ВОПРОС. Чем определяются размеры Земли, если Земля принимается за эллипсоид вращения?

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Московский государственный открытый университет

Имени B.C. Черномырдина

Кафедра маркшейдерского дела и геодезии

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ ПО ГЕОДЕЗИИ

(в вопросах и ответах)

Москва-МГОУ- 2012

Смирнов Л.А.

Васильев А.А.

Учебное пособие по геодезии (в вопросах и ответах),

– М., МГОУ. 2012.

В пособии изложены общие сведения о предмете, описаны измерения углов и расстояний, теодолиты и теодолитные работы, нивелиры и нивелирные работы, обработка геодезических измерений и оценка точности результатов, способы создания планового и высотного опорного и съемочного обоснования, основные виды топографических съемок

Учебное пособие написано в соответствии с утвержденной программой курса «Геодезия» для студентов горных и геологических специальностей горно-нефтяного факультета и рекомендовано кафедрой «Маркшейдерское дело и геодезия МГОУ к изданию.

Рецензент:

Профессор Московского государственного университета

геодезии и картографии (МИИГиК), к.т.н. В.Ф.Кроличенко

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ………………………………....................................... 4

РАЗДЕЛ 1. Предварительные и общие сведения по геодезии 6

Глава 1.Предмет геодезии. Форма и размеры Земли ............ 6

1.1. Предмет геодезии и ее значение . . . . ............................ ... 6

1.2. Форма и размеры Земли.............................................. . ….. 7

1.3. Определение положения точек на земной поверхности 9

1.4. Абсолютные, условные и относительные высоты …… 15

1.5. Влияние кривизны Земли на измерение горизонта-

льных и вертикальных расстояний.................................. 16

Глава 2.Ориентирование . . ................................................ . . ....... 18

2.1. Ориентирование линий на местности ......... ................. 18

2.2. Азимуты, дирекционные углы» румбы ......... ............... 19

2.3. Связь между азимутами и дирекционными углами..... 20

Глава 3. План и карта.................................................................... ... 23

3.1. Понятие о плане, карте и профиле................................. ... 23

3.2. Масштабы........................................................................... ... 24

3.3. Номенклатура карт и планов . ...................................... ... 25

3.4. Условные знаки планов и карт .-............................ .......... 29

3.5. Рельеф местности и его изображение на планах и картах 3.6. Определение по горизонталям отметок точек, уклонов

линий, направления скатов ............................................ 31

Глава 4. Элементы теории ошибок измерений ............................ 35

4.1. Свойства случайных ошибок . ............................. ….. . . . 35

4.2. Арифметическая средина ....... ..................................... .. . .. 36

4.3. Средняя квадратическая ошибка отдельного измерения,

предельная ошибка……………...............…….. .............. 37

4.4. Средняя квадратическая ошибка функции измеренных

величин . ............................................................................. . . 38

4.5. Средняя квадратическая ошибка арифметической середины.

4.6. Выражение средней квадратической ошибки через

вероятнейшие ошибки..................................................... 41

4.7. Понятие о весе измерения и весовой средней ..……… 42

РАЗДЕЛ 2. Угловые и линейные измерения ......................... 44

Глава 5. Угловые измерения ……………………………….......... 44

5.1. Принцип измерения горизонтального угла . . ………... 44

5.2. Теодолит, его устройство . ............................................... .... 45

5.3. Поверки теодолита................................................................ .. 53

5.4. Приведение теодолита в рабочее положение ..... …… 59

5.5. Измерение горизонтальных углов теодолитом ............... . 61

5.6. Измерение вертикальных углов ........... ……………….. 66

Глава 6.Линейные измерения...................................................... … 67

6.1. Обозначение точек и вешение линий на местности …... 67

6.2. Приборы для измерения линий .................. ...................... . 71

6.3. Измерение линий стальной лентой . . . . . . . . . ………... 72

6.4. Измерение линий дальномером ..... .................................... . 75

РАЗДЕЛ 3. Опорные сети. Плановое и высотное обоснование

съемок.................................................................... 78

Глава 7. Государственные геодезические сети ..…………….. 78

7.1. Назначение и виды государственных геодезических сетей

7.2. Методы развития и сгущения государственных геодези­-

ческих сетей ..................................................................... 80

7.3. Высотные государственные геодезические сети и методы

их развития ...... ....................................................... .... …... 83

Глава 8. Плановое съемочное обоснование .... …................... 85
8.1. Виды планового оценочного обоснования ………… 85

8.2. Полевые работы при прокладке теодолитных ходов... 85
8.3. Камеральная обработка теодолитных ходов………… 92

Глава 9.Высотное съемочное обоснование .....………........ 106

9.1. Привязка высотного съемочного обоснования ........... 106

9.2. Виды нивелирования ....................... ......... …………….. 106

9.3. Устройство нивелира и реек, поверки ....... …………. 108

9.4. Геометрическое нивелирование ............................. ……. 115

9.5. Инженерно-техническое нивелирование ........................ . 120

9.6. Высотно-съемочное обоснование.................................. 135

9.7. Нивелирование площадок .................................................. 138

9.8. Поправка за кривизну Земли и рефракцию ...... ……… 140

9.9. Тригонометрическое нивелирование ………………… 142

РАЗДЕЛ 4. Плановая и топографическая съемки.............. 144

Глава 10.Съемка местности и ее виды…………………… 144

10.1. Съемка местности....................................................... … 144

10.2. Способы съемки подробностей (ситуации и рельефа)

местности……............................................…............... 145

Глава 11. Теодолитная съемка ...........……………………....... 147

11.1. Общие сведения ………………………………. . 147

11.2. Полевые работы............................................................... .. 148

11.3 Камеральные работы (построение плана)...................... 150

11.4. Построение ситуации на плане ...... …………………. 154

Глава 12.Тахеометрическая съемка ... . . . . ………………... 155

12.1. Общие сведения .......................................................... . …. 155

12.2. Высотное обоснование тахеометрической съемки .… 155

12.3. Полевые работы (съемка подробностей) ...... …….. 157

12.4. Камеральные работы....................................................... ... 161

12.5. Построение профиля...................................................... ... 164

Литература……............................................…............... ..... 167

ВВЕД Е Н И Е

Для ускоренного развития народного хозяйства одной из первоочередных задач остается развитие науки и техники. Выполнение этих задач требует постоянного внимания к повышению качества подготов­ке научных и инженерных кадров. Оснащение вузов современным оборудо­ванием, техническими средствами обучения и расширение учебно-материа­льной базы кафедр, является прочным фундаментом для дальнейшего со­вершенствования содержания и методики обучении в высшей школе.

За последнее время, кафедрами инженерной геодезии ВУЗов, про­делана значительная работа в поисках наиболее эффективных форм и ме­тодов организации учебного процесса, внедрении технических средств в учебный процесс.

Повышение эффективности в обучении, стремление к научному обоснованию более совершенных форм организации обучения и использование в учебном процессе различных технических средств, составляет сущность так называемого программированного обучения.

Программированное обучение оказывает важное воздействие на объем, глубину и сознательность усвоения знаний студентами, особенно заочных отделений, так как изучение учебного материала по времени совмещается о активным действием по его осмысливанию и усвоению. В программированом обучении, активная познавательная деятельность сту­дентов становится основной формой приобретения знаний, умений и навы­ков.

Исключительно важную роль, в программированном обучении играет самоконтроль знаний, способствующий выработке сознательного и крити­ческого отношения к собственным успехам.

Это особенно важно для заоч­ного ВУЗа где преподаватель не может в сильной степени влиять на ор­ганизацию учебной деятельности студента, целенаправленно управлять ею.

Настоящее программированное учебное пособие предназначено для самостоятельной работы студентов заочников по изучению курса «Геодезия». Программированное пособие построено так, что изучение каждой последующей темы базируется на предыдущей. Следует обеспечить такое изучение учебного материала, при котором можно перейти к следую­щему разделу только полностью усвоив предыдущий.

Если студент при решении какого-либо вопроса почувствовал зат­руднение, то следует проработать материал предыдущей темы.

В настоящем пособии, после вопросов самоконтроля имеются отве­ты на поставленные вопросы.

Однако этими ответами следует пользоваться после того, как сту­дент путем обдумывания новых сведений и сопоставления их с ранее ус­военными, получил свой ответ.

После окончания работы над пособием и выполнением самоконтроля по его темам, следует обратиться к рабочей программе и рекомендован­ной литературе и получить ответы на вопросы, которые еще остались не явными.

От студента требуется не только самостоятельное и вдумчивое изучение настоящего пособия, но и участие во всех остальных элементах учебного процесса.

Изучение курса геодезии в МГОУ производится в следующем порядке:

1. Ознакомление с программой курса и методическими указаниями.

2. Изучение теоретической части курса путем самостоятельной про­-
работки учебного материала по рекомендуемым учебникам

учебным посо­биям.

3. Выполнение контрольных работ.

4. Прохождение лабораторно-практических занятий.

5. Сдачи зачета и/или экзамена.

Кроме того, рекомендуется пользоваться консультациями и слушать обзорные лекции преподавателей на учебно-консультационном пункте.

Раздел I

.

ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЕ И ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

ПО ГЕОДЕЗИИ.

Глава 1. Предмет геодезии. Форма и размеры Земли.

1.1. Предмет геодезии и ее значение

1.1.1. Геодезия в широкомсмысле слова - это наука, занимающаяся измерениямина местности с целью определения форм и размеров Земли и изображения земной поверхности в виде планов и карт. Задача определения форм и размеров Земли составляет предмет Высшей геодезии.

Вопросы изображения небольших частей земной поверхности в виде планов, составляет предмет геодезииили инженерной геодезии. Изображение значительных территорий земной поверхности в виде карт, относится к картографии.

Геодезия имеет большое значение в различных отраслях народного хозяйства.Всякое строительство - промышленное, гидротехническое, транспортное и т.д. -начинается с геодезии. Преждечем развернуть строительство исполняюттак называемое геодезические изыскания,т.е.составляют план участка со всеми его неровностями, и на этом плане выполняют проектирование сооружения.

Геодезические работы требуют производства на местности измере­ний линий и углов, определения превышений одной точки поверхности над другой. По данным этих измерений и составляют в последующем планместности для проектировании сооружения. Таким образом, геодезические работы разделяются на полевые и камеральные. Главное содержание полевых работ составляет процесс измерений, камеральных - вычислительный и графический процессы.

ВОПРОС. Что составляет предметинженерной геодезии?

1. Определение форм и размеров Земли (п. 1.1.1)

2. Изучение способовсъемки и изображения небольших участков земной поверхности в виде планов (п.1.1.3).

3. Изображение значительных территорий земной поверхности в виде карт (п. 1.1.4).

Ответ 1.1.2. Нет. Мы уже говорили, что вопросами определения формы ираз­меров Земли, занимается Высшая геодезия. Вернитесь к п.1.1.1 и вы­берите правильный ответ.

Ответ 1.1.3. Да. Инженерная геодезия занимается изучением способовсъемкинебольших участков местности и изображением их на бумаге в виде планов.

Переходите к изучению п. 1.2.

Ответ 1.1.4. Нет. Эта область относиться к картографии. Вернитесь к п.1.1.1 и выберите правильный ответ.

1.2. Форма и размеры 3емли

1.2.1. Физическая поверхность Землиимеет возвышения и углубления; низменные места обычно заполненные водами морей и океанов. Водная частьземной поверхности составляет 71%, суша - 29%. Поэтому за форму Землиестественно принять форму поверхности водыморей и океанов в спокойном состоянии, мысленно продолженную подматериком.

Такая поверхность будет уровенной,она является замкнутой и геометрическое тело, образованное уровенной поверхностью, называют Геоидом.

Фигура Геоида в геометрическом отношении является сложной и это не позволяет принятьее для математической обработки результатов измерений на земной поверхности. Поэтому приходиться брать простую с математической точки зрения фигуру, на поверхности которой указанная обработка не была бы сложной и чтобы эта поверхность возможно меньше отличалась от поверхности Геоида.

Поверхность, удовлетворяющей указанным требованиям, является по­верхность эллипсоида вращения с малым сжатием полученная от вращения эллипса с полуосями «а» и «в», вокруг малой оси (Рис.1.1). Размеры зем­ного эллипсоида определяются длинами его полуоси «а» и «в», и сжатием a.

С 1946 г. для геодезических и картографических работ в нашей стране приняты размеры земного эллипсоида Красовского с параметрами:

а = 6 378 245 м, в = 6 356 868 м, a= 1:298,2

Ввиду малого сжатия за общую форму Земли в инженерной геодезии принимают приближенно шар радиусом 6 871 км.

Рис.1.1.Земной эллипсоид вращения

ВОПРОС. Что называется уровенной поверхностью?

1. Поверхность воды морей и океанов в спокойном состоянии мысленно продолженную под материками (п.I.2.2).

2. Поверхность Геоида (п. 1.2.3).

Ответ 1.2.2 и 1.2.3. Оба ответа верны. Отметим, что уровенная поверхность обладает тем свойством, что отвесная линия является нормалью к ней в любой точке.

Переходите к следующему вопросу.

ВОПРОС. Что принимают за общую фигуру Земли в инженерной

геодезии?

1. Геоид (п. I.2.4).

2. Эллипсоид вращения (п. 1.2.5).

3. Шар (п. 1.2.6).

Ответ 1.2.4. Форма Земли есть Геоид, но мы вынуждены ввиду сложности этой поверхности заменять ее более простой. Вернитесь к п. 1.2.1 и выберите правильный ответ.

Ответ 1.2.5. Только в высшей геодезии и картографии за общую форму Земли принимают эллипсоид вращения. В инженерной геодезии за общую форму Земли приникают еще более простую поверхность. Вернитесь к п.1.2.1 и выберите правильный ответ.

Ответ 1.2.6. Правильно. В инженерной геодезии занимающейся изучением способов съемки и изображением небольших участков земной поверхности в виде плана, за общую форму Земли можно принять шар.

Переходи­те к следующему вопросу.

Переходите к изучению 3.2.

3.2 Масштабы.

3.2.1 Изображение участков земной поверхности на плане или карте выполняется с уменьшением. Отношение длин линий на плане или карте к горизонтальным проекциям этих линий на местности называется масштабом.

Масштабы бывают численные, линейные и поперечные. Численным масштабом называют дробь, у которой числитель равен единице, а зна­менатель - некоторому числу указывающему степень уменьшения изобра­жаемой местности.

В нашей стране приняты масштабы: для планов от 1:200 до 1:5000, для карт от 1:10000 и мельче.

Линейный масштаб представляет собой графическое выражение чис­ленного масштаба. При построении линейного масштаба на прямой откладывают несколько раз какой-нибудь отрезок, обычно 1 или 2 см. Откла­дываемый отрезок называют основанием масштаба. Крайний левый отрезок обычно делят на 10 равных частей и одна такая часть определяет точ­ность линейных измерений на плане (рис.1.10а).

Чтобы уверенно брать по масштабу более мелкие деления, отроят поперечный масштаб. В этом случае основание всегда берут 2 см и край­ний левый отрезок специальным построением делят на 100 частей (рис. 1.10б).

Рис. 1.10. Графические масштабы:

а — линейный; б — поперечный

Принято считать 0,1 мм наименьшим расстоянием, различаемым гла­зом. Расстояние на местности, соответствующее на данном масштабе 0,1 мм на плане, называют точностью масштаба.

ВОПРОС. Что называют масштабом плана?

1. Масштабом называется отношение длины отрезка на плане к горизонтальной проекции соответствующего отрезка на местности (п.3.2.2)

2. Масштабом называется степень уменьшения горизонтальных
проекций длин линий местности при нанесении их на план (п.3.2.3)

Ответ 3.2.2., 3.2.3. Оба ответа правильны.

Рис. 2.9. Устройство цилиндрического уровня

При изготовлении уровня ампулу заполняют теплым эфиром или спиртом и запаивают. После охлаждения жидкость уменьшается в объеме, в ре­зультате чего образуется пузырек. На внешней стороне ампулы нано­сятся деления через 2 мм. Средний штрих шкалы называется нульпунктом 1. Касательная к внутренней поверхности ампулы в нульпункте есть ось цилиндрического уровня. Пузырек при наклоне ампулы стремиться занять наивысшее положение. Если он занимает центральное положение в нульпункте, то говорят, что пузырек приведен на середину, в этом случае ось уровня занимает горизонтальное положение. Если через t обозначить угловую величину, стягивающего дугу одного деления ампулы, то величину этого угла называют ценой деления уровня. Цена деления уровня зависит от радиуса кривизны ампулы. Она колеблется от 5 до 1² в уровнях различных приборов. Ампулы уровней некоторых геодезических инструментов (нивелиров и др.) имеют камеры, позволяющие регулировать длину пузырька.

Если требуется привести в горизонтальное положение инструмент с небольшой точностью, то применяют круглый уровень. Он состоит из круглой коробки 1, наполненной серным эфиром, гермети­чески закрытой сверху стеклянной крышкой, внутренняя поверхность которой отшлифована на шаровой поверхности 2. На верхней части крышки имеются концентрические окружности, центр которых представ­ляет нульпункт. Когда пузырек уровня находится в нульпункте, то ось уровня (нормаль V₁V₂), проходящая через нульпункт, вертика­льна. Цена деления круглых уровней колеблется в пределах 5 - 7¢.

5.2.16. Для измерения углов наклона (вертикальных углов) теодолит имеет вертикальный круг, который укреплен на горизонтальной оси вращения трубы (рис. 2.2, 2.3). Лимб вертикального круга жестко скреп­лен с осью вращения трубы и вращается вместе с ней относительно не­подвижной алидады, имеющей два верньера и уровень. Уровень и алидада могут устанавливаться в определенном положении относительно горизонта с помощью наводящего винта алидады вер­тикального круга (рис. 2.4). У теодолита ТЗ0 уровень у алидады вертикального круга отсутствует; вместо верньеров изображение части вертикального круга передается в шкаловой микроскоп 6 (рис. 2.3).

При установке трубы и оси уровня на алидаде вертикального круга в горизонтальное положение отсчет по вертикальному кругу на­зывается местом нуля - МО. В не выверенном инструменте МО может быть не равным нулю; в таком случае, оно должно учитываться при вычисле­нии углов наклона.

Так как в инструменте нет специальных приспособлений для при­
ведения визирной оси в горизонтальное положение, то МО нельзя

отсчитывать непосредственно по вертикальному кругу, но его можно определить из двухкратных измерений (при круге справа от зрительной трубы – КП и круге слева - КЛ) одного и того же вертикального угла по формуле

МО = (КП + КЛ) / 2

Если МО не равно нулю, то при КП угол наклона будет равен n = КП – МО, а при КЛ n = МО - КЛ - 180°.

Откуда угол наклона n = ( КП - КЛ - 180°) / 2.

В оптическом теодолите ТЗО МО = (КП + КЛ + 180) / 2, a угол накло­на вычисляются по формулам:

n = КЛ - МО ; n = МО - КП - 180°

ВОПРОС. Что называется МО?

I. Отсчет по вертикальному кругу, когда пузырек уровня выведен на середину, а нуль алидады совмещен с нулем лимба (п. 5.2.17.)

2. Отсчет по вертикальному кругу, когда визирная ось трубы за­нимает горизонтальное положение (п. 5.3.18.)

3. Отсчет по вертикальному кругу, когда пузырек уровня верти­кального круга выведен на середину, а визирная ось зрительной тру­бы занимает горизонтальное положение (п. 5.2.19.)

Ответ 5.2.17. Согласно п.5.2.16 при совмещении нулей алидады и лимба вертикального круга визирная ось трубы только в частном случае будет занимать горизонтальное положение (когда М0 = 0). Поэтому вернитесь к п.5.2.16 и обратите внимание на положение осей уровня и визирной оси трубы, после чего выберите другойответ.
Ответ 5.2.18. МО связывает положение двух осей уровня и трубы. Уясните себе это по п.5.2.16 и снова выберите другой ответ.
Ответ 5.2.19. Правильно, при горизонтальном положении визирной оси трубы и оси уровня отсчет по алидаде даст МО.

Переходите к изучению п.5.3.

5.3. Поверки теодолита.

5.3.1. Поверками инструмента устанавливается геометрическое соответствие от­дельных частей прибора всей конструкции в целом. Действия, связан­ные с выявлением этих условий называются поверками, а их исправления - юстировкой. Поверки производятся по мере необходимос­ти, когда в процессе работы получаются отклонения, связанные с разъюстировкой прибора. Поверки выполняются в определенной после­довательности.

5.3.2. 1-я поверка: Ось цилиндрического уровня на горизон-тальном круге должна быть перпендикулярна оси вращения алидады. Эта поверка вытекает из условия проектирования пространственного угла местнос­ти на горизонтальную плоскость. Плоскость лимба и алидады устанав­ливается горизонтально при помощи цилиндрического уровня, установленного на горизонтальном круге.

Поверка производится следующим образом. Устанавливают уровень по направлению двух подъемных винтов и вращением их в разные сторо­ны выводят пузырек на середину. Затем поворачивают алидаду вместе с уровнем на 180°. Если пузырек уровня остался на середине, то требования перпендикулярности выпол­нено. В случае отклонения пузырька от середины, вращением исправи­тельного винта уровня передвигают пузырек в сторону нульпункта на половину дуги отклонения (рис.2.10).

BОПPОC. Внимательно посмотрите на рис.2.10 и постарайтесь объяснить почему исправительным винтом уровня выводят пузырек к середине только на половину дуги отклонения? Свои выводы сверьте с ответом, ко­торый приведен ниже (п. 5.3.3.)

5.3.3. Посмотрите на рисунок. Неправильное положение оси уровня VV¢ отличается от перпендикулярного положения V₁ V₁¢

на угол a.

При повороте на 180° ось уровня займет положение V₂ V₂¢ и от пер­пендикулярного положения (что требуется по условию) будет отличать­ся на тот же угол a. Таким образом, первое положение оси уровня VV¢ отличается от второго V₂ V₂¢ на угол 2a, что и фиксируется отклонением пузырька от середины. Для того, чтобы ось уровня стала перпендикулярной оси вращения алидады, необходимо переместить саму ось уровня из положения V₂ V₂¢ в положение VV¢ , т.е. сместить ее на половину дуги отклонения. Смещение осей прибора относительно друг друга производится специальными юстировочными винтами. В дан­ном случае, воспользуемся юстировочными винтами уровня, которые на­ходятся на одном из его концов и имеют вид головки с четырьмя от­верстиями для юстировочной шпильки.

Рис. 2.10. Поверка цилиндрического уровня

5.3.4. 2-я поверка: Визирная ось трубы должна быть перпен-дикуляр­на оси вращения трубы.

Чтобы проверить условие перпендикулярности визирной оси и оси вращения трубы необходимо навести крест нитей на удаленную, расположенную на горизонте инструмента, точку и взять отсчет по
лимбу горизонтального кругa. Затем перевести трубу через зенит, открепить закрепительный винт алидады и навести крест сетки нитей на эту же удаленную точку и снова взять отсчет по лимбу горизонтального круга. Если второй отсчет отличается от первого на 180°, то требование перпендикулярности выполнено. В случае, если второй отсчет отличается от первого на величину не равную 180°, вычисляем средний отсчет из минут и наводящим винтом алидады ставим вычисленный отсчет по верньеру алидады. Затем крест нитей наводим на точку местности исправительными винтами сетки нитей.

Рис.2.11. Определение коллимационной погрешности

5.3.5. Посмотрите на рис.2.11. При перпендикулярности визирной оси вращения трубы при наведении перекрестия сетки нитей на точку местности при "круге право" КП и "круге лево" КЛ по горизонтальному кругу получим отсчеты М и M+I80°. Если визирная ось не перпендикулярна оси вращения трубы, то она принимает положение МО, отличающееся от положения МО на угол МОМ = с, называемый колли­мационной ошибкой. Она измеряется дугой лимба X. Если в теодолите имеется коллимационная ошибка, то при наведении на точку местности при КП, нулевой штрих верньера сместиться вправо от М на угол с и даст по лимбу неверный отсчет М₁, отличающийся от М на величину X, т.е. M = М + X, а при наведении на точку местности при КЛ получим от­счет М+180 = М₂-Х. Из этих равенств можно определить коллимационную ошибку

X = (М₂- (М₁ ± 180)) / 2.

Таким образом, среднее арифметическое из отсчетов при двух положениях трубы свободно от коллимационной ошибки. Обратите на это внимание, т.к. этот вывод находит применение при разработке методики измерения горизонтальных углов. Коллимационная ошибка не должна превышать двойной точности верньера алидады.

ВОПРОС. Определите по отсчетам, приведенным в таблице наличие коллимационной ошибки у теодолита и если такая имеется, вычислите ее величину.

Варианты		КП			• • • •	КЛ КЛ
		°I4			• •	132°06

По Вашему вычислению выберите правильный ответ:

1. Коллимационной ошибки нет: с = 0 (п. 5.3.8)

2. с = 0°04 (п.5.3.9).

3. с = 312°10 (п. 5.3.10)

4. с = 0°10 (п. 5.3.11).

Сверьте свои ответы с помещенными ниже.

Ответ 5.3.8. Если бы коллимационная ошибка равнялась бы нулю, то отсчеты по двум верньерам отличались бы ровно на 180°.

Еще раз внимательно прочтите п.5.3.5. и снова выберите правильный ответ,

Ответ 5.3.9. Разность в минутных отсчетах (средних отсчетов по верньерам), разделенная пополам даст коллимационную ошибку. Вы вычислили "с" верно. Переходите к п.5.3.12.

5.3.10. Это средний отсчет, на который нужно сместить алидаду, а не коллимационная ошибка. Посмотрите еще раз п.5.3.5, где дается разъяснение. Коллимационная ошибка - это угол между перпендикуляром к оси вращения трубы и визирной осью (рис.2.11). Он не может быть равным 312°10', а составляет лишь несколько минут. После того как Вы еще раз посмотрите п. 5.3.5, снова решите задачу и найдите правильный ответ.

5.3.11. Это средний отсчет из минут, на который нужно сместить алидаду, а не сама коллимационная ошибка. Вернитесь к п.5.3.5. Найдите свою ошибку и снова решите задачу.

5.3.12. 3-я поверка: Ось вращения трубы должна быть перпендику­лярна оси вращения инструмента. На расстоянии 10-20 м от высокого объекта устанавливают теодолит, наводят крест нитей на выбранную высоко над горизонтом точку и проектируют ее вниз. Затем переводят трубу через зенит и снова наведя крест нитей на ту же точку, проектируют ее вниз. Если проекции точек совпадут, то требование перпендикуляр­ности оси вращения трубы к оси вращения инструмента выполнено. Если точки не совместились, то соединяют их прямой линией, вы­бирают на ней среднюю точку и исправительными винтами подставки зрительной трубы, перемещают крест нитей в среднюю точку. У боль­шинства теодолитов, используемых при строительстве инженерных объектов, это условие гарантируется заводом, поэтому исправительные винты подставки отсутствуют.

5.3.13. 4-я поверка:Одна из нитей сетки должна быть горизонталь­на,другая вертикальна. Наводят центр сетки нитей на какую-нибудь точку и медленно поворачивают алидаду горизонтального кpyга вокруг ее оси вращения, наблю­дая за положением точки. Если изображения точки не будет сходить с горизонтальной линии, то условие выполнено. В противном случае ис­правительными винтами сетки нитей поворачивают ее до такого положения, при котором бы изображение точки не сходило бы с горизонтальной нити при вращении алидады вокруг ее оси вращения.

ВОПРОС. Как вы думаете, отличаются ли поверки оптического теодоли­та от поверок верньерного теодолита?

I) Отличаются (п. 5.3.14.)

2) Не отличаются (п. 5.3.15.)

Ответ 5.3.I4. Неверно. Принцип измерения горизонтального и вертикального углов предъявляют к конструкции теодолитов определенные геометрические условия взаимного расположения осей. Поверками устанавливается соблюдение этих условий в теодолитах любой конструкции (верньерных или оптических). Принципиальная схема этих приборов одинакова, сле­довательно, и поверки их также должны быть одинаковыми.

Ответ 5.3.15. Да, действительно поверки оптических теодолитов не отли­чаются от поверок верньерных теодолитов, поскольку к ним преьявляются одинаковые требования взаимного расположения осей.

Переходите к п.5.3.16.

5.3.16. Поверка вертикального круга теодолита: Место нуля вертикального круга должно быть равно нулю. Наводят крест нитей на удаленную точку и приведя пузырек уровня вертикального круга на середину, делают отсчет по лимбу вертикального круга при КП (круг право). Приведя пузырек уровня на середину, делают отсчет по лимбу вертикального кругами при KП. МО вычисляют по формуле:

МО = (КП + КЛ + 360°) / 2,

(360° прибавляем в том случае, когда отсчеты берутся по окулярно­му верньеру при КП и KЛ). Если в результате вычислений МО равно двойной точности верньера алидады теодолита, то считаем его равным ну­лю. Во всех остальных случаях необходимо его исправление. Исправ­ление производится в следующем порядке при КП (круг право):

1. Проверяют нахождение пузырька уровня вертикального круга на середине, в случае, если пузырек отклонился, наводящим винтом алидады вертикального круга выводят его на середину.

2. Наводящим винтом трубы (лимба) устанавливают против нуля алидады значение МО.

3. Совмещают нули лимба и алидады, пользуясь наводящим винтом алидады.

4. Исправительными винтами уровня пузырек выводят на середину.

5.3.17. У оптических теодолитов (T30) значение МО также определяется визированием на одну и ту же точку при двух положениях круга, но вычисляется по формуле

МО = (КЛ + КП + 180°) / 2,

при этом к отсчету, меньшему 90°, надо прибавить 360°.

При исправлении МО необходимо установить по вертикаль-ному кругу отсчет, равный КЛ-М0, затем юстировочными винтами сетки ни­тей установить перекрестие сетки нитей вновь на точку.

ВОПРОС. Определите МО и решите в каких случаях необходимо его исправление, если даны три пары отсчетов по вертикальному кругу при наведении на предмет при двух положениях зрительной трубы КП и КЛ? Исключите из приведенных ответов неправильные.

Отсчеты по вертикальному кругу теодолита:

I. КП = 3°17' КЛ = 356°41'

2. КП = 1°41' КЛ = 358°36'

3. КП = 355°08' КЛ = 4°52'

Ответы:

I. a) I79°59' б) 0°59' в) 359°59' (п. 5.3.18.)

2. a) 0°08' 6) 0°01' в) l°40' (n. 5.3.19.)

3. a) 4°36' 6) I80°00' в) 0°00' (п. 5.3.20.)

Ответы 5.3.18 МО = КП + КЛ + 360

5.3.19 - Решение: 2

5.3.20

Подставьте в формулу значения отсчетов и сравните полученный ответ.

5.4. Приведениe теодолита в рабочее положение

5.4.1. Перед измерением углов теодолит должен быть приведен в
рабочее положение. Это значит:

1. Теодолит должен быть установлен в вершине измеряемого угла (центрирован над точкой);

2. Ось вращения инструмента должна быть установлена в вертикальное положение или плоскость лимба и алидады приведена в горизонтальное положение;
3. Труба установлена для наблюдений.

5.4.2. Центрирование теодолита производят с помощью отвеса в два этапа. Сначала штатив устанавливают так, чтобы отверстие станового винта находилось над точкой стояния. Затем, открепив ста-новой винт теодолита, передвигают на головке штатива теодолит до тех пор, по­ка острие отвеса не будет находиться над вершиной угла. Ошибка центрирования инструмента не должна превышать 5 мм.

С большей точностью центрируют теодолит с помощью оптическо­го отвеса.

5.4.3. Нивелирование инструмента (приведение его оси отвесное положение) выполняются при помощи цилиндрического уровня, установленного на горизонтальном круге теодолита. Устанавливают уровень по направлению двух подъемных винтов и вращением их в разные сторо­ны выводят пузырек на середину. Затем уровень поворачивают по нап­равлению третьего подъемного винта и снова пузырек выводят на сере­дину. Так повторяют несколько раз до тех пор, пока при вращении теодолита вокруг вертикальной оси пузырек не будет находиться на середине.

ВОПРОС Что нужно сделать, если при нивелировании теодолита пузырек уровня не устанавливается в середине? Выберите правильный ответ. .

1. Провести нивелирование прибора еще раз (п. 5.4.4.)

2. Сделать поверку перпендикулярности оси цилиндрического уровня

оси вращения инструмента (п. 5.4.5.)

3. Повернуть теодолит вокруг своей оси на 180° и вывести пу­зырек уровня на середину (п. 5.4.6).

Ответ 5.4.4. Ответ неверен. Если пу­зырек на середину не приводится, повторным нивелированием ничего не добиться. Прочитайте еще раз 5.3.2 и 5.4.3, определите разницу между этими двумя положениями и выберите правильный ответ.

Ответ 5.4.5. Да, действительно не стабильное положение пузырька уровня на середине во время вращения прибора вокруг своей вертикальной оси свидетельствует о нарушении геометрического соответствия осей цилиндрического уровня и оси вращения прибора. Следовательно, нужно определить неперпендикулярность их и исправить. Это достигается в
результате первой поверки. Переходите к п.5.4.7.

Ответ 5.4.6. Неправильно. Поворотом теодолита вокруг своей оси на 180° Вы удостоверились, что ось цилиндрического уровня перпендикулярна или неперпендикулярна оси вращения прибора. Но, затем необходимо сделать исправления в случае неперпен-дикулярности осей цилиндрического уровня и прибора. Для этого нужно продолжить работу согласно - п. 5.3.2.
Переходите к п. 5.4.7.

5.4.7. Установка трубы для наблюдений производится для получения четкого изображения сетки нитей и наблюдаемого предмета и называет­ся фокусировкой трубы. Для получения четкого изоб­ражения сетки нитей труба наводится на светлый фон (например, на небо) и вращением окулярного кольца устанавливается резкое изображение сетки. Затем трубу наводят на предмет и получают резкое изображение предмета вращением фоку­сирующего кольца трубы.

5.5. Измерение горизонтальных углов теодолитом.

5.5.1. Измерение горизонтального угла производят в следующем поря