Проверка перпендикулярности горизонтальной и вертикальной осей
Ось вращения зрительной трубы должна быть перпендикулярна к оси вращения теодолита (условие равенства подставок теодолита) (см. рис.5).
Для выполнения проверки трубу наводят на четко видимую точку, расположенную под углом не менее 15° к горизонту. Берут отсчеты по горизонтальному (ЛГ и ПГ) и вертикальному (ЛВ и ПВ) кругам теодолита при положении Л и П. Определяют угол неперпендикулярности оси вращения зрительной трубы к оси вращения теодолита β по формуле
где ν = (ЛВ - ПВ) / 2 - угол наклона линии визирования. Значение угла β не должно превышать 5'. При невыполнении условия поверки юстировку теодолита проводят в мастерской.
Угол β определяют дважды. Полученные два значения могут различаться, но не более чем на величину двойной точности прибора. За окончательный угол β принимают средний из двух.
Угловые измерения
Перед началом наблюдений следует проверить взаимодействие подвижных частей теодолита. Рекомендуется сделать несколько поворотов алидады, следя за положением пузырька уровня, и, в случае необходимости, произвести юстировку уровня.
Для компенсации погрешностей рекомендуется все операции в полуприеме выполнять однообразно, алидаду вращать в полуприеме только в одном направлении, в разных же полуприемах алидаду необходимо вращать в противоположном направлении. Отсчеты рекомендуется производить без остановок и задержек, так как задержки иногда приводят к плохим результатам. Не следует излишне затягивать зажимные винты алидады и трубы, а окончательное наведение трубы осуществлять однообразным вращением, лучше ввинчиванием. Всегда необходимо пользоваться средней частью винтовой нарезки всех наводящих устройств. Надо следить за тем, чтобы алидада вращалась без рывков и заметных усилий, избегать возвратных движений алидады. После наведения на предмет не прилагать к трубе, подставкам трубы и алидаде каких-либо усилий, которые могут вызвать смещение частей теодолита.
При измерении горизонтальный угол определяется как разность отсчетов по горизонтальному кругу
где З - отсчёт по горизонтальному кругу при наблюдении задней точки, П - отсчет при наблюдении передней точки.
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 случае, если 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 заднему отсчету необходимо добавить 360° .
При измерении горизонтального угла теодолит ставится над вершиной измеряемого угла: центрируется и горизонтируется. Центрирование и горизонтирование взаимно зависимы, поэтому после горизонтирования необходимо проверить центрирование и, если нужно, произвести исправление, а затем проверить горизонтирование.
Наиболее распространены в инженерной практике следующие способы измерения горизонтальных и одновременно вертикальных углов: приемов, круговых приемов, повторений. Измерение вертикальных углов значительно проще, чем измерение горизонтальных углов. Во-первых, горизонтальный угол есть разность измерений двух направлений, вертикальный же угол определяется одним направлением относительно некоторой фиксированной линии или плоскости, чаще горизонтальной; во-вторых, горизонтальный угол измеряется на различных участках круга, а вертикальный круг чаще всего перестановок не имеет; в-третьих, число приемов при измерении вертикальных углов значительно меньше, чем при измерении горизонтальных углов.
Наиболее часто при измерении горизонтальных углов применяются способ приемов и способ повторений. Когда из вершины выходит более двух направлений, применяется способ круговых приемов.
В способе приемов горизонтальный угол измеряется двумя самостоятельными полуприемами - при "круге лево" (Л) и при "круге право" (П). Наводят центр сетки нитей зрительной трубы при Л на заднюю точку и берут отсчет по горизонтальному кругу, затем, открепив алидаду горизонтального круга, центр сетки нитей трубы наводят на переднюю точку и тоже берут отсчет по горизонтальному кругу. На этом первый полуприем закончен. Величина угла в полуприеме определяется как разность отсчетов по горизонтальному кругу - заднего и переднего. Необходимо помнить, что отрицательных горизонтальных углов не бывает и, в случае отрицательного значения разности следует добавить полную окружность, т.е. 360° .
При выполнении второго полуприема необходимо "сбить лимб". Закрепительный винт подставки теодолита (лимб) открепляется, лимб поворачивается вокруг оси на 90° , при закрепленной алидаде горизонтального круга. Затем труба переводится через зенит (поворачивается вокруг горизонтальной оси на пол-оборота) и при П наводится на переднюю точку (лимб закреплен, а алидада открепляется и теодолит поворачивается вокруг оси в нужном направлении). В предыдущем полуприеме наблюдения закончились на передней точке, и труба отфокусирована на эту точку. Целесообразно, чтобы не делать лишнюю фокусировку трубы, наблюдения во втором полуприеме начинать с передней точки. Берут последовательно передний и задний отсчеты по горизонтальному кругу и определяют величину горизонтального угла во втором полуприеме.
Значения угла, полученные в каждом из полуприемов, должны различаться между собой не более чем на двойную точность теодолита (для Т30 – 2', для 2Т30 - 1'). Если это различие более допустимого, результаты измерений угла признаются неудовлетворительными, и измерения продолжаются до получения разницы значений в полуприемах в пределах допуска. За окончательное значение принимается среднее арифметическое из значений угла, полученных в двух полуприемах.
Если при какой-либо точке (вершине) требуется измерить несколько горизонтальных углов, то применяют способ круговых приемов. Отцентрировав теодолит над вершиной и приведя его в рабочее положение, трубу наводят на точку начального направления при Ли производят отсчет по горизонтальному кругу, который записывается в журнал. Вращением алидады по часовой стрелке трубу наводят на точки следующих направлений и записывают каждый раз соответствующий отсчет. Расхождение начального и конечного отсчетов на точку начального направления не должно превышать двойную точность теодолита, что гарантирует неподвижное положение лимба. На этом заканчивается первый полуприем.
Переведя трубу через зенит, ее снова наводят на точку начального направления, но уже при П, берут отсчет и, вращая алидаду против часовой стрелки,последовательно наводят трубу на точки следующих направлений и записывают соответствующие отсчеты по горизонтальному кругу. Этими наблюдениями заканчивается второй полуприем. Два же полуприема составляют один прием. Таких приемов может быть несколько. Между приемами лимб "сбивают" на угол 180° /n, где n-число приемов.
Обработка наблюдений сводится к вычислению средних отсчетов на каждую наблюдаемую точку при Л и П, при этом градусы записывают те, которые были получены в первом полуприеме. После этого определяют средний из средних отсчетов, полученных при наблюдении начального направления. Затем данный средний отсчет вычитают из средних отсчетов, вычисленных для точек следующих направлений, и получают, так называемые приведенные направления, которые являются углами между направлениями.
Дополнительным контролем измерения углов является постоянство значения двойной коллимационной ошибки, определяемой при Л и П. Колебания в значении двойной коллимационной ошибки допускаются в пределах двойной точности теодолита.
В способе повторений, как и в способе приемов, труба теодолита наводится на заднюю точку при Л, производится отсчет по горизонтальному кругу и записывается в журнал наблюдений. Открепив алидаду, трубу наводят на переднюю точку, при этом как только точка появится в поле зрения трубы, закрепительный винт алидады закрепляется, а окончательное наведение трубы на точку осуществляется микрометренными винтами алидады и трубы. Производится отсчет по горизонтальному кругу, который называется контрольным, и записывается в графу "примечания" с указанием номера (или обозначения) точки, на которую сделан отсчет.
После этого, при закрепленной алидаде, открепляется лимб, и труба наводится на заднюю точку, при этом окончательное наведение трубы на точку осуществляется микрометренными винтами лимба (подставки теодолита) и трубы. Отсчет по горизонтальному кругу не производится (он останется прежним.
Далее, открепив алидаду, труба снова наводится на переднюю точку, отсчет по горизонтальному кругу не производится. Важно помнить, что при откреплении алидады, окончательное наведение трубы на точку осуществляется микрометренными винтами алидады и трубы, а когда открепляется лимб, окончательное наведение трубы на точку осуществляется микрометренными винтами лимба и трубы.
Затем, при открепленном лимбе, труба наводится на заднюю точку в третий раз. Теперь открепляется алидада, и труба наводится на переднюю точку. Производится отсчет по горизонтальному кругу и записывается в соответствующую графу журнала. Вычитая из первого отсчета по горизонтальному кругу на заднюю точку последний отсчет на переднюю точку, получают трехкратное значение угла, которое делится на три (на число повторений). Так получают величину угла в полуприеме.
Для вычисления значения угла при Л необходимо к исходному отсчету на заднюю точку прибавить 360° столько раз, сколько раз указатель отсчетного микроскопа прошел мимо нуля лимба. Определить это легко, так как известно приближенное значение угла, которое получается как разность между первым отсчетом на заднюю точку и контрольным отсчетом на переднюю точку, который записан в графу “примечания”.
Во втором полуприеме (при П) угол измеряется на других частях лимба, для чего "сбивается лимб" (как и в способе приемов). Кроме того, если наблюдения при Л начинаются с задней точки, то при П наблюдения начинаются с передней. Если наведение трубы на заднюю точку при Л осуществлялось при открепленном лимбе, то теперь, при П, наведение трубы на заднюю точку осуществляется при открепленной алидаде, а наведение трубы на переднюю точку - при открепленном лимбе. Во втором полуприеме надобность в контрольном отсчете отпадает, так как предварительное значение угла уже известно.
Сделав отсчет на переднюю точку при П, после трехкратного повторения, когда при открепленной алидаде труба в третий раз будет наведена на заднюю точку, производится отсчет. Разность между последним и первым отсчетом даст трехкратное значение угла. Разделив его на три, получают величину угла во втором полуприеме (при П). За окончательное значение угла принимается среднее арифметическое из значений угла при Л и П, если эти значения отличаются друг от друга не более, чем на двойную точность теодолита. В рассмотренном случае было три повторения, в практике геодезических измерений повторений может быть больше, например четыре или шесть.
При измерении углов несколькими приемами, расхождение между значениями угла в различных приемах для теодолита Т2 может быть 10", для Т5 - 20", для Т30 – 1,5'.