Принцип измерение горизонтальных и вертикальных углов

Для определения плановых координат точек, когда поверх­ность Земли можно принять за плоскость, на местности, кроме измерения горизонтальных проложений, измеряют горизон­тальные углы, а для определения высот - вертикальные углы, от которых переходят к углам наклона или зенитным рас­стояниям.

Горизонтальный угол равен двугранному углу между вер­тикальными плоскостями Q и Р, проходящими через отвесную линию, содержащую вершину угла В и точки А и С местности (рис. 46), мерой этого угла является плоский угол b, располо­женный в горизонтальной плоскости А₀ВС₀, перпендикулярной

плоскостям Р и Q.

Вертикальный угол лежит в вертикальной плоскости. Различают два вида вертикальных углов:

1) угол наклона - угол между горизонтальной плоскостью и направлением линии визирования;

2) зенитное расстояние - угол между отвесной линией и линией визирования.

Углы наклона изменяются от 0 до 90°, бывают положитель­ными (на рис. 46 угол n_с.), если наблюдаемый объект располо­жен выше горизонтальной плоскости, проходящей через верши­ну угла, и отрицательный, если ниже (на рис. 46 угол n_а). Зе­нитное расстояние изменяется от 0 до 180°.

Для измерения горизонтальных углов используют лимб - круг, на котором нанесены деления. Центр b' этого круга (см. рис. 46) совмещают с отвесной линией b'B, проходящей через вершину В угла AВС. Сделав отсчеты с' и а'', равные уг­лам между радиусом b'o нулевого деления и радиусами b'с и b'a', получаем горизонтальный угол b = а'-c' (деления на гори­зонтальном круге увеличиваются по ходу часовой стрелки).

Вертикальные углы измеряют при помощи вертикального круга, центр которого совмещают с горизонтальной осью HH₁, вращения вертикального круга (рис. 47).

1 - стеклянный горизонтальный круг, 2 - стеклянный вертикальный круг;

3 - алидада; 4 - зрительная труба; 5 - колонка; 6 - цилиндрический уровень;

7 - окулярная часть отсчетного мнкроскопа;8 - подъемный винт; 9 - подставка;

10 - головка штатива; 11 - закрепительный винт

Горизонтальный и вертикальный круги являются главными частями теодолита - угломерного прибора, при помощи которо­го измеряют горизонтальные и вертикальные углы. На рис. 48 приведена схема теодолита.

В настоящее время горизонтальный и вертикальный круги (лимбы) изготавливают из стекла, на скошенных краях лимбов нанесены деления от 0 до 360°, интервал между делениями обычно равен 5, 10, 20, 30' или 1° и называется ценой деления лимба. Над лимбом помещают вращающуюся вокруг вертикальной оси верх­нюю часть теодолита, состоящую из алидады 3 и зрительной тру­бы 4 (рис. 48) [9]. При вращении зрительной трубы вокруг горизон­тальной оси НН\, установленной на подставке (колонке) 5, образу­ется вертикальная плоскость, которую называют коллимационной. Оси вращения zz, алидады и лимба, называемые вертикальной осью прибора, должны совпадать. Для фиксирования отсчета по лимбу на алидаде имеется индекс. Для повышения точности от­счета используют специальные отсчетные устройства. Угло­мерные круги закрывают металлическими кожухами.

Вертикальную ось zz₁ теодолита приводят в отвесное поло­жение, а плоскость лимба - в горизонтальное положение по ци­линдрическому уровню 6 с помощью подъемных винтов 8.

Зрительная труба жестко скреплена с лимбом вертикального круга и вращается вокруг горизонтальной оси HH₁, ее поворот на 180° называют переводом трубы через зенит, при этом верти­кальный круг, если смотреть от окуляра, относительно зритель­ной трубы может располагаться справа (круг право П) или слева (круг лево Л).

Вращающиеся части теодолита имеют закрепительные и на­водящие винты, закрепительными винтами фиксируют соответ­ствующую часть в неподвижном положении, а наводящие - плавно вращают при точном наведении перекрестия нитей на визирную цель.

В комплект теодолита входят штатив, буссоль и другие при­надлежности. На штатив (тренога с металлической платформой) устанавливают теодолит, который крепят к платформе треноги с помощью станового винта 11. Центрирование, т.е. установку центра лимба на одной отвесной линии с вершиной измеряемого угла, выполняют с помощью отвеса металлического (нить с за­крепленным на одном ее конце грузом, второй конец нити закре­пляют на вертикальной оси теодолита) или оптического, оптиче­ская ось которого совпадает с вертикальной осью теодолита. Буссоль используют для ориентировки нулевого диаметра лимба по магнитному меридиану.