального круга;
• микроскопический окуляр;
• подставка с винтами для подъема;
• винты фокусировки и перестановки круга;
• микрометренные и зажимные винты.

На объект наводится зрительная труба, при этом центр визирной линии должен попадать на нужный объект. Благодаря таким нехитрым манипуляциям производится измерение углов по горизонтали и вертикали. Получить точные показания позволяет специально проградуированная шкала. Отсчетными устройствами в теодолитах являются штриховой и шкаловой микроскопы. Первый, помимо угловых делений с ценой 10′, имеет штрих для оценки меньших делений. Более точные замеры позволяет выполнить шкаловой микроскоп с наименьшим делением лимба 60′, при этом шкала прибора разделена на 12 делений, каждое из которых составляет 5′. Выясним, какие виды устройств бывают, и как пользоваться теодолитом, как работать с теодолитом.

Измерение горизонтальных и вертикальных углов в ходах постоянного съемочного обоснования производится отъюстированными теодолитами.

3.2.1. Измерение горизонтальных углов

Измерение горизонтальных углов постоянного съемочного обоснования рекомендуется выполнять по трехштативной системе. Если трехштативную систему применить нельзя, угол следует измерять на веху, устанавливаемую по круглому уровню (см.рис.3.22)

Таблица 3. 3

либо на отвес, прикрепленный к штативу и центрированный над точкой.

Устанавливают теодолит над вершиной измеряемого угла в рабочее положение, центрируют его при помощи нитяного отвеса или оптического центрира с точностью 2 мм. С такой же точностью центрируют и марки, устанавливаемые над наблюдаемыми точками. Каждый горизонтальный угол измеряют одним полным приемом с перестановкой лимба между полуприемами на величину, близкую к 90°. Измерения всегда начинают при вертикальном круге лево (Л). Для этого закрепляют лимб и, вращая алидаду, наводят центральную точку сетки нитей зрительной трубы или биссектор на заднюю (правую) веху или марку, при этом пользуются наводящими винтами зрительной трубы и алидады горизонтального круга, после этого при том же положении вертикального круга визируют на переднюю (левую) веху или марку. При визировании по каждому направлению производят два наведения биссектора на предмет и соответственно делают два отсчета по шкалам микрометра, округляют их до целого (наименьшего) деления микроскопа (верньера) и записывают в журнал (табл. 3.3). На этом заканчивается первый полуприем.

Переводят зрительную трубу через зенит и переставляют лимб па величину, близкую к 90°, для второго полуприема и повторяют визирование при положении вертикального круга право (П). При этом алидаду перемещают в противоположную сторону, наводят пересечение нитей на переднюю веху (марку), а потом на заднюю и делают отсчеты, записывают в журнал (см. табл. 3.3).

Для получения значения правого по ходу горизонтального угла необходимо из среднего отсчета, полученного при визировании на заднюю точку, вычесть средний отсчет, полученный при визировании на переднюю точку. Для получения левого по ходу угла из среднего отсчета на переднюю точку вычитают средний отсчет на заднюю точку. Все записи по измерению углов заносятся в специальный полевой журнал (табл. 3.3).

Записи в журналах ведутся карандашом, цифры должны быть отчетливыми, т. е. не допускающими различных толкований, неправильная запись зачеркивается, но так, чтобы она читалась, а выше зачеркнутого записывается исправленный результат. Подчистки резинкой, скребком, бритвой не допускаются.

Страницы в полевом журнале перед наблюдением должны быть пронумерованы и подписаны наблюдателем и начальником партии.

По окончании работ по измерению горизонтальных углов на данном объекте составляют схему, на которую выписывают углы до десятых долей минуты. Невязки не должны превышать величины, подсчитанной по формуле

/h«on = 1’V«I (3.4)

где п — число измеренных углов в полигоне или ходе.

На узловых и исходных пунктах горизонтальные углы измеряют одним полным круговым приемом

При измерении углов по способу круговых приемов алидаду, как при положении круг право П, так и при лево JI вращают по ходу часовой стрелки. При визировании по каждому направлению делают два наведения биссектора на визирную цель и производят соответственно по микрометру два отсчета, округляя их до целого деления микрометра (верньера). При движении алидады по ходу часовой стрелки в первом полуприеме зрительную трубу вначале наводят на крайнюю левую точку хода, а затем на все последующие по порядку: полуприем заканчивают наведением на начальную точку. Затем зрительную трубу переводят через зенит и движением алидады по ходу часовой стрелки вновь наводят на крайнюю левую точку хода, повторяя наблюдения на все последующие точки в том же порядке, как и в первом полуприеме.

Таким образом, для исключения систематического влияния от увлекания алидадой лимба в обоих полуприемах алидаду вращают в одном и том же направлении (по ходу часовой стрелки). Перед началом измерения алидаду поворачивают в направлении измерения углов на 10—15 оборотов.

Важнейшим условием получения хороших результатов в угловых измерениях является устойчивость теодолита, визирных марок или вех, поэтому штатив должен быть прочным.

Во избежание кручения штатива от нагревания солнцем при измерении углов применяют зонт, защищая им не только теодолит, но и весь штатив. При установке на асфальте в жаркую погоду или на тающем льду весной необходимо концы ножек штатива засыпать землей или снегом, чтобы металлические концы не плавили асфальт или лед и штатив не опускался.

Кроме того, необходимо обращать внимание на правильную работу подъемных винтов, так как даже небольшой люфт в осях вызывает смещение теодолита при вращении лимба или алидады.

При измерении горизонтальных углов визирный луч не должен проходить ниже 0,5 м от поверхности земли, асфальта и не ближе 0,5 м от вертикальной поверхности предметов.

При измерении горизонтальных углов в ходах постоянного съемочного обоснования руководствуются следующими правилами. Окуляр микроскопа устанавливают на наиболее резкое изображение штрихов круга, следя за тем чтобы не было параллакса. В случае разницы в изображении штрихов ставят окуляр на среднюю резкость изображения. Окуляр зрительной трубы устанавливают на резкое изображение сетки нитей и добиваются четкого изображения наблюдаемых предметов в поле зрения трубы и отсутствия параллакса. Желательно, чтобы при измерении углов установка окуляра и фокусировка трубы оставались неизменными.

Рукоятку оптического микрометра следует вращать только по ходу часовой стрелки (при совмещении штрихов). Во время измерения углов наводящие винты алидады горизонтального круга следует ставить на середину резьбы и выполнять наведения только на ввинчивание винта, при этом закрепительные винты не следует сильно закреплять.

Основными погрешностями при измерении углов являются следующие:

Погрешности, возникающие непосредственно в процессе измерения угла. К ним относятся погрешности визирования, отсчета, влияиия остаточных погрешностей после юстировки прибора, погрешности смещения штатива и теодолита во время измерений, а также личные погрешности наблюдателя.

1. Инструментальные погрешности.

Влияние коллимационной ошибки ДС на измеренное направление

ДС=——, (3.5)

cos а

где С — коллимационная ошибка теодолита, а — угол наклона трубы при визировании на пункт.

Эта погрешность компенсируется, если наблюдать при разных положениях вертикального круга (П и Л), а коллимационная ошибка остается постоянной во время измерений. Если коллимационная ошибка изменяется (например, при различной фокусировке), то остаточное влияние ее тем больше, чем больше изменение С и чем больше угол наклона а. В этом случае угол будет содержать погрешность

1 ( sic) «!c) Л

дС = ± (-J—!_ 1 (3.6)

2 V cos а2 cosc^ /

где 6}С> и б|с) — изменение коллимационной ошибки при переходе от измерений при круге право П к измерению при круге лево Л для направлений 1 и 2, определяющих измеряемый угол. Из формулы видно, что влияние коллимационной ошибки на измеренный угол тем больше, чем больше разница в величинах 6(с) и в абсолютных величинах углов а.

Влияние наклона оси вращения трубы теодолита на измеряемое направление равно

(О = t tg а, (3.7)

где i — угол наклона оси вращения трубы, a — угол наклона трубы.

В случае когда вертикальная ось вращения теодолита приведена в отвесное положение, это влияние будет исключено в среднем из двух измере-нин при различных положениях трубы .(П и Л) при условии, что угол между осью вращения трубы и вертикальной осью вращения теодолита остается неизменным.

Если вертикальная ось вращения теодолита несколько отклоняется от отвесного положения, то это вызовет появление погрешности, определяемой формулой

,М = 1/2(6® tga2-6«tga2), (3.8)

где б}’1 и —среднее значение угла наклона оси вращения *трубы при П и Л для направлений 1, 2, определяющих угол; ai и а2 — углы наклона трубы.

Влияние рефракции при наблюдениях вертикальных углов в прямом и обратном направлениях уменьшается. При измерении углов постоянного съемочного обоснования, где при сравнительно коротких сторонах разность в углах наклона может достигать несколько градусов, следует особенно тщательно приводить ось вращения теодолита в отвесное положение.

К другим инструментальным погрешностям относятся азимутальные, для уменьшения которых следует надежно устанавливать штатив над центром пункта, крепко затягивать винты, скрепляющие ножки штатива с головкой и места соединения раздвижных ножек, а также проверять регулировку вращения подъемных винтов. Рекомендуется перед измерением углов теодолит исследовать в отношении азимутальных сдвигов в условиях, близких к полевым.

2. Погрешности от воздействия внешней среды.

К этим погрешностям следует отнести влияние нагревания теодолита

лучами солнца, изменения температуры воздуха, колебания изображений и т. д.

Погрешности, возникающие под влиянием неравномерного нагрева прибора, можно значительно уменьшить, закрывая теодолит зонтом от воздействия прямых лучей солнца.

Для уменьшения погрешностей, вызванных колебаниями изображения, необходимо измерение углов производить в часы наиболее спокойных изображений. При ветре средней силы рекомендуется теодолит и штатив прикрыть зонтом со стороны ветра. Визирный луч не должен проходить низко над землей и близко от местного предмета, так как в случае несоблюдения этого условия на визирный луч будет влиять рефракция, значительно искажающая результат измерения угла.

3.Погрешности центрирования и редукции теодолита и марок над пунктами.

Для ослабления влияния погрешностей центрирования и редукций необходимо применять трехштатипную систему. В случае когда теодолит и марки центрируются с одинаковой точностью (например, 1 мм), совместное влияние погрешности центрирования редукции (при ходе с равными сторонами S) будет равно

. тсг= — -л/2, (3.9)

5

а в случае хода с разными сторонами

3.2.2. Измерение вертикальных углов

При развитии сетей постоянного съемочного обоснования в горной и всхолмленной местности определение высот пунктов этих сетей, кроме геометрического, допускается выполнять тригонометрическим (геодезическим) нивелированием при длине хода не более 1 км.

Тригонометрическое нивелирование производится измерением вертикальных углов, приведенными выше теодолитами, одним полным приемом по трем горизонтальным нитям при двух положениях вертикального круга при круге П и Л. Колебание места нуля сетки (МО) при повторных его определениях не должно быть более 20″, Высоты теодолитов и визирных целей должны измеряться дважды с точностью до 1 см. Превышения между пунктами постоянного съемочного обоснования определяются в прямом и обратном направлениях.

Расхождения между прямыми и обратными превышениями не должны превышать 10 см на 1 км расстояния.

Допустимые невязки в ходах тригонометрического нивелирования не должны превышать 10 У L> где L — длина хода в километрах.

Для измерения вертикального угла (угла наклона) последовательно наводят пересечение вертикальной нити с каждой из трех горизонтальных нитей сетки зрительной трубы на точку, отмеченную на вехе или рейке, соответствующую высоте теодолита. Делают отсчеты по вертикальному кругу, при положении пузырька уровня, при вертикальном круге в нуль-пункте.

При измерении вертикальных углов теодолитом с компенсатором. заменяющим уровень при алидаде вертикального круга,, отсчет по вертикальному кругу производится после визирования зрительной трубой теодолита на точку вешки (рей!<�и), соответствующую высоте теодолита.

Вычисление углов наклона производится по формулам:

для теодолита Т15

Л — П —180° _ /Q , ov

а=-; а = Л—МО; (3.12)

или а = МО—П—180°.

В формуле (3.12) к величинам, меньшим 90°, следует предварительно прибавлять 360°;

сс = 90°—г или а = 2— 90°.

В формулах (3.12) — (3.15) П и Л — отсчеты по вертикальному кругу при положении его соответственно справа и слева от наблюдателя; МО — место нуля, а — угол наклона, Мг — место зенита, z — зенитное расстояние.

При измерении углов как вертикальных, так и горизонтальных, практически невозможно определить температуру вдоль каждого направления.

— Имеющиеся данные о распределении температуры в приземном слое воздуха позволяют установить, что влияние рефракции сильнее сказывается на зенитные расстояния и значительно меньше на горизонтальные углы.

Практика работ подтвердила это обстоятельство. Установлено, что вертикальная рефракция может искажать зенитные расстояния до 2′ и более, в то время как влияние боковой рефракции на горизонтальные углы в исключительных случаях может достигнуть всего десяти секунд дуги.

В числе аномальных могут оказаться и направления, проходящие близ нагретых солнечным лучом сооружений, стоек сигнала и т. п. .

Следовательно, измерение вертикальных углов необходимо делать обязательно в прямом и в обратном направлениях, что повысит точность в два раза.

Измерение горизонтальных углов рекомендуется выполнять по теневой стороне улицы в удалении от стен здания. Пользоваться зонтом, что позволит уменьшить вращение штатива от нагрева солнцем.

Основные виды теодолитов

Прежде чем разбираться, как работать с этим мультифункциональным устройством, стоит познакомиться с основными видами теодолитов. Производители предлагают несколько типов устройств, а классифицируют их, в первую очередь, по точности измерения. Соответственно, приборы делятся на следующие виды:

• учебные с маркировкой точности Т60;
• устройства для технического использования с точностью Т15 и Т30;
• с обычной точностью Т2 и Т5;
• с высокой точностью Т1.

Теодолиты можно разделить на три конструктивные группы: механические (с металлическими угломерными кругами), оптические (со стеклянными угломерными кругами) и частично автоматизированные устройства. Последние пользуются особой популярностью, так как данные измерений выводятся на электронный дисплей, к тому же могут записываться на магнитный носитель информации для дальнейшей обработки на персональном компьютере.

Как снимать теодолитом необходимые показания

После установки штатива и крепления к нему прибора остается выяснить, как снимать показания с теодолита. На самом деле, работать с устройством не сложно, а поможет в этом небольшая инструкция. Последовательность действий выгляди следующим образом:

• после установки и крепления к штативу необходимо направить прибор в сторону двух точек на объекте измерения;
• после наведения на 1-ю точку измеряется вертикальная нить;
• снимаются показания с горизонтального круга, а все данные заносятся на бумагу;
• аналогичные манипуляции выполняют со второй контрольной точкой;
• трубка прибора переводится в другое положение (минуя зенит), меняется также и положение круга;
• о точности измерений говорит нулевое значение лимба или значение, приближенное к нулю;
• алидада вращается до тех пор, пока не совпадут «нули»;
• проводятся повторные измерения и вычисление средних значений, в случае наличия расхождений.

Таким образом, наводя окуляр прибора на разные точки, можно измерять любые углы. На смену механическим приборам давно пришли оптические теодолиты, а их сегодня все чаще заменяют электронные устройства, существенно облегчающие работу геодезиста. С ними вопрос, как снимать теодолитом, можно снять, как неуместный, так как показания сразу выводятся на дисплей, что исключает необходимость проведения математических расчетов. Между тем, электронными приборами нельзя измерять при сильных морозах и в других экстремальных условиях, поэтому геодезисты должны иметь навыки работы с оптическим устройством.

Как привести основную ось вращения теодолита в отвесное положение?

Основную ось вращения теодолита

приведите в
отвесное положение
с помощью подъёмных винтов и цилиндрического уровня. Для этого вначале установите уровень 13 (см. рис. 10) по направлению двух любых подъёмных винтов 2 и, вращая эти винты в разные стороны, выведите пузырёк в нуль-пункт.

Интересные материалы:

Ударная отвертка что это такое? Ударный шуруповерт что это такое? Uefi first что это? УФ принтер что это? Uhd tv что это такое? Универсальный выпуск унитаза что это такое? Ursa xps или пеноплекс что лучше? Usb type c что это? Усиленный бытовой линолеум что это такое? Усилитель d класса что это?