ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ ПО ТОПОГРАФИИ

Лабораторная работа 1. Задачи, решаемые с помощью топоірафической карты

Цель работы. Научиться работать с топографической картой; определять географические координаты углов рамок трапеции листов топографических карт различных масштабов, определять расстояния между точками по топографической карте с помощью поперечного масштаба, географические и прямоугольные координаты точек и их высоты, определять азимуты, дирекционные углы и румбы линий, определять точность масштабов топографических карт, описывать рельеф местности на заданном участке карты, вычерчивать профиль местности по заданной линии, определять уклоны линий и площадь заданного участка на топографической карте.

Исходные данные. Для выполнения работы каждому студенту выдается учебная топографическая карта крупного масштаба, на которой нанесены 4 точки (А, В, С и D) и границы участка местности. Для решения задач необходимо получить на кафедре измеритель, транспортир, масштабную линейку и планиметр.

Задание. Определить номенклатуру листа карты масштаба 1 : 50 000, на которой расположена точка А, имеющая следующие координаты:

В = 49°15'с. ш.; L = 78°20' в. д.

Определить длины линий АВ, ВС, CD, DA.

Определить прямоугольные и географические координаты точек А, В, С, D, а также их высоты.

Измерить дирекционные углы и вычислить румбы направлений АВ, ВС, CD, DA.

Построить профиль местности по линии АВ.

Определить площадь участка земной поверхности ограниченного точками А, В, С, D.

Лабораторная работа 2. Измерение горизонтальных и вертикальных углов

Задание. Для выполнения работы студенты получают теодолит 4Т30П со штативом (1 прибор на 2-4 человека). После получения необходимо выполнить следующее.

Установить теодолит на штатив и изучить его устройство (основные части и оси теодолита).

Научиться центрировать, горизонтировать, визировать на точки, брать отсчеты по шкаловому микроскопу. С помощью нивелирной рейки научиться определять расстояния по оптическому дальномеру теодолита.

Выполнить поверки теодолита.

Измерить несколько (2-4) горизонтальных и вертикальных углов методом полного приема.

Заполнить журнал измерения горизонтальных и вертикальных углов.

Устройство теодолита. Теодолит — это геодезический прибор, предназначенный для измерения горизонтальных и вертикальных углов.

Теодолит имеет следующие составные части: горизонтальный круг, состоящий из двух самостоятельных кругов — лимба с нанесенными по краю делениями и алидады, несущей отсчетные устройства; зрительную трубу, вращающуюся в вертикальной плоскости вокруг оси, на одном из концов которой жестко скреплен с ней вертикальный круг для измерения вертикальных углов. Для приведения оси вращения алидады (ось вращения теодолита) в отвесное положение, а плоскости лимба в горизонтальное положение, служит цилиндрический уровень и три подъемных винта.

При измерении углов центр горизонтального круга теодолита размещают над вершиной измеряемого угла с помощью нитяного отвеса или оптического центрира.

В теодолите имеются закрепительные (зажимные) и микрометрепные (наводящие) винты. Закрепительными винтами скрепляют подвижные части (лимб, алидаду, зрительную трубу) с неподвижными, наводящими винтами, сообщают малое и плавное вращение закрепленным частям.

Зрительные трубы теодолитов чаще всего бывают астрономические, дающие обратное (перевернутое) изображение. Но в последнее время применяются земные трубы, которые дают прямое изображение.

При наблюдении предметов на них наводится определенная точка трубы. Такой точкой является центр сетки нитей, представляющий собой пересечение горизонтальной нити и продолженной вертикальной. Сетка нитей видна в поле зрения трубы и изображена на специальной сеточной диафрагме, размещенной вблизи переднего фокуса окуляра. Сеточная диафрагма представляет собой стеклянную пластинку в металлической оправе.

Она может слегка перемещаться в горизонтальном и вертикальном направлениях исправительными винтами сетки. Симметрично относительно горизонтальной нити нанесены дальномерные штрихи для определения расстояний.

Воображаемая прямая, проходящая через оптический центр объектива и центр сетки нитей, называется визирной осью. Отвесная плоскость, проходящая через визирную ось трубы, называется визирной плоскостью.

К оптическим характеристикам зрительной трубы относятся: увеличение, поле зрения, относительная яркость и разрешающая способность, которую принимают за точность визирования трубой.

Увеличение зрительной трубы показывает: во сколько раз увеличивается размер предмета, рассматриваемого в зрительную трубу, по сравнению с размером этого же предмета, видимого невооруженным глазом.

Полем зрения трубы называется то пространство, которое видно в трубу при ее неподвижном положении.

Для приведения осей и плоскостей прибора в отвесное или горизонтальное положение служат уровни, они бывают двух типов: круглые — для предварительной, грубой установки и цилиндрические — для окончательной, точной установки. Цилиндрический уровень представляет собой стеклянную трубку, внутренняя поверхность которой отшлифована в виде бочкообразного сосуда, в продольном сечении представляющего дугу окружности некоторого радиуса.

Стеклянные сосуды уровней заполняют эфиром или смесью эфира со спиртом в подогретом состоянии. Когда наполнитель остынет и сожмется в объеме, образуется пространство, заполненное парами наполнителя, то есть пузырек уровня. При изменении температуры пары наполнителя легко переходят из парообразного состояния в жидкое и наоборот, отчего размеры пузырька изменяются. В цилиндрических уровнях добиваются, чтобы длина пузырька составляла примерно 1/3 длины трубки при температуре +20°С. Чтобы можно было судить о перемещении пузырька, на наружной поверхности уровня наносятся штрихи. Расстояние между штрихами обычно равно 2 мм. Середина трубки уровня называется нуль-пунктом. Касательная к внутренней поверхности трубки, проходящая через нуль-пункт вдоль длины цилиндрического уровня, называется осью уровня. Когда середина пузырька уровня совпадает с нульпунктом, ось уровня занимает горизонтальное положение. При смещении пузырька уровня на одно деление ось уровня наклоняется на некоторый угол, который называется ценой деления уровня. Чем меньше цена деления уровня, тем чувствительнее, точнее уровень.

В качестве отсчетных приспособлений применяются штриховой и шкало-вый микроскопы, микроскоп-микрометр и оптический микрометр.

Поле зрения шкалового микроскопа с отсчетами

Рис. 4.1. Поле зрения шкалового микроскопа с отсчетами:

  • а) по вертикальному кругу 1 ° 11,5', по горизонтальному —18°22’;
  • б) но вертикальному кругу 0°46,5’, но горизонтальному —95°47'

В шкаловом микроскопе в поле зрения видна шкала, размер которой соответствует цене деления лимба. Для теодолита технической точности размер шкалы и цена деления лимба равны 60'. Шкала разделена на двенадцать частей, и цена ее деления составляет 5 угловых минут. Отсчеты по шкале горизонтального круга отсчитываются всегда одинаково. Отсчет состоит из штриха обозначающего градусы и количества минут от нуля до этого штриха с точностью до 0,'5.

По шкале вертикального круга отсчеты производятся следующим образом. Если перед числом градусов знака минус нет, отсчет производится по шкале, где перед цифрами от 0 до 6 знака минус нет, в направлении слева направо (рис. 4.1 а). Если перед числом градусов стоит знак минус, в этом случае минуты отсчитываются по шкале вертикального круга, где перед цифрами от 0 до 6 стоит знак минус в направлении справа налево (рис. 4.16). Десятые доли минуты берутся на глаз с точностью до 0,’5.

л о

Основные части теодолита ТЗО

Рис. 4.2. Основные части теодолита ТЗО:

  • 1 головка штатива; 2 — основание; 3 — подъемный винт; 4 — наводящий винт алидады; 5 — закрепительный винт алидады; 6 — наводящий винт зрительной трубы;
  • 7 — окуляр зрительной трубы; 8 — предохранительный колпачок сетки нитей зрительной трубы; 9 — кремальера (фокусировочный винт); 10 — закрепительный винт зрительной трубы; 11 — объектив зрительной трубы; 12 — цилиндрический уровень; 13 — кнопочный винт для поворота лимба; 14 — закрепительный винт;
  • 15 окуляр отсчетного микроскопа с диоптрийным кольцом; 16 — зеркальце

для подсветки штрихов отсчетного микроскопа; 17 — колонка; 18 — ориентир-буссоль; 19 — вертикальный круг; 20 — оптический визир; 21 — диоптрийное кольцо окуляра зрительной трубы; 22 — исправительные винты цилиндрического уровня;

23 — подставка

Теодолит ТЗО (рис. 4.2) и его модификации (2Т30, 2Т30П, 4ТЗОП) относятся к разряду технических, с повторительной системой вертикальной оси. Система отсчитывания односторонняя. Увеличение трубы 18х (ТЗО) и 20х (2ТЗО), пределы визирования от 1,2 м до бесконечности, цена деления цилиндрического уровня 45". Данные теодолиты применяются для прокладывания теодолитных и тахеометрических ходов, плановых и высотных съемок.

В теодолите ТЗО отсчетное приспособление выполнено в виде штрихового микроскопа, позволяющего брать отсчеты с точностью Г, а в его модификациях (2ТЗО, ЗТЗО) — шкалового микроскопа тридцатисекундной точности. На зрительной трубе имеется оптический визир 20, в поле зрения которого виден светлый крест. Этот крест совмещается с предметом, который должен попасть в поле зрения зрительной трубы, но изображение предмета может быть размытым (иногда его изображение вообще пе будет видно). Для получения четкого изображения предмета необходимо с помощью кремальеры 9 перемещать в трубе специальную фокусирующую линзу до тех пор, пока его изображение нс станет четким. Зажимные винты зрительной трубы 10 и алидады горизонтального круга 5 закрепляются, и микромстрснными винтами алидады горизонтального круга 4 и зрительной трубы 6, центр сетки нитей наводится на предмет. Отчетливость изображения сетки нитей получают вращением диоптрийного кольца окуляра трубы 7.

В теодолитах ТЗО имеется только один цилиндрический уровень при алидаде горизонтального круга 12. Положение уровня изменяется юстировочными (исправительными) винтами. При алидаде вертикального круга уровня нет.

Типы теодолитов. Теодолиты различаются по точности, способу отсчитывания по лимбу, по конструкции, назначению и другим признакам.

По точности теодолиты делятся на:

  • - высокоточные, с помощью которых горизонтальный угол измеряется одним полным приемом со средней квадратической погрешностью от ± 0,5" до ± 1";
  • - точные, позволяющие измерять горизонтальный угол одним приемом со средней квадратической погрешностью от ± 2" до ± 15";
  • - технические — со средней квадратической погрешностью от ± 20" до ± 60".

Средняя квадратическая погрешность измерения горизонтального угла указывается в шифре теодолита цифрами, например, Т2, Т5, ТЗО. В случае применения зрительной грубы с прямым изображением в шифре теодолита добавляется буква П, например, 2Т30П — теодолит со средней квадратической погрешностью измерения горизонтального угла ± 30" и с трубой прямого изобра жения. Цифра 2 впереди шифра обозначает, что это теодолит второго поколения, то есть более совершенный, чем теодолит марки ТЗО.

По конструкции теодолиты делятся на повторительные и простые. У повторительных теодолитов лимб и алидада имеют раздельное и совместное вращение, что позволяет производить измерения горизонтальных углов путем откладывания значения угла на лимбе несколько раз (при измерении углов способом повторений). У простых теодолитов цилиндрическая вертикальная ось жестко скреплена с алидадой.

Подготовка теодолита к работе, поверка теодолита. Приведение теодолита в рабочее положение включает центрирование, горизонтироваиис, визирование.

Центрирование — установка центра горизонтального круга над вершиной измеряемого угла. Выполняется с помощью нитяного отвеса или оптического центрира, перемещением ножек штатива и с последующим передвижением прибора на головке штатива. Погрешность центрирования зависит от требуемой точности выполняемых работ и не должна превышать 3 мм при измерении горизонтальных углов для решения большинства инженерных задач.

Горизонтирование — приведение плоскости лимба горизонтального круга в горизонтальное положение, т.е. установка вертикальной оси вращения теодолита в отвесное положение. Для этого устанавливают цилиндрический уровень параллельно двум подъемным винтам и, вращая их одновременно в противоположные стороны, выводят пузырек уровня на середину ампулы. Затем поворачивают цилиндрический уровень на 90° по направлению третьего подъемного винта и, вращая его, опять выводят пузырёк в нуль-пункт. Эти действия повторяют до тех пор, пока пузырек будет отклоняться от центра ампулы не более чем на одно деление. При измерении вертикальных углов отклонение пузырька от середины не должно превышать полделения.

Визирование — наведение на точку с помощью оптического визира, кремальеры, окулярного диоптрийного кольца и микрометренных винтов горизонтального и вертикального кругов.

Поверка теодолита 4Т30П. Чтобы теодолит обеспечивал получение неискаженных результатов измерений, он должен удовлетворять соответствующим геометрическим и оптико-механическим условиям. Действия, связанные с проверкой этих условий, называют поверками. Если какое-либо условие не соблюдается, производят его исправление, то есть юстировку.

Оптико-механические условия:

  • - зрительные трубы, лупы и микроскопы должны иметь надлежащее увеличение и достаточное поле зрение, обеспечивать четкие изображения предметов наблюдения и отсчетных шкал;
  • - подвижные части теодолита должны правильно и плавно перемещаться в соответствующих плоскостях.

Геометрические условия (рис. 4.3):

  • - ось цилиндрического уровня при алидаде горизонтального круга PQ должна быть перпендикулярна к вертикальной оси вращения теодолита MN;
  • - визирная ось зрительной трубы CD должна быть перпендикулярна к горизонтальной оси се вращения АВ;
  • - ось вращения зрительной трубы АВ должна быть перпендикулярна к оси вращения теодолита MN.

Нарушение этих условий приводит к появлению систематических погрешностей при измерении углов. Для того чтобы исключить влияние этих погрешностей на результаты наблюдений, теодолит подвергается специальным поверкам. Все поверки имеют свой номер и выполняются в строгой последовательности, соответствующей их нумерации.

Схема осей теодолита

Рис. 4.3. Схема осей теодолита

Поверка цилиндрического уровня. Ось цилиндрического уровня при алидаде горизонтального круга должна быть перпендикулярна к вертикальной оси вращения теодолита (рис. 4.3). Осью цилиндрического уровня считается касательная в точке нормали к поверхности шлифовки.

Вначале цилиндрический уровень устанавливается параллельно каким-либо двум подъемным винтам и, вращая их в разные стороны, пузырек уровня приводят в нуль-пункт. Затем, труба теодолита поворачивается на 90°, и третьим подъемным винтом пузырек уровня устанавливают в нуль-пункт. Далее трубу теодолита поворачивают, возвращая в первоначальное положение, и, если требуется, пузырек уровня приводят в нуль-пункт (подправляют его положение) вращением двух подъемных винтов. После этих действий ось вращения теодолита будет предварительно приведена в отвесное положение (плоскость горизонтального круга — в горизонтальное положение). Окончательно ось вращения теодолита может быть приведена в отвесное положение только после выполнения поверки, то есть после приведения оси цилиндрического уровня в перпендикулярное положение относительно оси вращения теодолита.

После этого труба теодолита поворачивается на 180°. Если при этом пузырек уровня окажется в нуль-пункте или отклонится от него не более чем на 0,5 деления уровня, то ось уровня перпендикулярна к оси вращения теодолита (условие выполнено). Если пузырек сместится с нуль-пункта больше чем 0,5 деления, то половину дуги отклонения пузырька от нуль-пункта следует устранить с помощью юстировочной шпильки, действуя исправительными (юстировочными) винтами при цилиндрическом уровне, а затем повторить поверку, вторую половину — подъемными винтами.

Поверка и юстировка выполняется до тех пор, пока после поворота трубы теодолита на 180° пузырек уровня будет отклоняться от нуль-пункта не более чем на 0,5 деления. Чтобы теперь окончательно привести ось вращения теодолита в отвесное положение, необходимо трубу теодолита повернуть на 90° и действием одного, третьего винта, привести пузырек в нуль-пункт. После всех этих действий, при повороте трубы теодолита в любое положение, пузырек уровня должен оставаться в нуль-пункте или отклоняться от него не более чем на 0,5 деления уровня, что является гарантией того, что ось уровня приведена в положение, перпендикулярное оси вращения теодолита.

Поверка сетки нитей зрительной трубы. Сетка нитей должна быть установлена так, чтобы горизонтальная нить сетки была перпендикулярна оси вращения теодолита (линии отвеса), а вертикальная нить была параллельна оси вращения теодолита. Для того чтобы получить отчетливое изображение сетки, окуляр снабжают диоптрийным кольцом. Поворачивая его по часовой стрелке или против, то есть приближая окуляр или удаляя его от сетки нитей (примерно на 1 мм), получают отчетливое изображение сетки. Эту установку трубы называют установкой по глазу.

После установки трубы по глазу выполняют вторую установку — по предмету, которая состоит в том, чтобы получить отчетливое изображение наблюдаемого предмета.

При наведении трубы на предмет пользуются оптическим визиром, светлый крест которого наведением трубы совмещается с наблюдаемым предметом. При этом в поле зрения трубы будет виден предмет, по изображение его может быть размытым (иногда изображение предмета вообще не будет видно). Для получения четкого изображения предмета необходимо с помощью кремальеры перемещать в трубе специальную фокусирующую линзу до тех пор, пока не появится четкое изображение. В итоге этих действий изображение предмета должно быть совмещено с плоскостью сетки нитей. В случае неточного фокусирования зрительной трубы при перемещении глаза перед окуляром центр сетки перемешается по изображаемому предмету. Такое явление называется параллаксом сетки и приводит к ошибкам наблюдения. Параллакс устраняется небольшим поворотом кремальеры в ту или другую сторону.

При поверке трубу наводят на произвольную хорошо видимую точку так, чтобы изображение края вертикальной нити совпало с изображением точки. Далее, перемещая трубу в вертикальной плоскости вокруг горизонтальной оси, изображение точки смещают по вертикали. Если изображение точки будет находиться посередине между штрихами биссектора, то сетка установлена правильно. Если будет замечено смещение изображения точки более чем на треть величины биссектора для технических теодолитов, то сетку необходимо развернуть. Для этого следует снять предохранительный колпачок со стороны окуляра, закрывающий юстировочные винты сетки, слегка отпустить винты, скрепляющие окуляр с корпусом трубы, и развернуть окуляр вместе с сеткой так, чтобы устранить этот недостаток. Поверку необходимо повторить.

Можно также навести на выбранную точку горизонтальную пить сетки, и, смещая изображение точки в поле зрения трубы наводящим винтом алидады горизонтального круга (вращением трубы в горизонтальной плоскости), следить за перемещением изображения точки вдоль горизонтальной нити. Если изображение точки отклоняется от горизонтальной нити нс более чем на 1 мм, то поверка выполняется.

Поверку можно выполнить, совмещая изображение биссектора вертикальной нити с изображением нити отвеса, подвешенного па расстоянии не менее 10 м от теодолита.

Поверка коллимационной погрешности. Визирная ось зрительной трубы должна быть перпендикулярна к горизонтальной оси ее вращения (рис. 4.3). Несоблюдение этого условия вызывает коллимационную погрешность С.

Определение коллимационной погрешности выполняется следующим образом. Ось вращения теодолита приводят в отвесное положение. Наводят на удаленную отчетливо видимую точку при положении вертикального круга слева от окуляра зрительной трубы (КД), берут отсчет по горизонтальному кругу — Л. Затем наводят на ту же точку при положении вертикального круга справа от окуляра зрительной трубы (КП) и берут отсчет по горизонтальному кругу— II. Величина коллимационной погрешности вычисляется по формуле:

Л - П +180

С= 2 (1)

Если:

C<±2t,

где t — точность прибора, считается, что визирная ось перпендикулярна к оси вращения трубы.

Коллимационную погрешность определяют трижды. Полученные значения могут различаться, но нс более, чем на величину двойной точности прибора. За окончательную коллимационную погрешность принимают среднюю из трех.

При невыполнении условия проводят юстировку, изменив последний отсчет по горизонтальному кругу на величину С (исправленный отсчет).

Ло = Лз-С (2),

где Л, — последний отсчет по шкале горизонтального круга при левом положении вертикального круга.

Микрометренным винтом алидады устанавливается по микроскопу исправленный отсчет Л(), при этом центр сетки нитей сместится с изображения наблюдаемой точки в горизонтальной плоскости. Далее необходимо отвернуть предохранительный колпачок со стороны окуляра трубы и юстировочной шпилькой, при слегка отпущенном верхнем вертикальном исправительном винте, переместить оправу сетки при помощи боковых исправительных винтов до совмещения перекрестия сетки с изображением наблюдаемой точки. Поверку следует повторить.

После выполнения условия поверки все исправительные винты сетки должны быть затянуты, и предохранительный колпачок, закрывающий доступ к юстировочным винтам сетки, должен быть навинчен на трубу.

Поверка перпендикулярности горизонтальной оси вращения зрительной трубы и вертикальной оси вращения теодолита (поверка неравенства подставок).

Горизонтальная ось вращения зрительной трубы должна быть перпендикулярна вертикальной оси вращения теодолита.

Требуется установить теодолит в 20-40 м от стены здания, выполнить го-ризонтирование прибора. Навести перекрестие сетки нитей на высоко расположенную точку микрометренными винтами. Затем, открепив зажимной винт вертикального круга, повернуть зрительную трубу примерно до горизонтального положения и на закрепленном на стене листе бумаги отмстить проекцию точки А1. Открепив зажимной винт вертикального круга, повернуть зрительную трубу вокруг се горизонтальной оси на 180° (перевести через зенит) и повернув верхнюю часть теодолита в горизонтальной плоскости, навести перекрестие сетки нитей на ту же точку. Затем перевести зрительную трубу до горизонтального положения, отметить проекцию точки А2. Проекции точек должны совпасть, в противном случае юстировка выполняется в мастерской.

Поверка неравенства подставок

Рис. 4.4. Поверка неравенства подставок

Поверка места пуля вертикального круга. Место нуля (МО) — отсчет по лимбу вертикального круга, соответствующий горизонтальному положению визирной оси зрительной трубы и отвесному положению вертикальной оси теодолита, должен быть равен нулю.

При измерении вертикальных углов необходимо следить за положением пузырька уровня при алидаде горизонтального круга и в случае смещения пузырька с нуль-пункта приводить его в нуль-пункт подъемными винтами.

Приведя с помощью уровня и подъемных винтов ось вращения теодолита в отвесное положение, наблюдают любую неподвижную и хорошо видимую точку при КЛ и КП, производят отсчеты по вертикальному кругу и вычисляют значения места нуля по формуле:

МО =

л+п

  • 2
  • (3)

При выполнении проверки необходимо наблюдать три различные точки. Из наблюдений вычисляют значение места нуля для каждой точки. Из полученных результатов, если они различаются не более чем на величину двойной точности прибора, вычисляют среднее арифметическое, которое принимается как окончательное значение места нуля. Для приведения места нуля к 0° удобнее всего при КЛ навести трубу на любую точку. Взять отсчет по вертикальному кругу Л, и, вращением наводящего винта трубы, установить на вертикальном круге отсчет, равный Л - МО. При этом центр сетки сместится по вертикали с наблюдаемой точки. Его необходимо вернуть на точку, действуя вертикальными исправительными винтами сетки, предварительно слегка ослабив боковые исправительные винты. Проверку следует повторить. После выполнения условия проверки все исправительные винты сетки должны быть затянуты, и предохранительный колпачок, закрывающий доступ к юстировочным винтам сетки, должен быть навинчен па трубу.

Результаты поверок записываются, делается вывод о необходимости котировок и после выполнения исправлений отмечают, что инструмент технически исправен, готов к работе.

Измерение горизонтального угла способом полного приема.

Горизонтальным углом называется угол, заключенный между проекциями линий местности на горизонтальную плоскость.

На рисунке 4.5 угол между линиями АС и АБ (угол Р) — горизонтальный угол.

Принцип измерения горизонтального угла

Рис. 4.5. Принцип измерения горизонтального угла

Принцип измерения горизонтального угла с помощью теодолита состоит в том, что роль горизонтальной плоскости Q выполняет горизонтальный круг теодолита, а вертикальные плоскости Р и Pi создаются с помощью зрительной трубы.

Существует несколько способов измерения горизонтального угла: полным приемом, круговых приемов, способ повторений, способ возможных комбинаций.

В теодолитных и полигонометрических ходах углы различаются на левые и правые, в зависимости от положения угла относительно направления хода. На рисунке 4.6 показаны левые углы.

Схема теодолитного хода

Рис. 4.6. Схема теодолитного хода

Для примера разберем программу измерения левого горизонтального угла полным приемом на точке теодолитного хода Уг. 2 (см.: рис. 4.6).

Измерения выполняются в следующей последовательности:

  • 1. Подготовительные работы.
  • 2.1 полуприем.
  • 3. II пол у прием.
  • 4. Вычисление угла и составление абриса.

Подготовительные работы

Подготовительные работы выполняются для того, чтобы привести инструмент в рабочее положение. Рекомендуется следующий порядок.

1. Центрирование.

Над точкой У г. 2 устанавливается теодолитный штатив так, чтобы столик штатива был, по возможности, горизонтальным, а высота штатива соответствовала росту наблюдателя. Теодолит устанавливается на столик штатива и слегка закрепляется становым винтом. К скобе станового винта прикрепляют отвес и, передвигая теодолит по столику, совмещают острие отвеса с центром точки Уг. 2 Точность центрирования ± 1 см. Затем теодолит прочно закрепляют становым винтом. Кроме того, на точки Уг. 1 и Уг. 3 устанавливают с точностью ± 1 см вехи или центрируют штативы с наблюдательными марками. Необходимо учитывать, что точность центрирования влияет на точность измерения горизонтального угла в зависимости от длин сторон: чем короче стороны, тем необходимо точнее центрировать теодолит и устанавливать вехи или марки.

Визирование на марку и на веху

Рис. 4.7. Визирование на марку и на веху

  • 2. Горизонтирование — приведение вертикальной оси вращения теодолите в отвесное положение производится с помощью цилиндрического уровня и трех подъемных винтов подставки.
  • 3. Фокусирование.

Вращением диоптрийного кольца окуляра зрительной трубы устанавливается четкое изображение сетки нитей.

Вращением окулярной трубочки микроскопа устанавливается четкое изображение шкал горизонтального и вертикального кругов.

4. Визирование.

Открепив зажимные винты теодолита, навести перекрестье оптического визира на правую сторону угла, то есть на Уг. 3 (рис. 4.8).

Измерение горизонтального угла

Рис. 4.8. Измерение горизонтального угла

Затем, наблюдая в окуляр зрительной трубы, вращением фокусировочно-го кольца добиться четкого изображения наблюдаемой точки. Зажимные винты закрепить.

Первый полуприем. Вращая микрометренные винты теодолита, совместить перекрестье сетки нитей зрительной трубы с наблюдаемой точкой (рис. 4.7). По шкале микроскопа снять отсчет по горизонтальному кругу. Результат в градусах и минутах (округлив отсчет до 0,5') записать в графу 3 журнала измерений горизонтальных углов. В ірафах 1 и 2 записываются номера станций и точек наблюдения. Таким же образом производятся визирование и фиксация отсчетов на левую сторону угла (то есть на У г. 1).

В графу 4 записывается величина угла в полуприеме, которая вычисляется как разность отсчетов по правой и левой сторонам угла (отсчет при наведении на Уг. 3 минус отсчет на Уг. 1). Если правый отсчет меньше левого, то к правому отсчету необходимо прибавить 360.

На этом первый полуприем заканчивается.

№ станции

Название точек наблюдения

Отсчеты по горизонтальному кругу

Величина угла в полуприеме

Средняя величина угла

Абрис

о | ?

о | ,

°

1

2

3

4

5

Уг.2

Уг.З

256

16

141

31

141

30,5

Уг.З А

—^Уг.2

Уг.1

Уг.1

114

45

Уг.З

24

38

141

30

Уг.1

243

08

Рис. 4.9. Пример заполнения журнала измерения горизонтальных углов

Второй полуприем. Чтобы ослабить инструментальные погрешности и не допустить грубых погрешностей в отсчетах, во втором иолуприеме меняют положение вертикального круга (относительно зрительной трубы) и переставляют лимб горизонтального круга примерно на 90°.

Выполняется это следующим образом:

  • 1) Открепив зажимной винт вертикального круга перевести зрительную трубу через зенит.
  • 2) Перестановку лимба горизонтального круга выполнить с помощью кнопочного винта для поворота лимба (рис. 4.2).

Программа измерения горизонтального угла во II полуприеме точно такая же, как в I полуприеме, а именно: наведение на Уг. 3 с фиксацией отсчета по шкале горизонтального круга, наведение на Уг. 1, отсчет по горизонтальному кругу, после чего можно приступить к вычислениям.

Вычисление угла и составление абриса. В графу 4 Журнала измерений записывается величина угла, вычисленная по результатам измерений во II полуприеме (отсчет на Уг. 3 минус отсчет на Уг.1).

Допустимое расхождение величин углов в I и II полуприеме — не более Г. При большем расхождении измерения па станции необходимо повторить. Если допуск выдерживается, то вычисляется средний угол и записывается в графу 5.

В правой части журнала, ориентируясь на север вверх листа, составляется абрис, на котором показываются условными знаками точки наблюдения (правая и левая), а также точка стояния инструмента.

Величина измеренного угла откладывается по транспортиру и обозначается дугой.

Все записи в журнале выполняются карандашом разборчиво и аккуратно. Написание цифры по цифре и применение стирательной резинки, корректора не допускается. Исправить ошибку можно зачеркнув неправильную запись и написать правильную сверху.

Если при измерении угла допущены грубые ошибки и прием требуется повторить, в журнале эта станция перечеркивается одной линией, ставится подпись наблюдателя, дата, указывается причина, например: «сбит штатив», «сбита веха», «ошибка наведения», «ошибка записи или отсчета», «недопустимое расхождение между полуприемами» и т. д.

Измерение вертикального угла. Вертикальным углом называется угол наклона v, составленный визирной осью зрительной трубы, наведенной на определенную точку, с горизонтальной плоскостью, проходящей через ось вращения зрительной грубы.

Углы наклона в основном используют при вычислении горизонтальных проложений линий и превышений между точками земной поверхности. Принято считать углы наклона повышения положительными, углы наклона понижения — отрицательными.

Угол наклона измеряется с помощью вертикального круга теодолита, который в отличие от горизонтального вращается вместе с визирной осью, а алидада вертикального круга неподвижна.

На рисунке 4.10 показан вертикальный круг теодолита при визировании на одну и ту же точку при двух положениях зрительной трубы относительно вертикального круга, то есть при КЛ и КП.

Визирование на одну и ту же точку при двух положениях зрительной трубы относительно вертикального круга

Рис. 4.10. Визирование на одну и ту же точку при двух положениях зрительной трубы относительно вертикального круга

Для вычисления угла наклона следует применять следующие формулы:

V = КЛ - МО, v = МО - КП,

v = (КЛ - КП) / 2,

где КЛ — отсчет по шкале вертикального круга при «круге влево»;

КП — отсчет ио шкале вертикального круга при «круге вправо»;

v — угол наклона;

МО место нуля вертикального круга.

Если угол наклона измерен визированием на точку дважды, при КЛ и КП и по результатам двух отсчетов вычислен v и МО, то такое измерение называют полным приемом, если измерение выполнено при одном круге, то оно называется полуприемом.

Проірамма измерения угла наклона полным приемом:

  • 1. Подготовительные работы.
  • 2.1 полуприсм.
  • 3. II полуприем.
  • 4. Вычисление угла и составление абриса.

Подготовительные работы

Подготовительные работы при измерении угла наклона те же, что и при измерении горизонтального угла, но дополнительно измеряется высота инструмента I (расстояние от оси вращения зрительной трубы до центра пункта) и определяется высота наведения I. Практически удобнее наводить перекрестье сетки нитей на высоту, равную высоте инструмента, то есть. I = і.

Первый полуприсм. Навести перекрестье сетки нитей при левом положении вертикального круга вначале грубо с помощью оптического визира, а затем точно с помощью микрометренных винтов на точку наблюдения. Снять отсчет по шкале вертикального круга с точностью до 0,5' и записать в журнал.

Второй полуприем. Перевести зрительную трубу через зенит и навести перекрестье сетки нитей на ту же точку. Снять отсчет по шкале вертикального круга, записать в журнал (отсчет будет при «круге вправо»).

Необходимо помнить, что у теодолитов серии Т-30 нет уровня при алидаде вертикального круга. Его заменяет уровень при алидаде горизонтального круга, поэтому при измерении вертикальных углов, а также при определении МО, пузырек этого уровня должен находится в иоль-пункте. При необходимости пузырек подводиться с помощью подъемных винтов подставки.

Вычисление угла наклона. По формулам, приведенным ранее, вычислить МО и V. Для контроля угла наклона v вычисляется по трем формулам (журнал измерения вертикальных углов).

Если угол наклона измеряется несколькими приемами или измеряется несколько углов, то МО является надежным средством контроля правильности измерений; МО должно быть постоянным. Допускается колебание МО в пределах не более двойной точности инструмента, то есть не более ± 1'.

№ станции

Название точек наблюдения

Отсчеты по вертикальному кругу

кл+кп МО=—Т—

V =кл-мо

  • 1' =мо-кп
  • 1' =(КЛ-КП)/2

Абрис

° 1 '

о | ,

1

2

3

4

5

Уг.2

КЛ Уг.1

+ 3

48

-0

00,5

+3

48,5

ТгТ

Уг.2^---

КП Уг.1

-3

49

Уг.2

КЛ Уг.З

-5

34

-0

00,5

-5

33,5

Уг.2

~^Уг.З

КП Уг.З

+5

33

Рис. 4.11. Пример заполнения журнала измерения вертикальных углов

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >