Классификация геодезических приборов

Введение

Угловые измерения являются самым массовым видом геодезических измерений. Точность этих измерений определяется требуемой точностью построения государственной плановой геодезической сети и регламентируется действующими инструкциями. При создании государственной геодезической сети триангуляции в полигонометрии на всех пунктах измеряют горизонтальные углы и зенитные расстояния. На пунктах Лапласа, расположенных па концах базисных сторон, выполняют астрономические определения широт, долгот и азимутов, для чего измеряют зенитные расстояния наблюдаемых звезд и горизонтальные углы между звездами и земными предметами, азимуты которых надлежит определять. В сетях трилатерации также приходится выполнять измерения горизонтальных и вертикальных углов для привязки ориентированных направлений и определения высот пунктов методом тригонометрического нивелирования. Это далеко не полный перечень основных видов геодезических работ, где необходимо выполнять угловые измерения. Для производства таких измерений используют угломерные приборы (теодолиты, электронные тахеометры) разного вида и разной точности.

Приборы для измерения углов

Для измерения углов в ответственных маркшейдерских съемках применяют горные теодолиты. Отечественной промышленностью выпускаются унифицированные теодолиты 2Т-2, 2Т-2П, 2Т-2А, АТ-5К, 2Т-5КП, разработанные на основе единой базовой модели. В подземных условиях используют теодолиты 2Т-5К и 2Т-5КП.[2]
Основными частями теодолита являются подставка, устанавливаемая в горизонтальное положение при помощи установочных винтов 2, корпус 3 с размещенными внутри него устройствами измерений вертикальных и горизонтальных углов, зрительная труба 4 прямого изображения. Теодолит снабжен системой контроля уровня горизонта.
При измерении углов теодолит устанавливают на штативе. Перед измерением угла теодолит необходимо центрировать, т. е. установить так, чтобы его вертикальная ось совпадала с вертикальной линией, проходящей через центр маркшейдерского знака. После этого с помощью установочных винтов теодолит приводят в горизонтальное положение.
Исходным положением является установка теодолита в вершине измеряемого угла. По ходу съемки сзади и спереди теодолита над точками вешают отвесы. Вначале зрительную трубу наводят на задний отвес, затем на передний отвес и берут отсчет. Для большей точности угол измеряют повторно и берут среднее значение. Аналогично определяют вертикальные углы. Отличие состоит в том, что для определения вертикальных углов используется вертикальная шкала отсчетов (вертикальный лимб).
Для менее ответственных съемок, например для съемки линии очистного забоя, расположения печей, просеков, применяют более простые угломерные инструменты: угломер, угломер-тахеометр, подвесную буссоль и подвесной полукруг. В настоящее время для ориентирования сторон подземной маркшейдерской съемки и других работ в шахтах, опасных по газу и пыли, применяют маркшейдерскуюгидробуссоль МВБ-4.[4]

Основными частями теодолита являются горизонтальный и вертикальный круги, зрительная труба, цилиндрический уровень, подъёмные винты, винты β νаνb B' B N P A A' β a b o Q закрепительные (алидад вертикального и горизонтального кругов и лимба горизонтального круга) и наводящие (алидад вертикального и горизонтального кругов и лимба горизонтального круга). В принципиальной схеме теодолита выделяют четыре основных оси: вертикальную ось JJ', ось цилиндрического уровня UU', визирную ось VV' и ось вращения зрительной трубы TT' (рис.1).

Рис.1. Принципиальная схема теодолита.

На схеме условно обозначены: 1. подъёмные винты; 2. трегер; 3. цилиндрический уровень горизонтального круга; 4. лимб горизонтального круга; 5. алидада горизонтального круга; 6. колонка; 7. алидада вертикального круга; 8. лимб вертикального круга; 9. зрительная труба.

В табл.1 приведены данные о величине средней квадратической погрешности измерения горизонтального угла в принятых стандартом классах точности приборов, а также марки отечественных теодолитов, относящихся к указанным классам точности.

Различные модификации теодолитов в приведенных классах точности отражаются в их обозначении дополнительными цифрами впереди основного обозначения и буквами – после основного обозначения. В настоящее время для теодолитов используют следующие буквы: А – теодолит снабжен автоколлимационным окуляром (т.е. им можно работать на отражение направленного к объекту оптической системой прибора светового пучка); К – конструкция с компенсатором угла наклона при вертикальном круге; П – установлена зрительная труба прямого изображения (земная труба); М – теодолит в маркшейдерском исполнении. Например, Т5К, 2Т5К, 3Т2КП, Т30М, 3Т2КА и т.п.[3]

Класс точности прибора	Средняя квадратическая погрешность измерения горизонтального угла, сек	Марки теодолитов
Высокоточные	0,5" – 1,0"	Т05, Т1
Точные	2,0" – 4,0"	Т2, 2Т2, 3Т2КП
Повышенной точности	5,0" – 10,0"	Т5, Т5К, 2Т5КП, 2Т5А
Средней точности	15,0" – 20,0"	Т15, Т15К, Т15М, Т15МКП
Технические	30,0" – 60,0"	Т30, 2Т30П, Т30М

Заключение

Таким образом, измерения горизонтальных и вертикальных углов необходимы при создании разбивочных сетей, прокладке теодолитных ходов, трассировании дорог, каналов и других линейных объектов. Угловые измерения имеют исключительно прикладное значение в различных отраслях: проектирование, строительство и эксплуатация сооружений, дорог, мостов и других объектов.

Список литератур

1. Яковлев Н.В. Высшая геодезия. М., 1989. С.209-239;

2. Попов В.Н., Букринский В.А. Геодезия и маркшейдерия. М.,2004;

3. Попов В.Н., Чекалин В.И. Геодезия. М.,2007;

4. Г.А. Федотов, «Инжинерная геодезия»:-М.: Высш. шк., 2004;

5. Интернет-ресурс: Курс лекций по геодезии // https://refdb.ru/look/3918796-p6.html

Введение

Угловые измерения являются самым массовым видом геодезических измерений. Точность этих измерений определяется требуемой точностью построения государственной плановой геодезической сети и регламентируется действующими инструкциями. При создании государственной геодезической сети триангуляции в полигонометрии на всех пунктах измеряют горизонтальные углы и зенитные расстояния. На пунктах Лапласа, расположенных па концах базисных сторон, выполняют астрономические определения широт, долгот и азимутов, для чего измеряют зенитные расстояния наблюдаемых звезд и горизонтальные углы между звездами и земными предметами, азимуты которых надлежит определять. В сетях трилатерации также приходится выполнять измерения горизонтальных и вертикальных углов для привязки ориентированных направлений и определения высот пунктов методом тригонометрического нивелирования. Это далеко не полный перечень основных видов геодезических работ, где необходимо выполнять угловые измерения. Для производства таких измерений используют угломерные приборы (теодолиты, электронные тахеометры) разного вида и разной точности.

Классификация геодезических приборов

Классификация геодезических приборов, в соответствии со стандартом на них, производится по назначению и по точности.

По назначению в настоящее время существует семь групп приборов:

· для измерения горизонтальных углов и углов наклона - теодолиты;

· для измерения превышений - нивелиры;

· для измерения расстояний - дальномеры;

· для производства планово-высотных топографических съемок -тахеометры;

· для производства планово-высотных топографических съемок (углоначертательный способ) - кипрегели;

· комплектующие принадлежности (рейки, штативы, оптические центриры, механические центриры, буссоли, и др. );

· вспомогательные приборы и принадлежности (эккеры, планиметры, транспортиры, тахеографы, координатометры, масштабные линейки и др. ).[3]

По точности классифицируют только теодолиты, нивелиры и дальномеры. Они делятся на высокоточные, точные, повышенной точности, средней точности и технические.

Высокоточные приборы используют при измерениях в плановых геодезических сетях 1 и 2 классов и в нивелирных сетях I и II классов, а также при выполнении инженерно-геодезических работ высокой точности при решении специальных инженерных задач, например, при наблюдениях за деформациями сооружений и земной поверхности, при выверке установки прецезионного оборудования на промышленных предприятиях и уникальных объектах и т. п.

Точные приборы используются для сгущения главной геодезической основы (при построении сетей сгущения), а также для производства значительного объема инженерных работ при строительстве инженерных сооружений.

Приборы повышенной точности используют как при геодезических работах по созданию сетей сгущения, так и при решении ряда научных, технических и научно-технических задач, связанных, в основном, со строительством и эксплуатацией инженерных сооружений.

Приборы средней точности применяют при производстве работ технической точности при создании для них сетей сгущения в виде теодолитных ходов, при горизонтальной съемке ответственных точек местности и др.

Технические приборы применяются в основном для топографических съемок различных масштабов при создании сетей съемочного обоснования, выполнении отдельных и массовых привязок точек местности в принятой системе координат.

Любая из поставленных геодезических задач характеризуется, в первую очередь, необходимой точностью измерений и точностью получения конечного результата. Этим и определяется выбор для работы прибора соответствующего класса точности.

Надежность и достоверность получаемых при измерениях результатов обеспечивается правильной работой прибора. В связи с этим рабочие средства измерений подвергаются т. н. метрологическому надзору, который заключается в аттестации используемых средств измерений через систему испытаний и поверок. До выполнения работ каждый геодезический прибор должен быть поверен и отъюстирован.

Поверка - установление соответствия конструктивных геометрических соотношений в приборе, обеспечивающих качественную его работу.

Юстировка - устранение несоответствия геометрических соотношений в конструкции прибора, которые могут повлиять на его качественную работу. Т. е. юстировка выполняется только тогда, когда в результате поверки будут выявлены недопустимые отклонения в геометрическом положении узлов и деталей прибора.[1]

Приборы для измерения углов

Для измерения углов в ответственных маркшейдерских съемках применяют горные теодолиты. Отечественной промышленностью выпускаются унифицированные теодолиты 2Т-2, 2Т-2П, 2Т-2А, АТ-5К, 2Т-5КП, разработанные на основе единой базовой модели. В подземных условиях используют теодолиты 2Т-5К и 2Т-5КП.[2]
Основными частями теодолита являются подставка, устанавливаемая в горизонтальное положение при помощи установочных винтов 2, корпус 3 с размещенными внутри него устройствами измерений вертикальных и горизонтальных углов, зрительная труба 4 прямого изображения. Теодолит снабжен системой контроля уровня горизонта.
При измерении углов теодолит устанавливают на штативе. Перед измерением угла теодолит необходимо центрировать, т. е. установить так, чтобы его вертикальная ось совпадала с вертикальной линией, проходящей через центр маркшейдерского знака. После этого с помощью установочных винтов теодолит приводят в горизонтальное положение.
Исходным положением является установка теодолита в вершине измеряемого угла. По ходу съемки сзади и спереди теодолита над точками вешают отвесы. Вначале зрительную трубу наводят на задний отвес, затем на передний отвес и берут отсчет. Для большей точности угол измеряют повторно и берут среднее значение. Аналогично определяют вертикальные углы. Отличие состоит в том, что для определения вертикальных углов используется вертикальная шкала отсчетов (вертикальный лимб).
Для менее ответственных съемок, например для съемки линии очистного забоя, расположения печей, просеков, применяют более простые угломерные инструменты: угломер, угломер-тахеометр, подвесную буссоль и подвесной полукруг. В настоящее время для ориентирования сторон подземной маркшейдерской съемки и других работ в шахтах, опасных по газу и пыли, применяют маркшейдерскуюгидробуссоль МВБ-4.[4]

Основными частями теодолита являются горизонтальный и вертикальный круги, зрительная труба, цилиндрический уровень, подъёмные винты, винты β νаνb B' B N P A A' β a b o Q закрепительные (алидад вертикального и горизонтального кругов и лимба горизонтального круга) и наводящие (алидад вертикального и горизонтального кругов и лимба горизонтального круга). В принципиальной схеме теодолита выделяют четыре основных оси: вертикальную ось JJ', ось цилиндрического уровня UU', визирную ось VV' и ось вращения зрительной трубы TT' (рис.1).

Рис.1. Принципиальная схема теодолита.

На схеме условно обозначены: 1. подъёмные винты; 2. трегер; 3. цилиндрический уровень горизонтального круга; 4. лимб горизонтального круга; 5. алидада горизонтального круга; 6. колонка; 7. алидада вертикального круга; 8. лимб вертикального круга; 9. зрительная труба.

В табл.1 приведены данные о величине средней квадратической погрешности измерения горизонтального угла в принятых стандартом классах точности приборов, а также марки отечественных теодолитов, относящихся к указанным классам точности.

Различные модификации теодолитов в приведенных классах точности отражаются в их обозначении дополнительными цифрами впереди основного обозначения и буквами – после основного обозначения. В настоящее время для теодолитов используют следующие буквы: А – теодолит снабжен автоколлимационным окуляром (т.е. им можно работать на отражение направленного к объекту оптической системой прибора светового пучка); К – конструкция с компенсатором угла наклона при вертикальном круге; П – установлена зрительная труба прямого изображения (земная труба); М – теодолит в маркшейдерском исполнении. Например, Т5К, 2Т5К, 3Т2КП, Т30М, 3Т2КА и т.п.[3]

Класс точности прибора	Средняя квадратическая погрешность измерения горизонтального угла, сек	Марки теодолитов
Высокоточные	0,5" – 1,0"	Т05, Т1
Точные	2,0" – 4,0"	Т2, 2Т2, 3Т2КП
Повышенной точности	5,0" – 10,0"	Т5, Т5К, 2Т5КП, 2Т5А
Средней точности	15,0" – 20,0"	Т15, Т15К, Т15М, Т15МКП
Технические	30,0" – 60,0"	Т30, 2Т30П, Т30М