ПОВЕРКИ И ЮСТИРОвКИ Теодолита

Взаимное расположение частей теодолита должно удовлетворять ряду геометрических условий, наличие которых устанавливают, производя поверки инструмента. Если обнаруживается, что то или иное геометрическое условие не выполняется, производят юстировку (регулировку) инструмента.

Условие 1. Ось цилиндрического уровня алидады горизонтального круга должна быть перпендикулярна оси вращения теодолита. (Поверка цилиндрического уровня).

Установить теодолит на штатив. Повернуть алидаду так, чтобы цилиндрический уровень был параллелен линии, проходящей через два подъемных винта. Вращая два винта в противоположных направлениях, приводят пузырек уровня на середину. Затем поворачивают алидаду на 180⁰. Если пузырек уровня остается на середине, то уровень исправен и поверку считают выполненной. Если пузырек смещается более чем на два деления, уровень не исправен и требуется выполнить юстировку.

Юстировка: Исправительными винтами уровня перемещают пузырек по направлению к нуль-пункту на половину дуги отклонения. Подъемными винтами приводят пузырек уровня на середину, повторяют поверку.

Условие 2: Визирная ось трубы должна быть перпендикулярна оси вращения трубы. Определение коллимационной ошибки (С).

Устанавливают теодолит по уровню. При КП наводят теодолит на точку, снимают отчет по горизонтальному кругу. Ту же самую операцию выполняют при КЛ. Коллимационная ошибка вычисляется по формуле:

(1)

Значение с≤ 2t, где t-точность теодолита.

 

Таблица 2. Пример вычисления коллимационной ошибки.

 

Точка стояния	Точка визирования	Отсчеты горизонтального круга	с
КЛ	КП
А	В	329о 54/ 02//	149о 54/ 00//	0о 00/ 01//

 

Юстировка: Наводящим винтом алидады устанавливают по горизонтальному кругу отсчет: .

При этом изображение наблюдаемой точки сместится из центра сетки нитей. Ослабив исправительные винты сетки, боковыми исправительными винтами совмещают центр сетки нитей с точкой. Осторожно затягивают исправительные винты. Затем поверку повторяют.

Условие 3: Одна из нитей сетки должна находиться в коллимационной плоскости. Поверка сетки нитей:

Нить сетки наводят на четко видимую точку так, чтобы изображение совместилось с вертикальной нитью сетки сверху. Вращая наводящий винт трубы, перемещают изображение наблюдаемой точки вниз. Поверка считается выполненной, если точка не сошла с вертикальной нити. Если точка смещается с нити, выполняют юстировку.

Юстировка: Снимают колпачок основной трубы, ослабляют исправительные винты сетки нитей, разворачивают сетку на нужный угол, закрепляют юстировочные винты сетки нитей, повторяют поверку.

Условие 4: Определение места нуля (М0). Место нуля – это отсчет по вертикальному кругу, когда зрительная труба горизонтальна, а пузырек уровня при алидаде находится в нуль-пункте.

Зрительную трубу наводят на высоко расположенную точку, и при двух положениях теодолита снимают отчет по вертикальному кругу. Место нуля вычисляют по формуле:

(2)

Значение . Если , то выполняют юстировку.

 

Таблица 3. Определение МО вертикального круга.

 

Точка стояния	Точка визирования	Отсчеты горизонтального круга	МО
КЛ	КП
А	В	3о 07/	- 3о 05/	0о 00/ 01//

 

Юстировка: По вертикальному кругу устанавливают отсчет, равный углу наклона , равный: . При этом изображение наблюдаемой точки сместится из центра сетки нитей. Ослабив боковые исправительные винты сетки нитей, вертикальными исправительными винтами совмещают центр сетки нитей с наблюдаемой точкой. Закрепляют винты. Далее снова проверяют условие:

 

3. Создание плановой основы

 

Плановая основа создается проложением замкнутого теодолитного хода. Количество вершин зависит от количества студентов в бригаде. Если в бригаде 6 человек, то прокладывается многоугольник из 6 вершин. Сначала выполняется рекогносцировка местности, то есть выбирается местоположение точек, так чтобы между соседними точками была хорошая видимость, определяются границы съемки участка, ситуация и рельеф, подлежащие съемке, методы их съемки. Точки на местности закрепляются временными знаками: деревянными колышками, металлической трубой, костылем, окраской на твердом покрытии, выходе камня и т. п. Для облегчения отыскания точки на мягком грунте ее окапывают канавкой.

Запрещается устанавливать (закреплять) пункты теодолитного хода на проезжей части дороги или на дорожках для пешеходов.

Углы поворота измеряются теодолитом, длины - мерной лентой в прямом и обратном направлениях.

Приборы и принадлежности: теодолит, штатив, отвес, две вешки, колышки для закрепления вершин хода, топорик или молоток, стальная рулетка с миллиметровыми делениями РС-20, 30, 50 м или тесьмяная рулетка 50 м, комплект из 5 стальных шпилек; микрокалькулятор, журналы для измерения горизонтальных углов и длин линий.

Порядок работы на станции:

- центрирование теодолита, установка теодолита над точкой так, чтобы центр горизонтального лимба находился на отвесной линии, проходящей через вершину измеряемого угла. Центрирование выполняется с помощью нитяного или оптического отвеса;

- нивелирование теодолита. Первое условие поверки;

- установка яркости сетки нитей. Прикрыть зрительную трубу белой бумагой, вращением окулярного колена установить яркость сетки нитей;

- измерение горизонтальных углов. Измеряют правые или левые углы поворота. Если полигон пронумерован по ходу часовой стрелки, то измеряются внутренние правые углы. В задних и передних точках устанавливают вешки. Далее зрительная труба наводится на вешку, установленную в передней точке, и при этом перекрестие сетки нитей наводится на низ вешки и по отчетному устройству снимают отсчет по лимбу горизонтального круга. Затем зрительная труба наводится на низ вешки, установленной в задней точке и снимают отсчет. Результаты записывают в полевой журнал. Это измерение называется первым полуприемом пусть при положении КЛ. Далее трубу переводят через зенит, алидаду поворачивают на 180 градусов и второй раз измеряют угол, т.к. каждый угол измеряется двумя полуприемами. Из полученных значений вычисляют среднее значение угла. Разность значений не должна превышать двойную точность теодолита.

Часто во втором полуприеме углы измеряют при ориентированном лимбе. Для этого совмещаются нулевой штрих отсчетного устройства и лимба, после чего вращением лимба наводят трубу на переднюю точку хода. В журнал записывают 0º 00 ¢00¢¢. Затем вращением алидады наводят трубу на заднюю точку измеряемого угла и берут отсчет по лимбу – он равен величине измеряемого угла.

 

 

А

 

 

В

С

 

 

Рис. 1. Схема измерения горизонтального угла.

 

Таблица 4. Журнал измерения горизонтального угла.

 

Номер станции	Точка наблюдения	Отсчеты по горизонтальному кругу	Угол	Средний угол
КЛ
В	С	187º 45 ¢00¢¢	122º 30¢00¢¢
А	65º 15¢00¢¢
	КП	122º 30¢00¢¢
В	С	0º 00 ¢00¢¢	122º 30 ¢00¢¢
А	122º 30 ¢00¢¢

 

На результат измерения угла оказывает влияние неточности центрирования теодолита и установки наблюдаемой вешки. Вешку следует устанавливать в центре знака, теодолит центрировать над точкой, при снятии отсчета сетку нитей наводить строго на низ вешки, и не прокладывать слишком короткие стороны.

Таким образом, измеряются все углы поворота теодолитного хода. После измерения всех углов поворота полигона вычисляется сумма измеренных углов и выполняется контроль полевых измерений. Сумма теоретических углов для замкнутых теодолитных ходов определяется по формуле ∑b_теор=180⁰(n-2). Угловая невязка вычисляется по формуле:

f_β = ∑β_прак – ∑β_теор

и допустимая угловая невязка не должна превышать: доп.f_β = 1'√ n, где n - количество углов.

- измерение дирекционного угла. Дирекционный угол начальной стороны принять равным магнитному азимуту этой линии, определенному по буссолью. На лимбе горизонтального круга теодолита устанавливают 0⁰00^/, затем закрепляют закрепительный винт алидады и открепив закрепительный винт лимба производят ориентирование по буссоли, т.е. черная сторона стрелки должна показывать строго на север, при этом отсчет по горизонтальному кругу будет равен нулю, далее закрепляют закрепительный винт лимба и, открепив закрепительный винт алидады, зрительную трубу наводят на следующую точку хода, снимают отсчет по горизонтальному кругу (следует не путать закрепительные винты алидады и лимба, при закрепленном винте лимба отсчет по горизонтальному кругу не меняется). Приняв α_1.2= А_маг, вычисляют дирекционные углы остальных сторон по измеренным горизонтальным углам.

 

 

 

Рис. 2. Измерение магнитного азимута.

 

- измерение вертикальных углов и вычисление угла наклона. Для этого при положении КЛ зрительную трубу наводят на метку, соответствующую высоте инструмента. Снимают отсчеты по вертикальному кругу при круге КЛ и КП. Далее вычисляют МО и угол наклона n по формулам:

 

(3)

n = КЛ-МО (4)

 

Результаты вычислений записываются в журнал.

 

Таблица 5. Журнал измерения МО и угла наклона.

 

Номер станции	Точка наблюдения	Отсчет по вертикальному кругу КЛ	Отсчет по вертикальному кругу КП	МО	Угол наклона
В	С	2º 25 ¢00¢¢	-2º 23¢00¢¢	0º 01 ¢	2º 24¢00¢¢
А	- 0º 25¢00¢¢	0º 24¢	- 0º 0¢30¢¢	- 0º 25¢30¢¢

 

- измерение расстояний. Вначале производят осмотр рулетки (ленты), шпилек. Разматывать ленту (рулетку) следует осторожно, чтобы не закручивалась, не образовывались петли и перегибы, иначе полотно может надломиться или сломаться. Разматывать ленту вдвоем: один, держа в руке конец полотна, медленно отходит, внимательно следя за правильным положением ленты, другой осторожно и медленно вращает кольцо, постепенно освобождая ленту. Запрещается снимать с кольца ленту витками, так как это ведет к образованию петель.

Развернутую ленту (рулетку) укладывают на землю и осматривают:

нет ли надломов, трещин, изгибов, надежно ли прикреплены ручки. Если обнаружатся изгибы, то выпрямить. В противном случае в процесс работы может быть разрыв. Погнутые шпильки выпрямить и проверить соответствие толщины шпильки и выреза в ленте.

2. Пробные измерения длины линии. На концах намеченной для измерений линии (длиной 80-100 м) установить визирные цели (вешки). Линию измеряют два человека. Первый прикладывает нулевой штрих к начальной точке и закрепляет ленту шпилькой. Второй по команде первого укладывает ленту в створ, встряхивает ее, натягивает «от руки» с силой и закрепляет шпилькой. И далее весь процесс повторяют. В конце линии между последней шпилькой и конечной точкой измеряют остаток r с точностью 1 см. При измерении стальными рулетками концы мерного прибора фиксируют на мягком грунте гвоздями или шпильками, а на твердом покрытии дорог – прочерчиванием.

 

Длина линии

 

D=nl₀ + r, (5)

 

где n – число укладок, l₀ – номинальная длина мерного прибора, r – остаток.

 

Линию измеряют в прямом D_пр и обратном D_обр направлениях. Разность ΔD=| D_пр -D_обр | не должна превышать 1/1000 измеряемой длины. Если условие выполнено, то вычисляют среднее значение D_ср=(D_пр +D_обр)/2 до 1см. В противном случае измерение повторяют.

При измерениях с нормативной точностью 1/1000 поправки в длину линии D за компарирование и температуру не учитывают.

3. Вычисление горизонтального проложения. Горизонтальное проложение линии вычисляют по значениям длины линии и угла наклона на местности по формуле:

d=DCos ν (6)

Таблица 6. Журнал измерения расстояний.

Линия	Dпр	Dобр	Dср	Угол наклона	Горизонтальное проложение
В-С	321,81	321,79	321,80	2º 24¢00¢¢	321,8
В-А	377,58	377,62	377,60	- 0º 25¢30¢¢	377,60.

-вычисление координат точек плановой основы. Вычисления координат точек теодолитного хода производят в специальной ведомости (табл. 7). (Аналогичная работа выполнялась во время изучения теоретического курса Геодезия 1).

Порядок вычислений:

1. Из журнала измерения горизонтальных углов (табл. 4) в 2 графу ведомости вычисления координат (Таблица 7) выписывают измеренные углы. В графу 4 выписывают дирекционный угол линии 1-2, измеренный с помощью буссоли. В графу 6 выписывают из журнала линейных измерений (табл. 6) горизонтальные проложения. В графы 9-10 выписывают заданные координаты точки 1.

2. Вычисляют угловую невязку fβ=∑β_ИЗМ-180(n-2) и допустимую по доп.f _β=1'√n, и записывают их в ведомость под итоговой чертой.

 

3. Если f_β≤доп.f_β, вычисляют поправки к измеренным углам и записывают их в графу 2. Невязка f_β распределяется с обратным знаком поровну на все β_ИЗМ, но сумма поправок должна быть равна - f_β.

 

4. Вычисляют β_ИСПР, графа 3, как измеренный угол плюс поправка.

 

Контроль: ∑β_ИСПР=180(n-2).

 

5. По исправленным углам вычисляют дирекционные углы последующих линий, графа 4: дирекционный угол последующей линии равен дирекционному углу предыдущей линии плюс 180⁰ и минус исправленный угол. Так α_2-3=α_1-2+180⁰–β_2испр, и т. д. Контролем служить получение в конце исходного значения дирекционного угла.

 

6. По дирекционным углам вычисляют румбы графа 5. 7. Вычисляют приращения координат через дирекционные углы (графы 7-8) Δx=dCosα, Δy=dSinα (7)

8. Вычисляют невязки: f_x=∑Δx, f_y=∑Δy, f_P=√f_x²+f_Y² и записывают под чертой.

9. Если невязка в периметре хода f_P≤ Р/1000 (периметр хода Р =∑d), то вычисляют поправки к приращениям координат. Для этого невязки f_x и f_y распределяют с обратным знаком на все приращения пропорционально длинам линий: -f_xd_i/P, -f_yd_i/P, d_i –длина i-овой линии.

 

Поправки, округленные до 1 см, записывают в графах 7 и 8 над вычисленными приращениями. Контроль: суммы поправок должны равняться -f_x и -f_y.

 

10. По исправленным приращениям (вычисленное приращение плюс поправка с учетом знака) и исходным координатам точки 1 вычисляют координаты точек теодолитного хода, графы 9 и 10: координата последующей точки равна координате предыдущей точки плюс исправленное приращение. Контроль: в конце должно быть замыкание хода.

- составление плана. А для составления плана по протяженности участка по оси абцисс и ординат надо определить размер листа. Далее вычертить координатную сетку нанести точки по координатам. (Повтор практической работы по Геодезии 1).

Таблица 7. Ведомость вычисления координат.

№№ то- чек	Измеренные углы	Исправлен- ные углы	Дирекцион ные углы	Румбы	Длина линии	Вычисленные Приращения	Исправленные приращения	Координаты
+∆X	+∆Y	+∆ X	+∆ Y	X	Y
	-1
	123042 1	123041 1					+16
			760 50 1	СВ: 760 50 1	321,80	+73,30	313,33	+73,30	+313,49
	113 010 1	1130 10 1				-2	+21			573,3	1313,49
			1430 40 1	ЮВ: 360 20 1	377,60	-304,19	223,72	-304,21	+223,93
	1130 35 1	1130 35 1				-1	+15			269,09	1537,42
	-1		2100 05 1	ЮЗ:300 05 1	266,30	-230,41	-133,49	-230,42	-133,34
	1260 02 1	1260 01 1				-1	+14			38,67	1404,08
			2640 04 1	ЮЗ:840 04 1	255,72	-26,43	-254,33	-26,44	-254,19
	1290 20 1	1290 20 1				-1	+19			12,23	1149,89
			3140 44 1	СЗ:450 16 1	340,70	+239,78	-242,04	+239,77	-241,85
	1140 13 1	1140 13 1					+15			252,00	908,04
			300 31 1	СВ:200 31 1	264,80	+248,00	+91,81	+248,00	+91,96
						∑+∆=+561,08 ∑- ∆ =-561,03	+628,86 -629.86	+561,07 -561,07	+629,38 -629,38
Р=1826,92

= 720 ⁰ 02 ¹ 720 ⁰ 00 ¹ ƒ ∆x = +0.05 ƒ ∆y =-1,00

_теор.=720 ⁰ 00.0 ¹ 720 ⁰ 00 ¹ ƒ абс=

ƒ _β = +0.2 ¹ 0 ¹ ∆Р/Р:f aбс = 1/3343 ≤1/2000

ƒ _β(доп)= 1 ¹ √6= 2.5 ¹; ƒ _β ≤ ƒ _β(доп)

Создание высотной основы

 

 

Приборы и принадлежности: нивелир, штатив, две рейки.