Типы и устройство теодолитов

Дисциплина: Геодезия Специальность 2-690101 «Архитектура»

Методические рекомендации

по выполнению

Лабораторной работы № 2

на тему:

«Изучение устройства теодолита. Выполнение основных поверок. Измерение горизонтальных и вертикальных углов. Определение места нуля вертикального круга и вычисление углов наклона. Оформление полевого журнала.»

Разработала преподаватель Г.Т.Банькова

Рассмотрены и одобрены на

Заседании цикловой комиссии

Общепрофессиональных и

профилирующих дисциплин

специальности 2-690101

«Архитектура»

Протокол №___от____20__г.

Председатель ЦК С.А.Галашев

Лабораторная работа №2

Тема: Изучение устройства теодолита Т30 (2Т30,2Т30П,4Т30П). Отсчет по угломерным кругам. Выполнение поверок и юстировок теодолита. Измерение горизонтальных углов. Определение места нуля, вычисление углов наклона. Оформление полевого журнала.

Цель работы: Сформировать навыки в процессе изучения устройства теодолита Т30 (2Т30,2Т30П, 4Т30П), по выполнению поверок и юстировок, измерению углов, заполнению полевого журнала и обработки полученных (или учебных данных).

Приборы и принадлежности: теодолиты Т30 (2Т30,2Т30П,4Т30П), штатив, отвес, марки, журналы измерений углов, рабочая тетрадь, калькулятор.

Практическая работа № 2 состоит из 2-х частей.

Практическая работа № 2.1

Задание

1. Изучить и описать устройство технического теодолита Т30 (2Т30,2Т30П,4Т30П).
2. Выполнить и описать поверки (юстировки) теодолита.
3. Ответить на контрольные вопросы.
4. Сделать вывод о проделанной работе.

Методические рекомендации

Работа выполняется индивидуально каждым студентом. Учащийся получает методическое пособие и теодолит.

В состав работы входит:

1) ознакомление с устройством теодолита Т30 или его модификаций 2Т30, 2Т30П, 4Т30П;

2) выполнение основных поверок (юстировок) теодолита;

Во время сдачи лабораторной работы учащийся должен уметь отвечать на контрольные вопросы преподавателя.

Теоретическое обоснование

Типы и устройство теодолитов

Классификация теодолитов

Теодолит – это геодезический прибор, предназначенный для измерения горизонтальных и вертикальных углов.

В настоящее время отечественными заводами в соответствии с действующим ГОСТом 10529–96 изготавливаются теодолиты четырех типов: Т05, Т1, Т2, Т5 и Т30.

Для обозначения модели теодолита используется буква Т и цифры, указывающие угловые секунды средней квадратической ошибки однократного измерения горизонтального угла.

· По точности теодолиты подразделяются на три группы:

– технические Т30, предназначенные для измерения углов со средними квадратическими ошибками до ±30";

– точные Т2 и Т5 – до ±2" и ±5";

– высокоточные Т05 и Т1 – до ±1".

ГОСТом 10529 – 96 предусмотрена модификация точных и технических теодолитов. Так, например, теодолит Т5 должен изготовляться в двух вариантах: с цилиндрическим уровнем при алидаде вертикального круга и с компенсатором, заменяющим этот уровень. Теодолит с ком-пенсатором при вертикальном круге обозначается Т5К. Компенсатор представляет собой

линзу или призму, подвешенную на четырех тонких проволоках. При наклоне оси вращения теодолита (вертикальной оси) в небольших пределах (1' – 2') линза, сместившись под

действием силы тяжести, сместит изображение делений вертикального круга таким образом, что отсчет по нему будет соответствовать отвесному положению оси вращения прибора, т.е. автоматически компенсирует наклон этой оси. Поэтому отсчет по вертикальному кругу при горизонтальном положении визирной оси будет равным или близким 0° даже при не строго отвесном положении оси вращения теодолита. Этот отсчет называют местом нуля.

Технические и эксплуатационные характеристики теодолитов постоянно улучшаются. Шифр обновленных моделей начинается с цифры, указывающей на соответствующее поколение теодолитов: 2Т2, 3Т2, 2Т5К, 3Т5КП, 3Т30П, 4Т30П и т. д.

· По конструкции, предусмотренной ГОСТом 10529–96 типы теодолитов делятся на повторительные и неповторительные.

У повторительных теодолитов лимб имеет закрепительный и наводящий винты и может вращаться независимо от вращения алидады.

Неповторительная система осей предусмотрена у высокоточных теодолитов.

1.1.2. Устройство теодолитов

Устройство теодолита основано на принципе измерения горизонтального угла (рис. 1).

При геодезических работах измеряют не угол между сторонами, а его ортогональную (горизонталь-ную) проекцию, называемую горизонтальным углом. Так, для измерения угла АВС(рис. 1) нужно предва-рительно спроектировать на горизонтальную плоскость точки А, В, и Си измерить горизонтальный угол abc = β.

Рассмотрим двугранный угол между вертикальны-ми плоскостями V₁ и V₂ , проходящими через стороны угла АВС. Угол β для данного двугранного угла является линейным. Следовательно, углу β равен всякий другой линейный угол, вершина которого находится в любой точке на отвесном ребре ВВ₁ двугранного угла, а стороны его лежат в плоскости, параллельной плоскости М. Итак, для измерения величины угла β можно в любой точке, лежащей на ребре ВВ₁ двугранного угла, допустим в точке b₁, установить горизонтальный круг с градусными делениями и измерить на нем дугу a₁c₁, заключенную между сторонами двугранного угла, которая и будет градусной мерой угла a₁b₁c₁, равной β , т. е. угол abc= β.

Для измерения горизонтальных проекций углов между линиями местности в теодолите используется горизонтальный угломерный круг с градусными делениями, называемый лимбом. Стороны угла проектируют на лимб с использованием подвижной визирной плоскости зрительной трубы. Она образуется визирной осью[1] трубы при её вращении вокруг горизонтальной оси. Данную плоскость поочередно совмещают со сторонами угла ВА и ВС, последовательно направляя визирную ось зрительной трубы на точки А и С. При помощи специального отсчетного приспособления алидады, которая находится над лимбом соосно с ним и перемещается вместе с визирной плоскостью, на лимбе фиксируют начало и конец дуги a₁c₁

(см.рис. 1), беря отсчеты по градусным делениям. Разность взятых отсчетов являетсязначением измеряемого угла β.

Лимб и алидада, используемые для измерения горизонтальных углов, составляют в теодолите горизонтальный круг 17 (рис. 2). Ось вращения алидады горизонтального круга называют основной осью теодолита.

В теодолите также имеется вертикальный круг18 (рис. 2) с лимбом и алидадой, служащий для измерения вертикальных проекций углов – углов наклона. Принято считать углы наклона выше горизонта положительными, а ниже горизонта – отрицательными. Лимб вертикального круга обычно наглухо скреплён со зрительной трубой и вращается вместе с ней вокруг горизонтальной оси теодолита.

Рис.2. Устройство теодолита Т30: 1 – основание; 2 – исправительный винт цилиндрического уровня; 3, 4 – закрепительный и наводящий винты алидады; 5 – цилиндрический уровень; 6 – наводящий винт зрительной трубы;
7 – кремальера; 8 – закрепительный винт зрительной трубы; 9 – визир;
10 – окуляр зрительной трубы; 11 – окуляр отсчетного микроскопа;
12 – колонка; 13 – подставка; 14 – закрепительный винт лимба;
15 – подъемный винт; 16 – наводящий винт лимба; 17 – горизонтальный круг; 18 – вертикальный круг; 19 – объектив зрительной трубы; 20 – зеркальце для подсветки штрихов отсчетного микроскопа; 21 – кронштейн для ориентир-буссоли;

Перед измерением углов центр лимба горизонтального круга с помощью отвеса или оптического центрира устанавливают на отвесной линии, проходящей через вершину измеряемого угла, а плоскость лимба приводят в горизонтальное положение, используя с этой целью три подъемных винта 15 и цилиндрический уровень 5 (рис. 2). В результате данных действий основная ось теодолита должна совпасть с отвесной линией, проходящей через вершину измеряемого угла.

Для установки, настройки и наведения теодолита на цели в нем имеется система винтов: становой и подъемные винты, закрепительные (зажимные) и наводящие (микрометренные) винты, исправительные (юстировочные) винты.

Становым винтом теодолит крепят к головке штатива, подъемными винтами – горизонтируют.

Закрепительными винтами скрепляют подвижные части теодолита (лимб, алидаду, зрительную трубу) с неподвижными. Наводящими винтами сообщают малое и плавное вращение закрепленным частям.

Зрительные трубы теодолитов чаще всего бывают астрономические, дающие обратное (перевернутое) изображение. Но в последнее время применяются трубы, которые дают прямое изображение.

При наблюдении предметов на них наводится вполне определенная точка трубы. Такой точкой является центр сетки нитей, представляющий собою пересечение горизонтальной нити и продолженной вертикальной. Сетка нитей (рис.3) видна в поле зрения трубы и изображена на специальной сеточной диафрагме, размещенной вблизи переднего фокуса окуляра. Сеточная диафрагма представляет собою стеклянную пластинку в металлической оправе.

Она может слегка перемещаться в горизонтальном и вертикальном направлениях исправительными винтами сетки. Симметрично относительно горизонтальной нити нанесены дальномерные штрихи для определения расстояний.

К оптическим характеристикам зрительной трубы относятся: увеличение, поле зрения, относительная яркость и разрешающая способность, которую принимают за точность визирования трубой.

Увеличение зрительной трубы показывает во сколько раз увеличивается размер предмета, рассматриваемого в зрительную трубу, по сравнению с размером этого же предмета, видимого невооруженным глазом.

Полем зрения трубы называется то пространство, которое видно в трубу при ее неподвижном положении.

Яркость изображения определяется количеством света, которое падает на глаз в секунду времени на квадратный миллиметр изображения. Такая яркость называется абсолютной, ее нельзя выразить определенным числом. Поэтому пользуются относительной яркостью, представляющей собой отношение абсолютной яркости вооруженного зрительной трубой глаза и невооруженного глаза.

Для приведения осей и плоскостей прибора в отвесное или горизонтальное положение служат уровни, они бывают двух типов: круглые - для предварительной, грубой установки приборов и цилиндрические - для окончательной, точной установки. Цилиндрический уровень представляет собой стеклянную трубку, внутренняя поверхность которой отшлифована в виде бочкообразного сосуда, в продольном сечении представляющего дугу окружности некоторого радиуса.

Стеклянные сосуды уровней заполняют эфиром или смесью эфира со спиртом в подогретом состоянии. Когда наполнитель остынет и сожмется в объеме, образуется пространство, заполненное парами наполнителя, то есть пузы­рек. При изменении температуры пары наполнителя легко переходят из парообразного состояния в жидкое и наоборот, отчего размеры пузырька изменяются. В цилиндрических уровнях добиваются, чтобы длина пузырька состав-ляла примерно 1/3 длины трубки при температуре +20°С. Чтобы можно было судить о переме-щении пузырька, на наружной поверхности уровня наносятся штрихи. Расстояние между штри-хами обычно равно 2 мм. Середина трубки уровня называется нуль-пунктом. На цилиндричес-ком уровне нуль-пункт обычно не обозначается, а относительно него штрихи наносятся сим-метрично. Касательная к внутренней поверхности трубки, проходящая через нуль-пункт вдоль длины цилиндрического уровня, называется осью уровня. Когда середина пузырька уровня сов-падает с нуль-пунктом, ось уровня занимает горизонтальное положение. При смещении пузырь-ка уровня на одно деление ось уровня наклоняется на некоторый угол, который называется ценой деления уровня. Чем меньше цена деления уровня, тем чувствительнее, точнее уровень.

Рассмотрим подробно устройство и характеристики теодолита Т30 и его модификаций (2Т30, 4Т30П), которые обычно используются в инженерно-геодезических работах.

Теодолит Т30 (рис.2) и его модификации относятся к разряду технических с повторительной системой вертикальной оси. Система отсчитывания односторонняя. Увеличение

трубы 18^х (Т30) и 20^х (2Т30, 4Т30П), пределы визирования от 1,2 м до бесконечности, цена деления уровня 45". Данные теодолиты применяются для прокладывания теодолитных и тахеометрических ходов, плановых и высотных съемок.

На зрительной трубе (см. рис.2) имеется оптический визир 9, в поле зрения которого виден светлый крест. Этот крест совмещается с целью (предметом), который должен попасть в поле зрения трубы, но изображение предмета может быть размытым (иногда его изображение вообще не будет видно). Чтобы изображение предмета было четким, сначала вращением диоптрийного кольца окуляра трубы 10 получают отчетливое изображение сетки нитей (это действие назы-вается установкой зрительной трубы по глазу). Затем с помощью кремальеры 7 перемещают в трубе специальную фокусирующую линзу до тех пор, пока изображение цели не станет четким, т.е. выполняют установку трубы по предмету. После этого зажимные винты зрительной трубы 8 и алидады горизонтального круга 3 закрепляются, и микрометренными винтами алидады 4 и трубы 6 центр сетки нитей наводится на предмет.

В теодолите Т30 подставка 13 жестко скреплена с основанием 1, служащим одновременно донцем футляра, что позволяет закрывать теодолит футляром, не снимая его со штатива. Ось вращения теодолита устанавливается в отвесное положение с помощью подъемных винтов 15 и цилиндрического уровня при алидаде горизонтального круга 5.

Полая вертикальная ось теодолита позволяет центрировать прибор над точкой местности с помощью зрительной трубы. Прибор снабжается окулярными насадками для зрительной тру-бы и микроскопа, которые применяют при наблюдении предметов, расположенных относи-тельно горизонта под углом более 45° .

В теодолитах Т30 имеется только один цилиндрический уровень при алидаде горизон-тального круга 5, который прикрепляется к подставке зрительной трубы параллельно визирной плоскости. Положение уровня изменяется юстировочными (исправительными) винтами 2. При алидаде вертикального круга уровня нет.

Теодолит по особому заказу может быть укомплектован ориентир-буссолью и уровнем, который прикрепляется к трубе для нивелирования горизонтальным визирным лучом. Обычно к зрительной трубе прикрепляют два визира. При установке уровня на трубе один из визиров должен быть снят. На рис.4 приведено устройство технического теодолита 4Т30П

Рис. 4. Устройство теодолита 4Т30П: 1 – головка штатива; 2 – основание; 3 – подъемный винт; 4 – наводящий винт алидады; 5 – закрепительный винт алидады; 6 – наводящий винт зрительной трубы; 7 – окуляр зрительной трубы; 8 – предохранительный колпачок сетки нитей зрительной трубы; 9 – кремальера; 10 – закрепительный винт зрительной трубы; 11 – объектив зрительной трубы; 12 – цилиндрический уровень; 13 – винт поворота лимба; 14 – закрепительный винт; 15 – окуляр отсчетного микроскопа с диоптрийным кольцом; 16 – зеркальце для подсветки штрихов отсчетного микроскопа; 17 – колонка; 18 – ориентир-буссоль; 19 – вертикаль­ный круг; 20 – визир; 21 – диоптрийное кольцо окуляра зрительной трубы; 22 – исправительные винты цилиндрического уровня; 23 – подставка

В качестве отсчетных приспособлений в технических теодолитах применяются штриховой и шкаловой микроскопы (рис. 5).

В теодолите Т30 отсчетное приспособление выполнено в виде штрихового микроскопа (рис. 19, а), позволяющего брать отсчеты с точностью 1', а в его модификациях (2Т30, 4Т30П) – шкалового микроскопа тридцатисекундной точности (рис. 5, б,в).

Рис. 5. Поле зрения отсчетных устройств: а – штрихового микроскопа с отсчетами по вертикальному кругу 358°48' , по горизонтальному 70°04'; б – шкалового микроскопа с отсчетами: по вертикальному кругу 1°11,5', по горизонтальному 18°22' ; в – по вертикальному кругу – минус 0°46,5', по горизонтальному – 95°47'.

Изображение штрихов и цифр обоих кругов передаются в поле зрения микроскопа. Поворотом и наклоном зеркала 16 (см. рис. 4) достигают оптимального освещения поля зрения микроскопа и вращением диоптрийного кольца его окуляра 15 устанавливают по глазу четкое изображение отсчетного устройства.

В верхней части поля зрения отсчётного микроскопа, обозначенной буквой В, видны штрихи вертикального круга; в нижней части, обозначенной буквой Г – штрихи горизонтального круга.

В штриховом микроскопе теодолита Т30 в середине поля зрения виден штрих, относительно которого осуществляется отсчет по лимбу (рис. 5, а). Перед отсчетом по лимбу необходимо определить цену деления лимба. В теодолите Т30 цена деления лимба составляет 10 угловых минут, так как градус разделен на шесть частей. Число минут оценивается на глаз в десятых долях цены деления лимба. Точность отсчета составляет 1'.

В шкаловом микроскопе в поле зрения видна шкала, размер которой соответствует цене деления лимба (рис. 5, б, в). Для теодолита технической точности размер шкалы и цена деления лимба равны 60'. Шкала разделена на двенадцать частей и цена ее деления составляет 5 угловых минут. Если перед числом градусов знака минус нет, отсчет производится по шкале от 0 до 6 в направлении слева направо (рис. 5, б). Если перед числом градусов стоит знак минус, то мину-ты отсчитываются по шкале вертикального круга от –0 до –6 в направлении справа налево (рис. 5, в). Десятые доли цены деления шкалы берутся на глаз с точностью до 30''.Чтобы теодолит обеспечивал получение неискаженных результатов измерений, он должен удовлетворять

соответствующим геометрическим и оптико-механическим условиям. Действия, связанные с проверкой этих условий, называют поверками. Поверки теодолита выполняются в соответствии с паспортом-инструкцией, прилагаемой к прибору, или инструкцией по проведению технологи-ческой поверки геодезических приборов [2].

Если какое-либо условие не соблюдается, с помощью исправительных винтов производят юстировку прибора.

Методические рекомендации

Задание 3

Контрольные вопросы и задания:

1. Что представляет собой теодолит Т30? Перечислить устройство теодолита Т30.

2. Что означают цифры перед и после названия прибора? Сравнить данное устройство с другими модификациями технических теодолитов 2Т30,2Т30П,4Т30П.

3. Назовите основные оси теодолита. Какую важную роль они играют при установке прибора в рабочее положение?

4. Как выполняются основные поверки и юстировки всех теодолитов технической точности?

Опишите и выполните их. Результаты оформите на специальных листах.

Задание 4

Вывод о проделанной работе:

В результате выполнения данной лабораторной работы я … … .

Лабораторная работа № 2.2

Работа выполняется индивидуально каждым учащимся. Учащийся получает методическое пособие и теодолит. Преподаватель задаёт номер станции установки прибора и номера марок, между которыми необходимо измерить горизонтальные углы.

В состав работы входит:

Задание

1. Установить теодолит в рабочее положение.

2. Измерить горизонтальный угол способом приёмов, заполнить полевой журнал и обработать результаты измерения горизонтальных углов.

3. Измерить вертикальный угол, заполнить полевой журнал и обработать результаты измерения вертикальных углов.

6. Во время сдачи лабораторной работы учащийся должен уметь отвечать на контрольные вопросы преподавателя.

7. Сделать вывод о проделанной работе.

Задание 1

Задание 2

Измерение горизонтальных углов способом приёмов, обработка журнала измерения горизонтальных углов

Цель: освоить методику измерения углов и обработки результатов.

Принадлежности: теодолит, штатив, отвес, журнал измерения горизонтальных углов.

Между двумя направлениями, выходящими из общей вершины, можно измерить два угла (рис. 8). Обычно при съёмке измеряют углы, лежащие по ходу справа. Поэтому, зная направле-ние хода, легко установить, какой из двух углов искомый. Направление хода задают в обозна-чении угла, указывая вначале заднюю точку, затем станцию (вершину угла) и переднюю точку. На местности направление от задней точки через станцию к передней точке является направ-лением хода, а угол, лежащий справа от этого направления, – искомым углом β.

Рис. 8 Схема измерения горизонтального угла способом приёмов

При измерении горизонтальный угол определяется как разность отсчетов по горизонтальному кругу (рис. 8)

,

где З – отсчёт по горизонтальному кругу при наблюдении задней точки (В), П – отсчет при наблюдении передней точки (А).

!!! Так как деления на горизонтальном круге подписаны с возрастанием по часовой стрелке, то отсчет на заднюю точку должен быть всегда больше отсчета при наблюдении передней точки. В том случае, когда нулевое деление на горизонтальном круге размещается внутри измеряемого угла, отсчёт на заднюю точку будет меньше отсчёта на переднюю точку, тогда для получения величины угла к отсчету на заднюю точку необходимо добавить 360°.

При измерении горизонтальных углов применяются следующие способы:1) приемов;

2) повторений; 3) круговых приемов.

В способе приемов горизонтальный угол измеряется при двух положениях вертикального круга относительно зрительной трубы (см. табл.1), называемых полуприемами при "круге лево" (Л) и при "круге право" (П).

Способ отдельного угла

Горизонтальный угол ABC (схема в таблице 1) можно рассматривать как правый (справа

лежащий) по ходу А-В-С. В этом случае точку А называют задней, а точку С - передней по отношению к вершине В угла ᵦ. При измерении отдельного угла ABC точку А можно

также рассматривать как правую, а точку С как левую точку этого угла.

Таблица 1

Журнал измерения горизонтальных углов теодолитом ТЗО

Над вершиной В измеряемого угла ᵦ центрируют и горизонтируют теодолит, а над точками А и С ставят визирные цели (вехи вдавливают в землю в створе прямых ВС и ВА).

Угол измеряют двумя полуприемами. Каждый полуприем выполняют в одном из положе-ний теодолита либо KJI, либо КП.

Первый полуприем. Закрепляют горизонтальный угломерный круг теодолита, ткрепляют алидаду и визируют зрительной трубой (вертикальной нитью сетки) на заднюю по ходу визир-ную цель А. По горизонтальному кругу берут отсчет а₁, записывают его в журнал (табл. 1). Затем при закрепленном горизонтальном круге визируют на переднюю точку С и берут отсчет а₂. Правый по ходу угол вычисляют по формуле

ᵦ ' = а₁ — а₂, или ᵦ ' = 3 - П,

где а₁ = 3 и а₂ = П — отсчеты по горизонтальному лимбу при визировании на заднюю и перед-нюю по ходу точки. В нашем примере в результате измерений угла первым полуприемом

получено значение ᵦ ' = 85° 37'.

Второй полуприем. Зрительную трубу переводят через зенит (изменяют положение КЛ на КП или наоборот), а горизонтальный круг вместе с алидадой поворачивают на угол ∆ β ≈3—5° и закрепляют. Затем действия второго полуприема выполняют в той же последовательности, что и первого.

В примере табл. 1 второе значение угла равно β" = 85° 36'.

Допустимое расхождение углов β ' и β " составляет 2t - двойную точность отсчетного устройства (2 t = 1' для теодолитов Т30-4Т30П). При этом условии вычисляется среднее (окончательное) значение измеренного угла β = (β ' + β ") / 2.

Задание 3

Юстировка места нуля

Если МО близко к нулю, то упрощаются вычисления углов наклона. Приступая к юстировке, значение МО определяют 2-3 раза, затем вычисляют угол наклона v.

В теодолитах Т30-4Т30П после определения величин МО и v вновь визируют на точку М при КЛ и, удерживая пузырек уровня в нуль-пункте, зрительную трубу ставят на отсчет по

вертикальному кругу Л = v. Затем вертикальными юстировочными винтами сетки ее среднюю горизонтальную нить совмещают с изображением точки М, после чего определяют полученную

величину МО.

В теодолитах с уровнем при алидаде вертикального круга (Т5, Т2 и др.) при визировании на точку М пузырек этого уровня удерживают в нуль-пункте. Определяют значения МО и v. Затем визируют на точку М при КЛ и, вращая установочный винт названного уровня, устанав-ливают отсчет v, равный величине угла наклона. После этого с помощью юстировочной шпиль-ки или отвертки вращают юстиротировочный винт того же уровня - перемещают его пузырек в нуль-пункт. Находят новую величину МО.

В теодолитах с компенсатором при вертикальном круге (Т5К, ЗТ5КП) величину МО ≈ 0° 00' регулируют котировочным винтом, расположенным на колонке вертикального круга (Т5К).

Примечание. При заводской сборке теодолита величину МО устанавливают близкой к 0° 00’. В теодолитах ТЗО - 4Т30П, как и во всех типах теодолитов, не рекомендуется изменять величину МО смещением визирной сетки больше чем на 1-2', так как отклонение визирной оси от опти-ческой оси будет приводить к значительным колебаниям визирной оси при перефокусировках трубы.

Вопросы и задания для самопроверки

1. В каких плоскостях измеряют горизонтальные и вертикальные углы и как это отражено в принципиальном устройстве теодолита?

2. Начертите основные геометрические оси теододита.

3. Опишите устройство зрительной трубы теодолита, ее оси, видимое увеличение, точность визирования, последовательность установки на четкое изображение визирной сетки и предмета,

устранение параллакса.

4. Покажите назначение и устройство уровней в теодолите.

5. Какие угломерные круги и отсчетные устройства применяются в теодолитах типа ТЗО и Т5, как берутся отсчеты?

6. Как классифицируют теодолиты по точности?

7. Какие центрировочные устройства применяются в теодолитах?

8. Назовите технические особенности устройства, практические возможности кодовых

теодолитов.

9. Как выполняются полевые поверки и юстировки теодолита перед началом измерений?

10. Почему горизонтальные и вертикальные углы измеряют при КЛ и КП?

11. Какие меры принимают для устранения действия внешних и внутренних источников

погрешностей при измерении горизонтальных углов теодолитом, каковы требования к точности центрирования теодолита и визирных целей?

12. Вычислить МО и v, если в теодолите ТЗО Л = 12° 25';

П = 167° 33'; в теодолите 2Т30П Л = +12° 27'; П = -12° 25'.

Задание 7

Вывод о проделанной работе:

В результате выполнения данной лабораторной работы я … … .

Визирная ось – воображаемая прямая, проходящая через оптический центр объектива и центр сетки нитей[1]

Дисциплина: Геодезия Специальность 2-690101 «Архитектура»

Методические рекомендации

по выполнению

Лабораторной работы № 2

на тему:

«Изучение устройства теодолита. Выполнение основных поверок. Измерение горизонтальных и вертикальных углов. Определение места нуля вертикального круга и вычисление углов наклона. Оформление полевого журнала.»

Разработала преподаватель Г.Т.Банькова

Рассмотрены и одобрены на

Заседании цикловой комиссии

Общепрофессиональных и

профилирующих дисциплин

специальности 2-690101

«Архитектура»

Протокол №___от____20__г.

Председатель ЦК С.А.Галашев

Лабораторная работа №2

Тема: Изучение устройства теодолита Т30 (2Т30,2Т30П,4Т30П). Отсчет по угломерным кругам. Выполнение поверок и юстировок теодолита. Измерение горизонтальных углов. Определение места нуля, вычисление углов наклона. Оформление полевого журнала.

Цель работы: Сформировать навыки в процессе изучения устройства теодолита Т30 (2Т30,2Т30П, 4Т30П), по выполнению поверок и юстировок, измерению углов, заполнению полевого журнала и обработки полученных (или учебных данных).

Приборы и принадлежности: теодолиты Т30 (2Т30,2Т30П,4Т30П), штатив, отвес, марки, журналы измерений углов, рабочая тетрадь, калькулятор.

Практическая работа № 2 состоит из 2-х частей.

Практическая работа № 2.1

Задание

1. Изучить и описать устройство технического теодолита Т30 (2Т30,2Т30П,4Т30П).
2. Выполнить и описать поверки (юстировки) теодолита.
3. Ответить на контрольные вопросы.
4. Сделать вывод о проделанной работе.

Методические рекомендации

Работа выполняется индивидуально каждым студентом. Учащийся получает методическое пособие и теодолит.

В состав работы входит:

1) ознакомление с устройством теодолита Т30 или его модификаций 2Т30, 2Т30П, 4Т30П;

2) выполнение основных поверок (юстировок) теодолита;

Во время сдачи лабораторной работы учащийся должен уметь отвечать на контрольные вопросы преподавателя.

Теоретическое обоснование

Типы и устройство теодолитов

Классификация теодолитов

Теодолит – это геодезический прибор, предназначенный для измерения горизонтальных и вертикальных углов.

В настоящее время отечественными заводами в соответствии с действующим ГОСТом 10529–96 изготавливаются теодолиты четырех типов: Т05, Т1, Т2, Т5 и Т30.

Для обозначения модели теодолита используется буква Т и цифры, указывающие угловые секунды средней квадратической ошибки однократного измерения горизонтального угла.

· По точности теодолиты подразделяются на три группы:

– технические Т30, предназначенные для измерения углов со средними квадратическими ошибками до ±30";

– точные Т2 и Т5 – до ±2" и ±5";

– высокоточные Т05 и Т1 – до ±1".

ГОСТом 10529 – 96 предусмотрена модификация точных и технических теодолитов. Так, например, теодолит Т5 должен изготовляться в двух вариантах: с цилиндрическим уровнем при алидаде вертикального круга и с компенсатором, заменяющим этот уровень. Теодолит с ком-пенсатором при вертикальном круге обозначается Т5К. Компенсатор представляет собой

линзу или призму, подвешенную на четырех тонких проволоках. При наклоне оси вращения теодолита (вертикальной оси) в небольших пределах (1' – 2') линза, сместившись под

действием силы тяжести, сместит изображение делений вертикального круга таким образом, что отсчет по нему будет соответствовать отвесному положению оси вращения прибора, т.е. автоматически компенсирует наклон этой оси. Поэтому отсчет по вертикальному кругу при горизонтальном положении визирной оси будет равным или близким 0° даже при не строго отвесном положении оси вращения теодолита. Этот отсчет называют местом нуля.

Технические и эксплуатационные характеристики теодолитов постоянно улучшаются. Шифр обновленных моделей начинается с цифры, указывающей на соответствующее поколение теодолитов: 2Т2, 3Т2, 2Т5К, 3Т5КП, 3Т30П, 4Т30П и т. д.

· По конструкции, предусмотренной ГОСТом 10529–96 типы теодолитов делятся на повторительные и неповторительные.

У повторительных теодолитов лимб имеет закрепительный и наводящий винты и может вращаться независимо от вращения алидады.

Неповторительная система осей предусмотрена у высокоточных теодолитов.

1.1.2. Устройство теодолитов

Устройство теодолита основано на принципе измерения горизонтального угла (рис. 1).

При геодезических работах измеряют не угол между сторонами, а его ортогональную (горизонталь-ную) проекцию, называемую горизонтальным углом. Так, для измерения угла АВС(рис. 1) нужно предва-рительно спроектировать на горизонтальную плоскость точки А, В, и Си измерить горизонтальный угол abc = β.

Рассмотрим двугранный угол между вертикальны-ми плоскостями V₁ и V₂ , проходящими через стороны угла АВС. Угол β для данного двугранного угла является линейным. Следовательно, углу β равен всякий другой линейный угол, вершина которого находится в любой точке на отвесном ребре ВВ₁ двугранного угла, а стороны его лежат в плоскости, параллельной плоскости М. Итак, для измерения величины угла β можно в любой точке, лежащей на ребре ВВ₁ двугранного угла, допустим в точке b₁, установить горизонтальный круг с градусными делениями и измерить на нем дугу a₁c₁, заключенную между сторонами двугранного угла, которая и будет градусной мерой угла a₁b₁c₁, равной β , т. е. угол abc= β.

Для измерения горизонтальных проекций углов между линиями местности в теодолите используется горизонтальный угломерный круг с градусными делениями, называемый лимбом. Стороны угла проектируют на лимб с использованием подвижной визирной плоскости зрительной трубы. Она образуется визирной осью[1] трубы при её вращении вокруг горизонтальной оси. Данную плоскость поочередно совмещают со сторонами угла ВА и ВС, последовательно направляя визирную ось зрительной трубы на точки А и С. При помощи специального отсчетного приспособления алидады, которая находится над лимбом соосно с ним и перемещается вместе с визирной плоскостью, на лимбе фиксируют начало и конец дуги a₁c₁

(см.рис. 1), беря отсчеты по градусным делениям. Разность взятых отсчетов являетсязначением измеряемого угла β.

Лимб и алидада, используемые для измерения горизонтальных углов, составляют в теодолите горизонтальный круг 17 (рис. 2). Ось вращения алидады горизонтального круга называют основной осью теодолита.

В теодолите также имеется вертикальный круг18 (рис. 2) с лимбом и алидадой, служащий для измерения вертикальных проекций углов – углов наклона. Принято считать углы наклона выше горизонта положительными, а ниже гор