Образец журнала измерения горизонтальных углов

Погода: пасмурно, слабый ветер Дата: 15 июня 2001г.

Видимость: хорошая Начало: 16 ч. 17м.

Конец: 16 ч. 25 м.

Пункт	Отчеты	Угол в полуприе-мах	Среднее значение угла
Стоя-ние	Наблю-дае-мый	КЛ	КП
о	«	««	Сред- нее	о	«	««	Сред- нее
					11¢45¢¢				42¢15¢¢	81°05¢00¢¢	81°04¢52¢¢
					16¢4¢¢

Для контроля и повышения точности берут два отсчета, вы­полняя два наведения на визирную цель. Во втором отсчете за­писывают только минуты и секунды. Из двух значений отсчетов вычисляют среднее значение (записывают минуты и секунды). Вычисляют угол в первом полуприеме (в журнале 81°05'00").

Следовательно, в первом полуприеме при закрепленном лимбе вращением алидады перекрестие нитей сетки наводят на один из пунктов, делают отсчет по горизонтальному кругу; вра­щением алидады наводят на второй пункт, делают второй отсчет по горизонтальному кругу. Во втором полуприеме сначала наво­дят на второй пункт, затем на первый, вращая алидаду в проти­воположном первому полуприему направлении. Если горизон­тальный угол измеряют одним приемом, то после завершения первого полуприема лимб переставляют на несколько градусов в оптических теодолитах с односторонней системой отсчета и при­мерно на 90° в теодолитах с металлическими кругами. Два полу­приема составляют полный прием. Расхождение между углами в полуприемах не должно превышать двойную точность отсчет-ного устройства (в ТЗО - Г).

Для повышения точности конечного результата часто угол измеряют несколькими приемами. Для ослабления ошибок деле­ний лимба углы в различных приемах измеряют на различных

частях лимба, между приемами лимб переставляют на угол, оп­ределяемый по формуле (93), или на угол

5=180°//", где т- число приемов.

В первом приеме лимб устанавливают так, чтобы при наве­дении на первый, начальный, пункт отсчет был близок к нулю (несколько больше 0°), во втором приеме начальный отсчет дол­жен быть около §, в третьем 2 5 и т.п. Например, при измерении угла четырьмя приемами (/м=4) угол 5=45°.

Иногда в первом полуприеме лимб ориентируют по магнит­ному меридиану (для определения склонения магнитной стрел­ки), для чего на лимбе устанавливают отсчет 0°00'00", закрепля­ют алидаду, открепляют лимб и вращают прибор до совмещения северного конца магнитной стрелки установленной на теодолите буссоли с нулевым ее делением.

47. Измерение вертикальных углов. Поверка вертикального круга

Для измерения вертикальных углов используют вертикаль­ный круг теодолита, лимб вертикального круга жестко скреплен с горизонтальной осью трубы и вращается вместе с ней, при этом алидада вертикального круга остается неподвижной. В не­которых теодолитах при алидаде вертикального круга имеется цилиндрический уровень, алидада вместе с уровнем могут вра­щаться на небольшие углы установочным винтом. Кроме того, цилиндрический уровень можно перемещать относительно али­дады исправительными винтами.

При горизонтальном положении оси и оси цилиндрического уровня (пузырек уровня в нуль-пункте) отсчет по вертикальному кругу должен быть равен нулю. Практически это условие часто не выполняется.

Местом нуля (местом зенита) называют отсчет по верти­кальному кругу при горизонтальном (вертикальном) положении визирной оси трубы и положении пузырька уровня при алидаде вертикального круга в нуль-пункте. На рис. 74 МО - угол между горизонтальной плоскостью и нулевым диаметром вертикально­го круга. При наведении перекрестия нитей сетки на верх вешки А после приведения пузырька уровня при алидаде вертикального круга в нуль-пункт при круге право (КП) по вертикальному кру­гу берут отсчет П, в этом случае угол наклона

При наведении перекрестия нитей сетки на ту же точку'при круге лево (КЛ) и приведения пузырька уровня при алидаде вер­тикального круга в нуль-пункт находим

у=МО-Л, (101) где Л- отсчет по вертикальному кругу при КЛ.

Решая выражения (100) и (101) относительно МО и г, полу­чаем

МО=(Л+Л)/2,

у=(П-Л)/2.

При вычислении v и МО по формулам (100) - (102) к малым углам прибавляют 360°.

В теодолите ТЗО оцифровка делений вертикального круга дана против хода часовой стрелки и отсчет берут по одной сто­роне круга. При этом для определения v и МО используют фор­мулы

МО=(Я+Л±180°)/2; ^ у=Л-МО=МО-П+Ш°=(Л-П+\?,0°)/2. Например, теодолитом ТЗО при наведении на точку получе­ны отсчеты Л=3°57', /7=176°05'. По первой из формул (103) нахо­дим

W=(3°57'+176°05'-180°)/2=0°01';

по вторым формулам (103) имеем:

v=/7-AW=3°57'-0°01 =3°56'; v=MO-f1+180°=0°01 '--176°05'+180°=3°56'; У=(Л-П+ 180°)/2== =(3°57'-176°05'+180°)/2=3°56'.

В теодолитах 2ТЗО, 2Т15, Т15К, Т5К, 2ТЗОП, 2Т5 использо­вана секторная оцифровка вертикального круга с указанием зна­ков "+" и "-", соответствующих положительным и отрицатель­ным углам наклона. Вычисления МО и v выполняют по форму­лам

МО=(П+Л)/2; у=(Л-П)/2=Л-МО=МО-П. (104)

При измерении вертикальных углов перекрестие нитей сетки или горизонтальную нить сетки вблизи перекрестия наводят на точку, пузырек уровня при алидаде вертикального круга приво­дят в нуль-пункт, берут отсчет /7, если вертикальный круг отно­сительно зрительной трубы при наблюдении со стороны окуляра находится справа. Затем трубу переводят через зенит и выпол­няют описанные действия, берут отсчет Л. Угол наклона v в за­висимости от типа теодолита вычисляют по одной из формул

(100)-(104).

В теодолите ТЗО нет уровня при алидаде вертикального кру­га. Цилиндрический уровень при алидаде горизонтального круга установлен так, что его ось параллельна коллимационной плос­кости зрительной трубы. Перед отсчетом по вертикальному кру­гу пузырек уровня при алидаде горизонтального круга подъем­ными винтами устанавливают в нуль-пункт,

При измерении вертикальных углов теодолитами, имеющи­ми компенсатор, нулевой диаметр вертикального круга устанав­ливается в горизонтальное положение автоматически и после

наведения перекрестия нитей на точку примерно через две се­кунды, в течение которых компенсатор принимает устойчивое положение, берут отсчет. При этом колебания МО при измере­нии различных углов наклона на данной станции не должно превышать 2t - двойной точности отсчетного устройства.

Целесообразно, чтобы МО вертикального круга было равно нулю или близкой к нулю величине.

Для поверки этого условия определяют МО из измерений не­скольких вертикальных углов при КЛ и КП. Если среднее значе­ние МО превышает двойную точность отсчета (2t), то выполня­ют юстировку: вращением установочного винта уровня при вер­тикальном круге устанавливают отсчет, равный МО. При этом пузырек уровня, который находился в нуль-пункте, сойдет с не­го, его возвращают в нуль-пункт исправительными винтами уровня. После отмеченных действий соблюдаются все условия, заложенные в определении места нуля: установив вращением зрительной трубы и вертикального круга отсчет, равный МО, приводим визирную ось в горизонтальное положение; устанав­ливаем отсчет, равный нулю, вращением установочного винта уровня; приводим котировочными винтами пузырек уровня в нуль-пункт, т.е. выполняем все условия, определяющие МО.

Кроме того, юстировку можно выполнить путем установки на вертикальном круге отсчета, равного углу наклона v вращени­ем установочного винта уровня. При этом перекрестие нитей сетки должно оставаться на изображении точки, при наведении на которую определяли угол наклона v. После юстировки вы­полняют контрольное определение МО.

В теодолитах с компенсатором для приведения МО к вели­чине, близкой нулю, имеется котировочный винт: для Т15К - в выступе на корпусе прибора под объективом зрительной трубы при ее положении КЛ; для Т5К - слева от объектива на колонке вертикального круга при КЛ.

Поверки

Поверки позволяют выявить отклонение в приборе от гео­метрических условий и оптико-механических требований, юс­тировкой наиболее полно устраняют эти отклонения. Исследо­вания определяют постоянные прибора, неустранимые отклоне­ния для введения в результаты измерений соответствующих по­правок, правильность работ отдельных узлов теодолита, ошибки диаметров лимба и т.п. По результатам исследований выявляют пригодность теодолита для выполнения измерений данного класса точности.

Обязательными поверками на каждом пункте перед наблю­дениями являются следующие.

Подъемные и наводящие винты должны вращаться плавно. Вращение алидады должно быть плавным

1. Ось цилиндрического уровня должна быть перпендикуляр­на к вертикальной оси вращения прибора.

Предварительно плоскость лимба приводят в горизонтальное положение по невыверенному уровню, для чего поворотом али­дады устанавливают цилиндрический уровень параллельно ли­нии, соединяющей два подъемных винта, и вращая их в проти­воположные стороны, приводят пузырек уровня в нуль-пункт. Затем алидаду поворачивают на 90° и вращением третьего винта приводят пузырек уровня в нуль-пункт. При этом ось цилиндри­ческого уровня занимает горизонтальное положение zz, образуя с осью вращения w прибора угол ft (рис.68). К отсчету по гори­зонтальному кругу прибавляют 180° и полученное значение по­воротом алидады устанавливают на горизонтальном круге, т.е. поворачивают алидаду на 180°. При этом ось цилиндрического уровня, сохраняя с осью вращения угол b, занимает положение z'z' и отклоняется от горизонтального положения на угол 2a. На рис. 68 2a+2b=180°, а a+b=90°, т.е. биссектриса z"z"угла 2a перпендикулярна к оси вращения прибора. Поэтому при юс­тировке необходимо на половину дуги отклонения привести пу­зырек уровня к нуль-пункту третьим подъемным винтом, а в нуль-пункте - исправительными винтами уровня.

Следует заметить, что ошибка в отсчете по горизонтальному кругу из-за невыполнения этого условия, т.е. из-за наклона вертикальной оси теодолита, не исключается при выводе среднего из результатов измерений при круге право и круге лево.

2. Горизонтальная нить сетки должна быть перпендику­лярна к вертикальной оси вращения теодолита.

Вертикальную ось вращения теодолита тщательно устанав­ливают в отвесное положение, после чего левым краем горизон­тальной нити наводят на точку. Вращая наводящим винтом, мед­ленно вращают трубу по азимуту. Если изображение точки не сходит с горизонтальной нити, то условие выполнено. В против­ном случае снимают защитный колпачок с окулярной части тру­бы, ослабляют винты, которыми пластина сетки нитей скреплена с корпусом трубы и поворачивают сетку так, чтобы при переме­щении трубы горизонтальная нить не сходила с точки. Эту же юстировку можно выполнить, совмещая вертикальную нить сет­ки с нитью отвеса, подвешенного в 10-15м от теодолита.

3. Визирная ось зрительной трубы должна быть перпенди­кулярна к горизонтальной оси ее вращения (на рис. 49 zz ^ hh )

При взаимно-перпендикулярном положении осей zz и hh при враще­нии трубы ось zz образует плоскость, которую называют коллимационной. Если угол р между этими осями отли­чается от 90° на угол с, называемый коллимационной ошибкой, то при вращении трубы ось zz образует две конические поверхности, и при наве­дении на точку А вместо отсчета М (рис. 69) получим отсчет

Рис. 69. К поверке третьего условия

М₁ = М+с (87)

После перевода трубы через зенит угол b между визирной осью и осью вращения трубы сохраняется, при наведении пере­крестия нитей на точку А по горизонтальному кругу получим отсчет

М₂ = М – с ±180° (88)

Складывая левые и правые части формул (87) и (88), находим

Следовательно, среднее из отсчетов по горизонтальному лимбу при круге право (П) и круге лево (Л), после изменения суммы на 180°, свободно от влияния коллимационной ошибки.

Вычитая из формулы (87) соответствующие части формулы (88), имеем

При более строгом выводе

где Z- зенитное расстояние (Z= 90°— v, v -угол наклона).

Если коллимационная ошибка с превышает 2t, где / - точ­ность отсчитывания по горизонтальному кругу, то выполняют юстировку, для чего на горизонтальном круге наводящим вин­том алидады устанавливают отсчет М= М₂ +с. При этом пере­крестие сетки нитей сойдет с точки А (см. рис. 69), сняв колпа­чок с окулярной части трубы и ослабив один из вертикальных исправительных винтов, боковыми исправительными винтами перемещают пластину, па которую нанесена сетка нитей, до со­вмещения перекрестия нитей с изображением точки А. После юстировки поверку повторяют и убеждаются в выполнении ус­ловия. Затем винты сетки слегка затягивают и надевают колпа­чок.

При z » 90° величина с практически не влияет на разность направлений, измеренных при одном положении круга, т.е. на горизонтальный угол. В горной местности при наблюдении при одном положении круга коллимационная ошибка может иска­зить горизонтальный угол.

В теодолитах с односторонней системой отсчитывания (Т15, ТЗО) выполняют две пары наведения на точку А: после первого наведения делают отсчеты М₁ и М₂, затем лимб смещают при­мерно на 90°, визируют точку А и берут отсчеты М\ и М\. Зна­чение

с = 0,25í[(М, ± 180°)] + [М₁- (М ± 180°)]ý. (92)

4. Ось вращения трубы должна быть перпендикулярна к вертикальной оси вращения теодолита (на рис. 49 hh^.vv)

При выполнении этого условия при отвесном положении вертикальной оси теодолита, установленном по уровню при али­даде горизонтального круга, визирная ось трубы при вращении образует отвесное положение коллимационной плоскости (на рис. 70 плоскость ОАа). Если условие не выполняется, то при вращении трубы визирная ось образует наклонную плос­кость ОАa при одном поло­жении вертикального круга и ОАa, - при другом. Для вы­полнения поверки теодолит устанавливают в 10-20 м от стены, перекрестие сетки нитей при круге право наводят на высоко располо­женную точку Л, закрепляют алидаду, опускают зрительную трубу до примерно горизонталь­ного положения и отмечают на стене точку a_i, на которую про­ектируется перекрестие нитей сетки. Затем трубу переводят че­рез зенит и при круге лево наводят на точку А, опустив трубу, получают ее проекцию a₂. Если точки a₁ и a₂ совпадут или отре­зок a₁a₂ не превышает ширину биссектора сетки (15-20"), то условие выполнено. При невыполнении условия юстировку вы­полняют в специальных мастерских.

Следует заметить, что среднее из отсчетов по горизонталь­ному кругу при П и Л свободно от влияния этой ошибки.

5. Компенсатор отсчетной системы вертикального круга должен обеспечивать неизменность отсчета по вертикальному кругу при наклоне оси вращения теодолита на углы до ±3'.

Теодолит устанавливают на штативе так, чтобы один из подъемных винтов был направлен в сторону наблюдаемой точки А. После приведения основной оси прибора в отвесное положе­ние наводят на точку А и делают отсчет a₁ по вертикальному кругу. Затем вращением подъемного винта наклоняют теодолит вперед на 2-3 деления уровня, снова наводят на точку А и берут отсчет аз по вертикальному кругу. После этого наклоняют при­бор на 2-3 деления уровня в противоположную сторону, визиру­ют на точку А и берут отсчет a₃. Все отсчеты в пределах точно­сти отсчета по микрометру должны совпадать, т.е. a₁ » a₂ » a₃,.

При невыполнении условия юстировку выполняют в специаль­ной мастерской.

5. Визирная ось оптического центрира должна совпадать с осью вращения теодолита. Вертикальную ось вращения теодо­лита приводят в отвесное положение, теодолит устанавливают над точкой местности. При вращении алидады изображение точ­ки не должно смещаться с центра оптического центрира более чем на 0,5 радиуса малой окружности. При большем смещении выполняют юстировку.

Лекция №5