Измерение горизонтальных углов

ОСНОВЫ ГЕОДЕЗИИ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ

ДОМАШНЕЙ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ

Заочное отделение

Выполнил:

Ст. гр.

Принял:

Владимир 2016

Методические указания составлены в соответствии с рабочей программой и предполагают изучение устройства теодолита, нивелира и поверку приборов с целью определения пригодности к работе, а также измерение горизонтальных и вертикальных углов, превышений.

Предназначена для студентов строительных специальностей заочной форм обучения.

Часть 1. ТЕОДОЛИТЫ

Теоретическая часть

Классификация теодолитов

Для измерения горизонтальных и вертикальных углов применяются оптические теодолиты. В зависимости от точности измерения они подраз­деляются: на высокоточные, точные и технические.

Государственным стандартом предусмотрен выпуск следующих типов теодолитов, технические характеристики которых приведены в табл. 1.

Кроме указанных в табл. 1 теодолитов предусмотрен выпуск их мо­дификаций. Теодолиты Т5 могут иметь компенсатор углов наклона, заме­няющий уровень при алидаде вертикального круга; такие теодолиты обо­значаются Т5К.

Если зрительная труба прибора имеет прямое изображение, к его обозначению добавляется буква П (2Т30П, Т5КП).

На основе единой базовой модели теодолита Т2 разработана группа унифицированных теодолитов серии 2Т. Входящие в нее приборы обо­значаются 2Т2, 3Т5. Благодаря унификации их узлов и основных деталей (например, зрительной трубы, осевых систем) работа с ними значительно облегчается.

Технические характеристики оптических теодолитов

Тип теодолита	Высокоточные Т1	Точные Т2 и Т5	Технические 2Т30
Область применения	Для угловых измере­ний в сетях 1-го и 2-го классов, а также для производства высокоточных геодезических работ при строительстве и эксплуатации особо ответственных инженерных сооружений	При создании пла­новых опорных сетей 3-го и 4-го классов, сетей сгу­щения 1-го разря­да и при геодези­ческих разбивочных работах соответствующей точности. Измерения в прикладной геодезии	Используются при развитии съемочных сетей и топо­графических съемках, при проведении изыскатель­ских работ. Маркшейдерские работы
СКО изме­рения гори­зонтального угла одним приемом	1"	2м и 5м	30"
Увеличение зрительной трубы	30-40х	25х	20х
Угол поля зрения трубы	1о	1,5о	2о
Масса прибора, кг		5; 4,5	2,5

Устройство теодолитов

Цель работы: изучить название основных частей прибора, научить­ся производить отсчеты по горизонтальному и вертикальному кругам.

Приборы и принадлежности: комплект теодолита, бланки задания.

Устройство теодолита 2Т30

Круглое основание 1 теодолита (рис. 1), с которым скреплена под­ставка (трегер) 20, одновременно служит дном футляра прибора. Это позво­ляет закрывать теодолит футляром не снимая его со штатива, и тем самым предохранять прибор от механических повреждений при переносе со стан­ции на станцию. Ось вращения теодолита приводится в отвесное положение подъемными винтами 12 с помощью цилиндрического уровня 18 при гори­зонтальном круге. Уровень расположен параллельно коллимационной плос­кости зрительной трубы и заменяет уровень при вертикальном круге. Ис­правительными винтами 3 ось уровня устанавливается перпендикулярно оси вращения теодолита. Горизонтальный круг (лимб) и алидада повторитель­ного типа могут вращаться совместно и раздельно, что обеспечивается на­водящим устройством лимба 2и 11 и алидады 17 и 19.

А) б)

Рис. 1. Устройство теодолита 2Т 30:

а) - вид со стороны объектива; б) - вид со стороны окуляра: 1 - основание, 2 - закрепительный винт лимба, 3 - исправительные винты уровня, 4 - визир, 5 - объектив зрительной трубы, 6 - закрепительный винт зрительной трубы, 7 - буссоль, 8 - вертикальный круг, 9 - зеркало подсветки, 10 - колонка, 11 - наводящий винт лимба, 12 - подъемный винт, 13- окуляр зрительной трубы, 14 - окуляр отсчетного микроскопа, 15 - кремальера, 16 - наводящий винт зрительной трубы, 17 - наводящий винт алидады, 18 - цилиндрический уровень, 19 - закрепительный винт алидады, 20 - подставка (трегер)

Зрительная труба имеет оптический визир 4 для предварительного наведения на предмет; ее фокусировка осуществляется вращением винта кремальеры 15. Вместе с трубой скреплены вертикальный круг 8 и от- счетный микроскоп 14. Закрепительным винтом 6 трубу фиксируют в за­данном положении, а наводящим винтом 16 медленно вращают ее в вер­тикальной плоскости для точного наведения на визирную цель.

Зрительная труба теодолита с внутренней фокусировкой может быть использована как оптический центрир. Для этого ее устанавливают вертикально объективом 5 вниз и визируют на точку стояния через отвер­стие в круглом основании прибора.

Принцип отсчитывания

При измерении углов отсчеты берутся по шкаловому микроскопу, окуляр которого расположен рядом с окуляром зрительной трубы. Опти­ческая система передает отсчет в поле зрения отсчетного микроскопа изо­бражения штрихов горизонтального и вертикального кругов.

В верхней части поля зрения отсчетного микроскопа, отме­ченной буквой В, изображаются штрихи вертикального круга, а в нижней части, отмеченной буквой Г, - штрихи горизонтального круга. При измерении углов отсчеты берутся от нуля до подписанного ин­декса с округлением до минут.

Шкала вертикального круга имеет два ряда цифр: по верхнему ряду со знаком « + » от 0 до 6, по нижнему со знаком « - » от 0 до 6. Цифры верхнего ряда берут тогда, когда в пределах шкалы находится штрих лимба со знаком «+», а по нижнему ряду - когда штрих лимба имеет знак «-». Следует учесть, что подписи верхней шкалы возрастают слева напра­во, нижней - справа налево.

Поверки теодолита

Для измерения углов в теодолите должны выполняться геометрические условия взаимного расположения его основных осей и частей. Выяснение сохранности взаимного расположения частей теодолита называют поверками. Результат каждой поверки сравнивается с допустимыми значениями, в случае превышения допуска производится юстировка прибора, т.е. исправление положения его геометрических элементов. Перечисленные поверки типичны для технических теодолитов.

а) внешний осмотр теодолита:

· Наличие и исправность всех винтов;

· Убедиться в плавности вращения алидады, трубы, винтов и барабана оптического микрометра;

· Проверить качество оптики, фокусировки: изображения штрихов шкал д.б. резкими и одинаковой длины, разделительная линия тонкой и без зазора;

· Убедиться в наличии принадлежностей согласно описи.

Первая поверка – ось цилиндрического уровня при алидаде горизонтального круга должна быть перпендикулярна вертикальной оси вращения теодолита.

Порядок выполнения:

· Устанавливают уровень в направлении двух подъемных винтов;

· Выводят пузырек на середину;

· Поворачивают алидаду на 180°;

· Если пузырек уровня сойдет с середины, то исправительным винтом уровня передвигают его к середине на половину отклонения, а на середину выводят подъемными винтами.

Допуск – одно деление уровня.

Вторая поверка – визирная ось трубы должна быть перпендикулярна оси вращения трубы (коллимационная ошибка).

Порядок выполнения:

· Приводят теодолит в горизонтальное положение;

· Наводят трубу на точку и снимают отсчет – А;

· Переводят трубу через зенит и наводят на ту же точку, отсчет – В;

· Вычисляют двойную коллимационную ошибку 2с = А+180-В;

· При необходимости исправляют исправительными винтами сетки нитей.

Допуск 2с зависит от типа теодолита. Для удобства работы стараются сделать 2с минимальной.

Третья поверка – горизонтальная ось вращения трубы должна быть перпендикулярна оси вращения теодолита

Порядок выполнения:

· теодолит устанавливают в 15-25 м. от стены здания, нивелируют;

· наводят на высоко расположенную точку;

· "сносят" её вниз, отмечают на стене внизу;

· трубу через зенит и повторяют действия;

· если условие не выполнено, то точки не совпадут;

· исправляется в мастерской.

Допуск: точки находятся в пределах биссектора.

Четвертая поверка – поверка сетки нитей Вертикальная нить строго вертикальна, а другая горизонтальна

Порядок выполнения:

· в 5-6 м. от теодолита вешают отвес;

· теодолит нивелируют и наводят на нить отвеса вертикальную нить сетки нитей;

· если условие не выполняется, то исправляют поворотом сетки нитей;

· после устранения проверяют 2с.

Измерение горизонтальных углов

Измерения угла выполняется строго по методике, соответствующей способу измерения; известно несколько способов измерения горизонтальных углов: это способ отдельного угла (способ приемов), способ круговых приемов, способ во всех комбинациях и др.

Способ отдельного угла. Измерение отдельного угла складывается из следующих действий:

1. наведение трубы на точку, фиксирующую направление первой стороны угла, при круге лево (КЛ), взятие отсчета L₁;

2. поворот алидады по ходу часовой стрелки и наведение трубы на точку, фиксирующую направление второй стороны угла; взятие отсчета L₂,

3. вычисление угла при КЛ: β_л = L₂ - L₁,

4. переведение трубы через зенит и наведение ее на точку, фиксирующую направление второй стороны угла, при круге право (КП); взятие отсчета R₁,

5. поворот алидады по ходу часовой стрелки и наведение трубы на точку, фиксирующую направление первой стороны угла; взятие отсчета R₂,

6. вычисление угла при КП:

β_п = R₁ – R₂,

7. при выполнении условия |β_л - β_п| <1.5 * t, где t - точность теодолита, вычисление среднего значения угла:

β_ср = 0.5 * (β_л + β_п).

Измерение угла при одном положении круга (КЛ или КП) составляет один полуприем; полный цикл измерения угла при двух положениях круга составляет один прием.

Запись отсчетов по лимбу и вычисление угла производятся в журналах установленной формы.

Способ круговых приемов. Если с одного пункта наблюдается более двух направлений, то часто применяют способ круговых приемов. Для измерения углов этим способом необходимо выполнить следующие операции:

· при КЛ установить на лимбе отсчет, близкий к нулю, и навести трубу на первый пункт; взять отсчет по лимбу.

· вращая алидаду по ходу часовой стрелки, навести трубу последовательно на второй, третий и т.д. пункты и затем снова на первый пункт; каждый раз взять отсчеты по лимбу.

· перевести трубу через зенит и при КП навести ее на первый пункт; взять отсчет по лимбу.

· вращая алидаду против хода часовой стрелки, навести трубу последовательно на (n-1), ..., третий, второй пункты и снова на первый пункт; каждый раз взять отсчеты по лимбу.

Затем для каждого направления вычисляют средние из отсчетов при КЛ и КП и после этого - значения углов относительно первого (начального) направления.

Для измерения углов теодолит устанавливают в вершине угла, а в других точках, на которые будут вести визирование, устанавливают вешки.

Установка теодолита включает следующие операции:

· центрирование – сущность которого заключается в том, чтобы вертикальная ось теодолита проходила через вершину угла. Центрирование можно проводить двумя способами: с помощью оптического отвеса и с помощью нитяного отвеса.

· нивелирование – это приведение вертикальной оси теодолита в отвесное положение. Устанавливают уровень по направлению двух подъемных винтов и вращая винты навстречу друг другу выводят пузырек на средину, затем поворачивают алидаду на 90˚ и вращая винт выводят уровень на средину. Для проверки действия повторяют. Отклонение уровня от средины при вращении теодолита не более 1 деления.

· фокусировку необходимо начинать с сетки нитей. При наличии параллакса трубу необходимо навести на светлый предмет (небо) и добиться резкого изображения сетки нитей. Затем трубу фокусируют на вешку.