Измерение вертикальных углов и их обработка

В инженерной практике с горизонтальными углами одновременно измеряют вертикальные (углы наклона n).

Измерение вертикальных углов начинают после приведения теодолита в рабочее положе-ние. Наведение на визирную цель производят средней горизонтальной нитью визирной сетки зрительной трубы, при этом следят, чтобы пузырек соответствующего цилиндрического уровня находился в нуль-пункте. В теодолитах Т30-4Т30П используется цилиндрический уровень на алидаде горизонтального круга. В теодолитах, оснащенных цилиндрическим уровнем при али-даде вертикального круга, проверяют установку этого уровня. В теодолитах с компенсатором (например, Т5К) допускают незначительные отклонения пузырька цилиндрического уровня.

Вертикальный круг и зрительная труба теодолита ТЗО жестко соединены с общей для них осью вращения так, чтобы диаметр лимба 90°-270° и визирная ось трубы были взаимно параллельны в проекции на плоскость вертикального лимба и проходили через геометрическую ось ТТ₁ (см. рис. 4.2, а, б Л/8/).

Угол наклона v теоретически определяется относительно горизонтальной плоскости НН (рис. 4.17, а, б Л/8/), но при помощи данного теодолита угол наклона измеряется относительно отвесной линии ZZ как разность отсчетов по угломерному кругу, полученных при наклонном и горизонтальном положении визирной оси зрительной трубы. При визировании на точку М

отсчеты берутся относительно отсчетного индекса И. Если теодолит находится в положении КП, отсчет по вертикальному кругу следует обозначить символом П, для положения KJI -

символом Л (см. рис. 4.17, а, б).

Рис. 9 Измерение углов наклона v

 

 

Место нуля вертикального круга (МО) - это величина отсчета по вертикальному кругу теодо-лита при горизонтальном положении осей: визирной оси зрительной трубы и оси цилиндричес-кого уровня на алидаде вертикального круга. В теодолитах Т30-4Т30П величина МО представ-ляет угол между направлением радиуса отсчетного индекса И и диаметром лимба 90°-270°, установленным вертикально по цилиндрическому уровню.

В зависимости от рабочего положения теодолита КП (см. рис. 9, а) или KJI (см. рис. 9, б) угол наклона вычисляется по формулам

v= 180°- П + М0; (1)

v = Л - МО. (2)

Приравняв оба выражения, найдем МО = (Л + П - 180°) / 2. (3)

В хорошо отъюстированном теодолите МО близко или равно нулю. Если МО = 0° 00', то в положении теодолита КЛ отсчет Л по вертикальному кругу равен углу наклона v.

Эти формулы применительно к различным теодолитам записываются в несколько ином виде в зависимости от типа оцифровки градусных делений вертикального круга.

Для теодолитов ТЗО и 4Т30П с круговой оцифровкой 0° - 359° используются следующие формулы:

МО = (Л + П+ 180°)/2; (4)

v = Л - МО; (5)

v = M O -П -180 °; (6)

v = (Л - П - 180°) / 2. (7)

 

!!! В теодолитах 2Т30П, ЗТЗОП, 2Т5, Т5К, ЗТ5КП градусные деления вертикального круга разделены на четыре сектора, каждый оцифрован от 0° до 75° или от 0° до 90° с указанием

знака ≪минус≫ для отрицательных углов наклона, а формулы для вычисления значений МО и v имеют вид

МО = (Л + П) / 2; (8)

v = Л - МО;

v = МО - П;

v = (Л - П) / 2.

 

Пример1. Вычислить угол наклона v, если при визировании на точку М получены отсчеты Л = 6° 41'; П = 173° 21' (теодолиты ТЗО, 4Т30П).

Решение полное. МО = (6° 41' + 360° + 173° 21' + 180°) / 2 = (720° 02') / 2 = 360° 01' = 0° 01';

v = JI-MO = 6°41' - 0°01' = + 6°40';

v = МО - П - 180° = 360° 01' - 173° 21' - 180° = + 6° 40';

v = (Л - П - 180°) / 2 = (6° 41' + 360° - 173° 21' - 180°) / 2 == (+13° 20') / 2 = + 6° 40'.

Решение сокращенное.

МО = (JI + П + 180°) / 2 = (6° 41' + 173° 21' + 180°) / 2 = (360° 02') / 2 = 180° 01' + 180° = 360° 01' = 0° 01';

v = Л -- МО = 6° 41' - 0° 01' = + 6° 40'.

Пример 2. При визировании на точку А получены отсчеты Л = 354° 02'; П = 186° 00' (теодолиты ТЗО, 4Т30П). Вычислить угол наклона.

Решение сокращенное.

МО = (Л + П + 180°) / 2 = (354° 02' + 186° 00' + 180° 00') / 2 = (720° 02') /2 = 360° 01' = 0° 01';

v = Л - МО = 354° 02' - 360° 01' = - 5° 59'.

 

Пример 3. При визировании на точку М теодолитом 2Т30П получены отсчеты по вертикально-му кругу Л = -3° 10', П = +3° 12'. Вычислить угол наклона.

 

Решение. МО = (Л +П) / 2 = (-3° 10' + 3° 12') / 2 = +0° 01'; v = Л -М О = -3 ° 10'- 0°01 '= -3 ° 11'.

Контроль v = МО - П = - 3° 11'.

 

При измерении вертикальных углов колебания величины МО не должны превышать 2 t - двойной точности отсчетного устройства (1' в теодолитах Т30-4Т30П). Из полученных величин

МО используется среднее.

 

Юстировка места нуля

Если МО близко к нулю, то упрощаются вычисления углов наклона. Приступая к юстировке, значение МО определяют 2-3 раза, затем вычисляют угол наклона v.

В теодолитах Т30-4Т30П после определения величин МО и v вновь визируют на точку М при КЛ и, удерживая пузырек уровня в нуль-пункте, зрительную трубу ставят на отсчет по

вертикальному кругу Л = v. Затем вертикальными юстировочными винтами сетки ее среднюю горизонтальную нить совмещают с изображением точки М, после чего определяют полученную

величину МО.

В теодолитах с уровнем при алидаде вертикального круга (Т5, Т2 и др.) при визировании на точку М пузырек этого уровня удерживают в нуль-пункте. Определяют значения МО и v. Затем визируют на точку М при КЛ и, вращая установочный винт названного уровня, устанав-ливают отсчет v, равный величине угла наклона. После этого с помощью юстировочной шпиль-ки или отвертки вращают юстиротировочный винт того же уровня - перемещают его пузырек в нуль-пункт. Находят новую величину МО.

В теодолитах с компенсатором при вертикальном круге (Т5К, ЗТ5КП) величину МО ≈ 0° 00' регулируют котировочным винтом, расположенным на колонке вертикального круга (Т5К).

Примечание. При заводской сборке теодолита величину МО устанавливают близкой к 0° 00’. В теодолитах ТЗО - 4Т30П, как и во всех типах теодолитов, не рекомендуется изменять величину МО смещением визирной сетки больше чем на 1-2', так как отклонение визирной оси от опти-ческой оси будет приводить к значительным колебаниям визирной оси при перефокусировках трубы.

 

Вопросы и задания для самопроверки

1. В каких плоскостях измеряют горизонтальные и вертикальные углы и как это отражено в принципиальном устройстве теодолита?

2. Начертите основные геометрические оси теододита.

3. Опишите устройство зрительной трубы теодолита, ее оси, видимое увеличение, точность визирования, последовательность установки на четкое изображение визирной сетки и предмета,

устранение параллакса.

4. Покажите назначение и устройство уровней в теодолите.

5. Какие угломерные круги и отсчетные устройства применяются в теодолитах типа ТЗО и Т5, как берутся отсчеты?

6. Как классифицируют теодолиты по точности?

7. Какие центрировочные устройства применяются в теодолитах?

8. Назовите технические особенности устройства, практические возможности кодовых

теодолитов.

9. Как выполняются полевые поверки и юстировки теодолита перед началом измерений?

10. Почему горизонтальные и вертикальные углы измеряют при КЛ и КП?

11. Какие меры принимают для устранения действия внешних и внутренних источников

погрешностей при измерении горизонтальных углов теодолитом, каковы требования к точности центрирования теодолита и визирных целей?

12. Вычислить МО и v, если в теодолите ТЗО Л = 12° 25';

П = 167° 33'; в теодолите 2Т30П Л = +12° 27'; П = -12° 25'.

 

Задание 7

Вывод о проделанной работе:

 

В результате выполнения данной лабораторной работы я … ….

Визирная ось – воображаемая прямая, проходящая через оптический центр объектива и центр сетки нитей[1]