Раздел 4. Измерение горизонтальных и вертикальных углов. Теодолит.

План занятий:

4.1. Принцип измерения горизонтального угла;

4.2. Теодолит, его составные части и основные узлы;

4.3. Измерение вертикальных углов теодолитом;

4.4. Классификация теодолитов.

Конспект основных тезисов по темам:

Углы измеряются в градусной мере

(1º = 60’ угловых минут; 1’ = 60” угловых секунд).

В геодезии измеряют не углы между сторонами на местности, а их горизонтальные проекции на уровенную плоскость – горизонтальные углы.

Теодолит – геодезический угломерный прибор.

Теодолит служит для измерений горизонтальных и вертикальных углов.

Теодолиты бывают оптико-механические и электронные.

Рассмотрим оптико-механический теодолит (см. рисунок).

Основные части теодолита: Основание; Подставка; Горизонтальный угломерный круг; Вертикальный угломерный круг; Оптическая зрительная труба; Оптико-механическое отсчётное устройство; Цилиндрический уровень; Визир; Наводящие, закрепляющие и регулировочные винты.

Для наведения и фокусировки теодолита на точки измерений используется поворотная Зрительная труба.

Для измерения горизонтальных проекций углов используется горизонтальный круг, вращающийся вокруг вертикальной оси, называемой: Основная ось теодолита.

Для измерения вертикальных проекций углов (углов наклона) используется вертикальный круг, горизонтальная ось которого совмещена с осью поворота зрительной трубы.

Горизонтальный и вертикальный круги теодолита – оптико-механические устройства, обеспечивающие нормируемую точность угловых измерений, в соответствии с классом точности теодолита.

Механизм каждого из кругов теодолита имеет два винта: наводящий и закрепительный. Поворот круга относительно его оси производится вручную при отпущенном соответствующем закрепительном винте.

Точное наведение зрительной трубы на точку измерения производится наводящими винтами при затянутых закрепительных винтах.

При точном наведении зрительной трубы на точку измерений – производится считывание вертикального и горизонтального углов. Для считывания значений проекций углов в градусной мере – используется маленький окуляр, расположенный рядом с окуляром зрительной трубы.

Отсчётные приспособления в теодолитах. Устройство для считывания значений углов называется: Отсчётный микроскоп (или: Отсчётный микрометр).

Для установки теодолита на точке измерений (называется: Измерительная станция) используется специальный штатив.

К штативу теодолит крепится через подставку становым винтом (винт является частью штатива).

Подставка теодолита снабжена тремя регулировочными винтами. Регулировочные винты служат для установки теодолита на штативе горизонтально (основная ось теодолита должна быть строго вертикальной).

Для точной горизонтальной установки служит пузырьковый цилиндрический уровень на корпусе теодолита.

Перед началом работы с теодолитом выполняются:

1) Центрирование – установка вертикальной оси теодолита ТТ как продолжения отвесной линии, восстановленной к уровенной поверхности в точке установки теодолита, отмеченной на поверхности Земли (например, колышком); при этом такая точка установки называется: измерительная станция;

2) Горизонтирование – приведение теодолита в рабочее положение путём совмещения вертикальной оси теодолита ТТ с отвесной линией в точке измерительной станции;

3) Поверки теодолита:

Чтобы теодолит обеспечивал получение результатов измерений нормируемой точности, он должен удовлетворять некоторым геометрическим и оптико-механическим условиям. Действия пользователя, связанные с проверкой этих условий в соответствии с инструкцией по эксплуатации теодолита, называются: Поверки теодолита.

Геометрическими условиями теодолита называются условия (требования) параллельности или перпендикулярности его осей.

Сущность поверок теодолита состоит в проверке (а при необходимости – в исправлении) его геометрических условий с целью обеспечения нормируемой точности измерений.

Горизонтирование теодолита

Для оптических теодолитов выполняются четыре поверки.

Классификация теодолитов.

По точности все теодолиты подразделяются на три группы:

Высокоточные, точные, технические.

Для геодезических работ в строительстве используются теодолиты технической точности.

Теодолит технической точности: Теодолит Т30, шифр: 4Т30П.

Среднеквадратическая ошибка при измерении углов – до ± 30”.

Для обеспечения требуемой точности измерений горизонтальных углов теодолитом каждое измерение повторяют дважды при различном взаимном положении основных частей теодолита друг относительно друга. При этом из двух измерений вычисляется среднее значение величины измеренного угла.

Такой способ измерений называют: способ приёмов. Выполнение первого измерения называют «первый полуприём» (взаимное расположение основных частей теодолита называется «круг лево» и записывается: КЛ). Выполнение второго измерения называют «второй полуприём» (взаимное расположение основных частей теодолита называется «круг право» и записывается: КП).

Из примера, преведенного в таблице, видно, что использование способа приёмов повышает точность измерений до нормируемой. В результате горизонтальный угол β оказался измерен теодолитом 4Т30П с требуемой точностью ± 30”.

Для измерения теодолитом вертикальных углов определяют показание отсчётного устройства вертикального круга после центрирования и горизонтирования теодолита (уровенная плоскость прибора проходит через точку пересечения осей теодолита ТТ, НН и VV). Такое отсчёт по вертикальному кругу называется: «место нуля» и обозначается: МО.

Вопросы для контроля:

1. В чём заключается назначение теодолита.

2. Назовите основные части теодолита.

3. Какие бывают отсчётные приспособления в теодолитах?

4. Для чего служит цилиндрический пузырьковый уровень?

5. В чём назначение зрительной трубы теодолита?