авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 12 |

«Ю. А. ФЕДОРОВ С ОСНОВАМИ ИНЖЕНЕРНОЙ ГРАФИКИ Р е к о м е н д о в а н о Г о с у д а р с т в е н н ы м ко- митетом Российской Федерации по ...»

-- [ Страница 3 ] --

При этом в значении измеренной или вычисленной величины и в значении ее ошибки должно быть одинаковое число десятичных знаков. 1 - v,, Для большинства геодезических измерений характерно, что их производят всегда больше, чем необходимо для определения иско мых величин. Например, в.практике геодезических/ работ почти всегда измеряют три угла в треугольнике, хотя третий угол можно определить, вычитая из 180° сумму двух измеренных углов. Из-за неизбежных ошибок избыточные измерения не согласуются между собой. Чтобы устранить эти несогласования, оценить точность ре зультатов измерений и по возможности повысить ее, выполняют Десятичные знаки — это все цифры числа после запятой. Значащими на зывают все цифры числа, начиная слева от первой отличной от нуля цифры до цифры, имеющей погрешность не больше единицы. Например, в числе 0,00750 L имеем пять десятичных знаков и три значащих цифры.

так называемое уравнивание измерений. Полученные в результа те уравнивания значения искомых величин, согласованные между собой в результате введения соответствующих поправок, называ ются уравненными. ••', Оптимальное решение получается с'помощью различных enow собов уравнивания результатов измерений. Ведущее Место среди них занимает способ наименьших квадратов. Сущность его в том, что, составляя и решая. систему' линейных' уравнений, получают поправки vu 2,..., v'%. для''Измеренных значений U, к,..., /«.

Значения и знаки этих поправок таковы, что после их введений уравненные значения величин наилучшим образом- удовлетворяют все зависимости, связывающие измеренные величины между собой.

В зависимости от неравноточностй или равноточности измерений', выполненных для определения искомых величин, полученные по правки отвечают условиям: i.. * ' ':

, J ] pipl —\pv2\ — min или [a 2 ],==.min. ',(3.69) ' i=1 " _ '• '. '.

3.5.2. Правила и средства приближенных - геодезических вычислений. ;

] Полевые измерения являются наиболее ответственным и тру доемким этапом геодезических работ. Поэтому при камеральной обработке не должна быть утрачена точность полевых измерений.

Д л я этого, как правило, в расчетах используют числа, на один Десятичный знак большие, чем полученные из измерений. В окон чательном Же результате оставляют столько значащих цифр, сколько их получено при полевых измерениях. В этом случае большое значение для - результатов расчетов " : имеет правиль ность округления чисел, предельная ошибка которого равна поло вине последней значащей цифры. Чтобы возникающая при округ лении чисел ошибка была минимальной, соблюдают следующие !

правила;

:,' q •'•• 1) если отбрасываемая-цифра больше 5, то последняя сохра няемая цифра увеличивается на единицу. Например, 74,66«74,7;

2) если отбрасываемая цифра меньше 5, то последняя сохра няемая цифра остается без изменений. Например, 74,64«74,6;

3) если отбрасываемая цифра равна 5, то Предыдущая сохра няется, когда она четная, и увеличивается на единицу, когда не четная. Например, 74,65 « 7 4, 6, а 74,75 « 7 4, 8.

При сложных расчетах, выполняемых с помощью ЭВМ, реко мендуется оставлять в приближенных числах два-три дополни тельных разряда по сравнению с исходными данными.

Математическую обработку результатов геодезических измере ний производят, соблюдая следующие основные правила:

1) алгебраическая сумма или разность приближенных чисел имеет столько десятичных знаков, сколько их содержится в компо 5 Заказ № 124 ненте с наименьшим числом этих знаков, например, 4,175 + 8, 1 4 »

«12,32;

.г-:

: 2) произведение или частное от деления приближенных чисел имеет столько значащих цифр, сколько их имеет менее точное при ближенное число, у которого меньше значащих цифр, например, 2,121 X 5,31 ~ 11,3;

3) при делении и умножении приближенного числа на точное или точного числа на приближенное в результате сохраняется зна чащих цифр не больше, чем их имеется в приближенном числе.

Например, 3 : 1,48 = 2,03;

:

,4) при возведении приближенных чисел в степень и при из влечении из них корня в результате сохраняется столько знача щих цифр, сколько их имеет используемое в операциях прибли женное число. Например, 3,15 2 «9,92.

В зависимости от целей вычислений и заданной точности ре зультатов можно применять самые разные средства вычислитель ной техники: от микрокалькуляторов до больших ЭВМ. В геоде зической практике часто используют таблицы значений элементар ных функций, приращений координат, превышений, натуральных значений тригонометрических функций и др. При этом важно по мнить, что помещенные в них значения не всегда точны.

Простейшие геодезические задачи удобно решать с помощью программируемых и непрограммируемых микрокалькуляторов БЗ-21, БЗ-34, МК-52, МК-54 и МК-61. Более сложные задачи по уравниванию небольших систем геодезических построений можно успешно решать с помощью ПЭВМ «Искра 1030», IBM PC/AT и др. Уравнивание больших и сложных систем, например, всей нивелирной сети региона (страны), немыслимо без применения ЭВМ с большим быстродействием и объемом оперативной памяти.

В последние годы Федеральная служба геодезии и картогра фии России разрабатывает программное обеспечение на основе создания отраслевого банка программ путем концентрации разра ботанных программ в филиале отраслевого фонда алгоритмов и программ (ОФАП) по мини- и микроЭВМ, организованном в Но восибирске. Отраслевой фонд алгоритмов и программ с 1986 г.

комплектуется подлинниками программных документов на про граммные средства, соответствующими требованиям ГОСТ Е С П Д.

Д л я ознакомления с программами, имеющимися в филиале ОФАП и фондах других организаций, ежегодно публикуется их аннотированный перечень.

ГЛАВА 4. ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ 4.1. Угловые измерения 4.1.1. Принципы измерения горизонтальных и вертикальных углов Пусть на местности имеются точки /1, В и С. Точка А служит вершиной угла ВАС (рис, 4.1). Горизонтальный угол—это проек ция угла ВАС на горизонтальную плоскость. Проведя через вер шину угла А горизонтальную плоскость Q, построим на сторонах этого угла АВ и АС две вертикальные плоскости N и Р для опре деления горизонтальной проекции этого угла в плоскости Q. Ме рой двугранного угла ВАС, сторонами которого являются вер тикальные плоскости N и Р, является плоский угол Р/ или любой другой плоский угол (3,-, вершина которого находится в какой-либо точке на отвесном ребре AD двугранного угла ВАС, а стороны его лежат в плоскости, параллельной горизонтальной плоскости Q.

Если в точке а (см. рис. 4:1) расположить градуированный круг, плоскость которого горизонтальна, центр круга лежит на ребре /1.0, а радиусы abi я асi круга расположены в проектирующих плоскостях N и Р, то угол Ь\ас\ равен углу pi. Если на круге нане сти начало отсчета 0° и оцифровать пр ходу часовой стрелки гра дусные деления круга, то угол р, можно определить.как разность отсчетов по кругу в точках сi и b\ в пределах 0—360°:

Рг = -А. (4.1) С В геодезии различают два вида вертикальных углов: зенитное расстояние и угол наклона. Зенитное расстояние z — это всегда:

положительный угол между отвесной линией и линией визирова ния (см. рис. 4.1), а угол наклона v —это угол между горизон тальной плоскостью и линией визирования. Если сторона нахо 4* дится шлите проекции, то угол vB считают положительным, если ниже — vc отрицательным (см. рис. 4.1).

Следовательно, для измерения горизонтальных и вертикальных углов прибор должен иметь горизонтальный и вертикальный от градуированные измерительные круги, расположенные соответ ственно в горизонтальной и вертикальной 'плоскостях. Чтобы отметить на горизонтальном круге начало и конец дуги b\Ci, необ ходимо иметь над ним вертикальную, подвижную плоскость, вра щающуюся'вокруг отвесной линии, проходящей через центр гори зонтального круга. Кроме того, необходимо с помощью визирного приспособления последовательно совместить эту плоскость с ли ниями ВА и СА, зафиксировав'каждое совмещение (наведение на точки В и С) на горизонтальном круге специальными индексами, перемещающимися по кругу вместе с подвижной плоскостью. Ана логичные приспособления должны быть и на вертикальном круге.

Приборы, отвечающие этим требованиям и предназначенные для измерения горизонтальных и вертикальных углов, назы ваются теодолитами.(от трёх греческих слов «теа»—-взгляд, «одос» — путь и «литое» — камень).

4.1.2. Классификация оптических теодолитов В соответствии с ГОСТ 10629-86 «Теодолиты. Общие техниче ские условия» все отечественные теодолиты по точности измере ния углов подразделяются на высокоточные (средняя квадрати ческая ошибка измерения угла т р 1,5");

точные ( т р = = 1,5"... 10");

технические ( « р Ю"). Согласно этому крите рию, стандартом определен следующий ряд теодолитов: типы Т1,.

Т2, Т5, Т15 и ТЗО [12]. Цифрами обозначены средние квадрати ческие ошибки измерений горизонтальных углов одним приемом..

По.устройству отсчетных приспособлений современные теодо литы классифицируются на оптические и электронные (кодовые).

Оптические теодолиты имеют стеклянные-угломерные круги и оптические отсчетные устройства. Электронные теодолиты имеют также стеклянные угломерные круги. Их особенностью является' наличие аналого-цифрового преобразователя угол — код и си стемы обработки сигналов, В электронных теодолитах для регист рации отсчетов, по горизонтальному и вертикальному кругам ис пользуются электронные цифровые табло на жидких кристаллах.

К ним относятся, например, теодолиты ЕТ 3 фирмы «Оптон»

(ФРГ), Т1000 фирмы «Вильд» (Швейцария), ДТ-30 фирмы «Топкон» (Япония) и др.

По конструкции теодолиты подразделяются на простые я по вторительные. Если горизонтальный круг теодолита наглухо скреплен с подставкой и не может автономно вращаться вокруг своей оси, теодолит называется простым (неповторительным).

Если, горизонтальный круг вращается вместе с алидадой (устрой ством для отсчитывания углов), то теодолиты называются повтори тельными.

807" По типу зрительных труб теодолиты подразделяются па теодо литы с трубами, дающими обратное изображение наблюдаемых предметов, с.-трубами, прямого изображения предметов и. автокод- лимационного изображения, созданного нуиком параллельных све товых лучей. В последних двух случаях к обозначению типа тео долита добавляется буква II (прямое изображение) или А (авто коллимационное изображение), Например,, название теодолита 2Т2ПА означает, что он относится ко второй серии выпуска опти ческих тердрлитов (2Т), имеет трубу с прямым изображением (II) и автоколлиматором (А)— оптическим устройством для повыше ния точности -наведения зрительной трубы на наблюдаемый Предмет. ;

.-. :.Г;

гу. "•.•,-•• Все теодолиты третьей серии выпуска (ЗТ) имеют устройство самоустанавливающегося индекса вертикального круга — компен сатор. Согласно ГОСТ 10529-86, такие теодолиты к л а сс и фи ци р уют как теодолиты компенсационные и к их обозначений добавляют букву К, например, теодолит ЗТ5КП., С 1 января 1990 г. Госстандартом нашей страны введен новый государственный стандарт «Приборы геодезические. Общие тех нические условия», который устанавливает основные признаки классификации всех геодезических приборов. • 4.1.3. Устройство и конструкции оптических теодолитов 4.1.3.1. Характеристика основных частей оптических теодолитов.

Основными частями оптических теодолитов являются зрительная труба, угломерные круги, отсчетные устройства, уровни и :компен саторы, устройства;

. для.центрирования теодолита над точкой установки. ' :

Зрительные трубы геодезических приборов обеспечивают точ ность наведения на предметы, расположенные на' расстоянии, ко торое в 2 раза больше фокусного расстояния объектива. У совре менных оптических теодолитов^ зрительные трубы имеют внутрен нее фокусирование в отличие от старых приборов, в;

зрительных трубах которых применялось внешнее фокусирование. Зрительная труба с внутренним фокусированием (рис. 4.2) имеет сложный.2 3 4- 5 Риб. 4.2. Устройство зрительной трубы с внутренним фокусирова нием.

807" объектив состоящий из двух или нескольких линз, и. окуляр 7.

В объективном колене с помощью кремальеры 3 перемещается патрубок 4 с фокусирующей линзой 2. Линза 2 с объективом составляют телеобъектив, фокусное расстояние которого всегда больше фокусного расстояния объектива. При перемещении линзы 2 изменяется фокусное расстояние телеобъектива, благо д а р я чему можно получить четкое изображение наблюдаемого предмета.

• Перед окуляром с помощью винтов 6 крепится Диафрагма 5 со •стеклом, на которой нарезана сетка нитей. Сетка нитей (рис. 4.3) — э т о система штрихов, расположенных в плоскости изо бражения, даваемого объективом зрительной трубы. Основные Рис. 4.3. Сетка нитей оптического теодолита 2Т30П.

штрихи сетки 1 и 3 используют для наведения зрительной трубы соответственно в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Точ ка пересечения основных штрихов сетки нитей К называется пере крестием сетки нитей. Дополнительные штрихи 2 и 4 — дальномер ные. Они служат для определения расстояний по рейке. Испра вительные винты 5 позволяют передвигать диафрагму со стеклом в вертикальном и горизонтальном направлениях.

Прямая, соединяющая оптический центр объектива О (см.

рис. 4.2) с перекрестием сетки нитей К, называется визирной осью зрительной трубы, а с оптическим центром окуляра 0\ — оптиче ской осью зрительной трубы. Обе эти оси не всегда совпадают между собой.

Ход лучей в зрительной трубе с внутренним фокусированием :показан на рис. 4.4. При производстве геодезических работ, как правило, визируют на значительно удаленные от прибора пред меты, поэтому их изображение всегда находится за пределами фокусного расстояния объектива, будучи действительным и обрат ным. Чтобы увеличить это изображение, в трубу введен окуляр.

Благодаря окулярам различных конструкций изображение пред мета получается мнимым и увеличенным (может быть обратным и прямым).

Зрительная труба с внутренним фокусированием по сравнению с трубой с внешним фокусированием имеет ряд преимуществ:

1) при одинаковых показателях труба с телеобъективом зна чительно короче и при работе она имеет постоянную длину;

807" 2) труба герметична, недоступна для пыли и поэтому дольше сохраняет прозрачность оптической системы;

г :.к;

---...} ^ 3) при фокусировании трубы-визирная ось лучше сохраняет своё положение.

К недостатку труб с внутренним фокусированием относится изменение фокусного расстояния эквивалентной линзы (объектив плюс фокусирующая линза) и связанное с этим изменение увели • :

чения трубы....... Я -ч."

Увеличением зрительной трубы называется отношение угла р, под которым наблюдаемый предмет виден в. зрительную трубу, К,углу а, под которым этот же предмет виден невооруженным гла зом' (рис. 4.5). Практически' его принимают равным отношению г.

фокусного расстояния объектива к фокусному расстоянию оку ляра: V = / о б / / о к. Выпускаемые отечественной оптико-механиче ской промышленностью оптические теодолиты имеют увеличения зрительных труб ! 20—40 раз, теодолиты' Т05А, используемые ! для определения широты, долготы й азимута из астрономических на блюдений;

Имеют увеличение 37Г 50 и 62 раза. " Пространство, видимое в зрительную трубу при неподвижном ее положении, называется полем зрения. Размер поля зрения:

определяется углом зрения ф (рис: 4.6), вершина которого нахо дится в оптическом центре объектива, а стороны опираются на* 807" 807" диаметр сеточной диафрагмы. Угол поля зрения определяется по формуле ф = 3S,2°/V, (4.2) где V — увеличение зрительной трубы, раз..

Чем больше увеличение зрительной трубы, тем меньше ее иоле зрения. У отечественных оптических теодолитов угол поля зрения зрительных труб колеблется от 1 до 2°.

Угломерные круги теодолитов, предназначенные для измере ния горизонтальных углов, представляют собой круговые транс портиры в виде стеклянных дисков с нанесенными на их кайме делениями. Кайма с делениями 'называется лимбом (от латин ского слова «лимбус» — кайма). Деления лимба нанесены через 1°. Срединное значение градуса отмечается удлиненным штрихом.

Центральный угол, опирающийся на дугу, соответствующую наименьшему делению шкалы лимба, называют ценой деления лимба.

Угломерные круги теодолитов, предназначенные для измере ния вертикальных углов, называют вертикальными кругами. В от личие от лимба, вертикальный круг имеет секторную оцифровку градусов в определенных интервалах, например, от 0 до 75° и от 0 до —75°. :

Чтобы отмечать на лимбе положение сторон измеряемого угла, у теодолитов имеется алидада в виде целого круга или его части, расположенная непосредственно над лимбом. Ось вращения али дады, называемая основной осью инструмента, должна проходить через центр делений лимба. Она является вертикальной осью инструмента. На алидаде имеются указатели для отсчитывания делений лимба.

Отсчетные устройства теодолита служат для производства от счетов по угломерным кругам. В оптических теодолитах к ним относятся штриховые и шкаловые микроскопы, а также оптические микрометры. Самым простым и менее точным является штрихо вой микроскоп в виде одного тонкого штриха — индекса, по кото рому оценивают на глаз десятые доли делений лимба и вертикаль ного круга с погрешностью до V. Штриховые микроскопы приме няют в технических теодолитах ТЗО. На рис. 4.7 а показано поле;

зрения отсчетного штрихового микроскопа. Отсчет по горизон тальному кругу равен 48° 05', по вертикальному — 357° 48'. Шка ловый микроскоп — более точное отсчетное устройство. Ошибка отсчета не превышает 0,Г. Индексом при отсчете служит соответ ствующий, штрих угломерного круга (рис. 4.8). Шкаловые микро скопы применяются, например, в теодолитах ЗТ5КП, Т15, 2Т30П.

Вертикальный круг у этих- теодолитов имеет секторную оциф ровку. Она позволяет снимать отсчеты по шкале, соответствующей измеряемому углу, и исключает необходимость дополнительных расчетов.

На вертикальном круге имеются четыре оцифрованных сек тора: два,противоположных сектора имеют положительную опиф ровку и два — отрицательную. Если в поле зрения видно градус ное деление вертикального круга со знаком минус, то в этом слу чае минуты и доли минут отсчитывают по нижней шкале, если со знаком плюс — то по верхней. На рис. 4.8 отсчет по горизонталь ному кругу равен 117°51,8', а по вертикальному равен ^ 0 ° 3 6 '.

muuia, Рие. 4.7Л: Дйдё-зрервя отсчетногр- микроскопа т©№ "додатев ТЗО (а) и 2Т30П (б).

В теодолитах ЗТ1, ЗТ2 в качестве отсчетных устройств исполь- зованы микроскопы с оптическими,.микрометрами. В левой части поля зрения видны изображения диаметрально противоположных штрихов лимба с ценой деления 20', в правой части — отсчетпый диск с ценой деления 1", (рис..;

4, 9 ), О ц е н и в а я,. десятые. долу шкалы дис^а на глаз, можно снять отсчет с точностью 0,1".

При отсчете по лимбу со вмещают с помощью, барабана оптического микрометра изо бражения видимых в поле зре ния нижних и верхних штри хов лимба, находят одноимен ные, различающиеся на 180° Рис. 4.8. Поле зрения отсчетного шкалового.. микроскопа. теодолита Т15К.

диаметрально противоположные штрихи градусов. Число ;

деле ний между этими градусами умножают на 10' (половина цены деления.лимба) и получают число десятков минут. Дальней ший отсчет минут, секунд и десятых долей секунд производят по.

отсчетному диску. Полный отсчет по оптическому микрометру на рис. 4.9 а составляет 95°42'38,7". У теодолита 2Т2 десятки минут отсчитывают под значением числа градусов, а минуты,, секунды а десятые дол» секунд определяют по отсчетному диску. Отсчет по оптическому микрометру теодолита-. 2Т2 составляет 95° 42'38,7" (рис. 4.9 6). !, 807" Уровни и компенсаторы служат для придания плоскостям и осям определенных частей теодолита горизонтального и вертикаль ного положения. Уровни состоят из ампулы, оправы и юстировоч-' ных винтов для регулирования положения оси уровня. По своей.форме уровни бывают круглого и цилиндрического типа.

Рис. 4.9. Поле зрения отсчетного микроскопа с оптически ми микрометрами теодолитов Т2 (о) и 2Т2 (б).

Круглый уровень (рис. 4.10) представляет собой стеклянную ^ампулу, отшлифованную по внутренней сферической поверхности ^определенного радиуса. Ампулу заполняют нагретым до 60°С •спиртом или эфиром, которые при охлаждений сжимаются, остав Рис. 4.10. Внешний вид (а) и устройство (б) круглого уровня л я я небольшое пространство, заполненное парами спирта или эфира и называемое пузырьком уровня.

З а нуль-пункт круглого уровня принимают центр окружности,.выгравированной в середине поверхности ампулы. Осью круглого уровня является линия, проходящая через нуль-пункт перпенди кулярно к плоскости, касательной внутренней поверхности уровня в его нуль-пункте.

Круглые уровни, имеющие цену деления около 3—5', приме няют для предварительной установки инструмента в вертикаль ное положение.

• Цилиндрический уровень (рис. 4.11 а)представляет собой стек лянную трубку, верхняя внутренняя поверхность которой отшли фована по дуге определенного радиуса. Его длина в зависимости от назначения;

уровня 3,5—200 м. Пузырек уровня 1 всегда за нимает наивысшее положение. Его оценивают делением шкалы,, нанесенным на внешней стороне ампулы через 2 мм. Цилиндри ческие уровни, служащие для придания горизонтального положе ния плоскости лимба, у большинства теодолитов.односторонние..

Ампулы накладных уровней • при зрительной-, трубе отшлифованы снизу и сверху.- Из-за колебаний, температуры цоздуха длина пу зырька уровня изменяется, (нормальная длина равна 0,3—0, ш 1 г 3 4 „® Ось 0 уровня А~ \ \ / / — у/О. • J R /г". Q.• -С.,..

J ( Рис. 4.11. Внешний вид (а) и способ определения'цены деления (б) цилин дрического уровня.

длины. ампулы при температуре воздуха 20 °С). : Д л я сохранения:

его,размер,а в цилиндрической ампуле 4 предусмотрена запасная камера 3, отделяемая от основной) части стеклянной перегород кой 2, с небольшим.отверстием внизу. Такие, уровни ^называются камерными (см. рис. 4.11 а ). ::

Линия АВ,(см. рис. 4.11 б), касательная к. дуге продоль ного сечения внутренней поверхности, ампулы в ее нуль-пункте 0, называется осью цилиндрического уровня. Угол наклона оси уровня, соответствующий смещению пузырька на одно деление шкалы ампулы, называется. ценой деления уровня т. Она опре деляет чувствительность цилиндрических уровней: чем больше т,„ тем менее, чувствителен уровень. Из рис. 4.11 б следует,, что зна чение Т В С е к у н д а х р а В Н О г.,, :.- с У 77. ^ - •:

- ' •.;

• т, = (//Я)р, ;

(4.3) где / — цена деления шкалы ампулы уровня, мм;

R — радиус окружности верхней внутренней поверхности ампулы уровня, мм;

р = 206265". " :

В технических теодолитах т « 4 5... 50". Линейный размер о д ного деления цилиндрического уровня постоянный'и равен 2 мм...

Поэтому цена деления уровня целиком зависит от радиуса R дуги внутренней поверхности ампулы. Чем больше радиус, тем чувстви тельнее уровень и тем меньше цена его деления.

Д л я более точной установки пузырька уровня в нуль-пункте и для большего удобства, в работе на алидаде вертикального угла у теодолитов ЗТ1, ЗТ2 и ЗТ5 используют контактные цидиндриче 807" ские уровни. В этих : теодолитах над цилиндрическим уровнем устанавливается система призм в общей оправе. Через эту си стему изображение концов пузырька цилиндрического уровня пе редается в поле зрения зрительной трубы (рис. 4.12). При пере мещении пузырька к нуль-пункту изображения его концов дви жутся навстречу друг другу. Точность установки пузырька кон тактного уровня в нуль-пункт в 5—6 раз выше по сравнению с -обычными•цилиндрическими уровнями.

Компенсатор углов наклона при вертикальном круге теодо лита представляет собой ' устройство самоустанавливающегося в горизонтальной положении индекса вертикального круга. Диа пазон действия оптического компенсатора 3,5'. Погрешность уста новки ^ 2".

— Ю Рис. 4.12. Поле зрения зрительной трубы теодолита с изображением концов ци линдрического уровня.

а — вблизи нуль-пункта, б — точно в нуль пункте.

Д л я центрирования теодолита над точкой установки приме няют нитяные отвесы с грузом, обеспечивающие в безветренную погоду -погрешность центрирования 3—5 мм, механические цен триры в виде раздвижной телескопической трубки с круглым уровнем (погрешность центрирования 1—2 мм) и оптические цен триры, встроенные в алидадную часть теодолита (погрешность центрирования 0,5 мм). ' 4.1.3.2. Конструкции оптических теодолитов. При производстве гидрологических изысканий и строительстве гидротехнических со оружений широко применяют технические' оптические теодолиты Т15К и 2Т30П.

Общий вид теодолита Т15К показан на рис. 4.13. Это повто рительный теодолит со шкаловым отсчетным микроскопом. В поле зрения этого микроскопа передаются изображения штрихов горизонтального и вертикального кругов (см. рис. 4.8). Погреш ность отсчета 0,1'. Зрительную трубу прямого изображения, даю щую увеличение 25 раз, фокусируют на предмет с помощью кре мальеры, а четкость изображения сетки нитей устанавливают Зрительно, вращая ДйоптрййнОе "кольцом Поле зрения отсчетного микроскопа расположено рядом с окуляром зрительной трубы.

По обе' стороны трубы имеются оптические визиры для прибли женного' наведения на цель. 1 ••'•'"' • ' Зрительная' труба и алидада горизонтального круга имеют курковые 'закрепительные устройства й наводящие винты для точ ного наведения трубы в горизонтальном и вертикальном направ дениях. Д л я приведения вертикальной' оси теодолита в отвесное положение алидада горизонтального круга' снабжена цилиндриче ::

ским уровнем с ценой деления 45":

• Рис. 4.13 Технический теодолит Т15К.

.1 — металлическая прижимная пласти на, 2 — подъемные винты, 3 — винт, -закрепляющий теодолит,в подставке, 4 —-наводящий винт алидады, 5— курковый зажим алидады, 6 — наво-.

дящий винт зрительной трубы, 7 — курковый - зажим зрительной • ' трубы, $.— кремальера,.9 — зрительная-;

труба, J0 — оптические визиры, 11 — вертикаль ный круг теодолита, 12 — окуляр от счетного.1м и к р о с к о п а, 13 — зеркало подсветки отсчетной системы, 14— окуляр" зрительной трубы, 15 — цилин •Дрический уровень на алидаде гори зонтального круга, J16 — котировочный винт,места нуля, 17 — окулярная часть -оптического отвеса, 18 — подставка '.теодолита. -••..-••г тл ;

Рис. 4.14. Технический: теодолит 2Т30П.

1—подъемные, винты, •:

-2 — закрепи тельный винт -^ймба, 3 — закрепи тельный винт ' алидады, 4 — наво дящий винт. а л и д а д ы,,, 5 — цилин дрический -уровень, '6 — наводящий винт зрительной, трубы, : 7 — кре мальера, 8 — зрительная труба,. 9Г— зак'рёпитёльйый винт 'зрительной, трубы,. 10 — вертикальный 5 круг, 11 — оптические визиры, 12 — оку л я р ;

. ;

отсчетного микроскопа, 13 — окуляр зрительной трубы, 14 — ко лонки трубы, 15 — исправительные • :

-винты уровня, 16 — наводящий винт лимба, 17 — прйжийная пластина, 18 — основание. Прибора -'(дно фу t тляра), 19 — верхняя,- часть штатива.

При алидаде вертикального круга вместо цилиндрического уровня теодолит Т15К имеет самоустанавливающую систему опти ческого компенсатора, позволяющую упростить и ускорить про цесс измерения углов наклона. Диапазон действия компенсатора 3,5', погрешность компенсации 2".

Вертикальный круг имеет секторную оцифровку, позволяющую снимать отсчеты по шкале, соответствующей измеряемому углу наклона. Всего на вертикальном круге четыре сектора: два про тивоположных сектора имеют положительную оцифровку и два — отрицательную. Отсчет градусных делений вертикального и гори зонтального круга теодолита Т15К ведут по часовой стрелке.

Внутри полой вертикальной оси теодолита расположен объек тив оптического центрира, обеспечивающего погрешность центри рования теодолита под точкой установки 0,5 мм. Три подъемных винта теодолита закрытой конструкции предохраняют резьбу вин тов от повреждения и загрязнения.

Оптический теодолит 2Т30П (рис. 4.14) также является повто рительным теодолитом: Лимб имеет закрепительный и наводящий винты. Лимб теодолита 2Т30П оцифрован через 1° по ходу часо вой стрелки в отличие от теодолита ТЗО, у которого отсчет граду сов идет против часовой стрелки. Отсчеты по горизонтальному и вертикальному кругам ведут в поле зрения микроскопа с ценой деления 5' (см. рис. 4.7 6). Долю наименьших делений оценивают на глаз с погрешностью V.

Подставка теодолита 2Т30П несъемная. Она вместе с ним жестко крепится при помощи станового винта к головке раздвиж ного штатива ШР. Такое устройство позволяет надевать футляр, не снимая теодолит со штатива при переноске прибора.

Теодолит 2Т30П имеет полую вертикальную ось С отверстием и отверстие в дне футляра. Это позволяет центрировать теодолит над точкой установки с помощью зрительной трубы, которую уста навливают вертикально объективом вниз. Зрительная труба с прямым изображением может вращаться вокруг своей оси через зенит обоими концами. Зрительная труба дает увеличение 20 раз.

На корпусе зрительной трубы имеются два оптических визира д л я приближенного наведения на цель..

Д л я приведения теодолита в отвесное положение на алидаде горизонтального круга имеется цилиндрический уровень, его цена деления 45". На алидаде вертикального круга такого уровня нет.

У алидады горизонтального круга и зрительной трубы, как и у лимба, имеются закрепительные и наводящие винты. Резкость изображения в зрительной трубе наводят с помощью кремальеры.

Вертикальный круг укреплен на горизонтальной оси теодолита и вращается вместе со зрительной трубой. Оцифровка штрихов вертикального круга, как и у теодолита Т15К, секторная. Чет кость изображения делений в микроскопе достигают, вращая диоптрийное кольцо. Теодолит устанавливают в вертикальное по ложение с помощью трех подъемных винтов открытого типа, шар нирно связанных с дном упаковочного футляра.

807" Теодолит 2Т30П снабжен насадкой, навинчивающейся на оку ляр зрительной трубы. Насадка имеет светофильтр для визиро вания на солнце, при определении направления. географического меридиана. В комплект теодолита 2Т30П входит штатив Ш Р — раздвижной с тремя составными ножками длиной 1,6 м.

При инженерных изысканиях повышенной точности в целях проектирования и строительства гидротехнических сооружений, наблюдениях за их осадками во время эксплуатации и в других случаях используют высокоточные и точные теодолиты ЗТ1, ЗТ и ЗТ5. Все они снабжены зрительными трубами прямого изобра жения, с внутренним фокусированием, с ахроматической коррек цией и устойчивыми горизонтальными осями. Причем теодолиты ЗТ1 и ЗТ2 являются неповторительными, а ЗТ5—- повторительным.

Они имеют оптические центриры, расположенные в алидадной части инструментов. Оптическая отсчетная система горизонталь ного и вертикального кругов у теодолитов ЗТ1 и ЗТ2, представ ляющая собой отсчетный микроскоп с оптическим клиновым мик рометром, обеспечивает снятие отсчета по диаметрально противо положным частям кругов. У теодолита ЗТ5 односторонняя система отсчета.

Д л я установки оси вращения прибора в отвесное положение цилиндрический уровень у теодолитов ЗТ2 и ЗТ5 расположен на подставках колонки, а у теодолита ЗТ1 устанавливают накладной уровень на цапфах горизонтальной оси вращения трубы. Уровни на алидаде вертикального круга у теодолитов ЗТ1 и ЗТ2 — кон тактные, с системой призм, позволяющей совмещать в поле зре ния зрительной трубы изображения противоположных концов ци линдрического уровня.

Технические характеристики отечественных оптических теодо литов приведены в табл. 4.1.

Таблица 4. Технические характеристики оптических теодолитов по ГОСТ 10529- 3T Показатель 3T1 3T5 Т15 2Т 11 3,7 3, 5,2 2, Масса теодолита в фут ляре, кг Зрительная труба 30—40 30 30 25 Увеличение, раз 1 1,5 1,5 Угол поля зрения,... ° 1, 350 250 218,5 Фокусное расстояние объектива, мм 5 1,5 1,5 : 1.2 Наименьшее расстояние визирования, м 46 46 :

50 46 -38" Диаметр объектива,.мм 100 100 100 100 Коэффициент дальномера 807" TI5 2Т ЗТ2 ЗТ 3T Показатель — Круги и отсчетная система 90 90.

Диаметр:;

горизонтально го круга, мм.

65 72 90 ' Диаметр вертикального круга, мм 1° 20' 1° 10' Наименьшее деление 1° кругов 1' 5' 1" Г Цена,,. деления шкалы 1" :

микрометра или микро скопа V 0,1" 0,1" 0,1" Погрешность отсчета по 0,1' шкале Уровни 10 15 30 45 Цена деления уровня го ризонтального круга,..'."

15 :V Цепа деления уровня..

вертикального круга,... " 4.i.4 Поверки и юстировки оптического теодолита 2Т30П До начал'» изйерёний горизонтальных и вертикальных углов теодолитом необходимо убедиться;

что он удовлетворяет геомет рическим5 ! и : оитико^механичёским: требованиям, положенным в основу его конструкции. Выявление в инструментах возможных отступлений от предъявляемых требований называется поверками теодолита, а их устранение —'!остировками теодолита. / /Г Перед проведением поверок следует выполнить общий осмотр теодолита, обратив внимание на следующее:

' Т^'йзббражение предметов местности в поле зрения зрительной трубы должно быть отчетливым;

2) Отсчетные ейстейы должны 5 быть виДНЫ в''микроскоп четко, без напряжения зрения):

3) зрительная труба, лимб и алидада должны вращаться сво бодно.^ ллавно, без каких-либо.уеилий. и скачков;

. 4) подъемные,, закрепительные, наводящие и котировочные винты должны быть исправны.

Поверки и юстировки теодолита 2Т30П выполняются в следую щей последовательности.

1. Ось цилиндрического уровня на алидаде горизонтального круга должна быть перпендикулярна к вертикальной осц тео долита. [,..•,''•, Вначале поворотом алидады горизонтального круга устанавли вают цилиндрический уровень по направлению двух подъемных винтов В\ и В% и, вращая их в противоположных направлениях, приводят пузырек уровня в нуль-пункт (рис. 4.15а). Затем уста навливают ось этого же уровня по направлению третьего подъем 807" ного винта В 3 и, вращая его, вновь приводят пузырек уровня в нуль-пункт (рис. 4.15 6). Устанавливают уровень опять по на правлению винтов В\ и В2 и, если пузырек уровня сместился с нуль-пункта, вновь совмещают центр пузырька с нуль-пунктом ампулы, поворачивая подъемные винты Si и В2. Затем, повернув алидаду на 180°, наблюдают, насколько отклонился пузырек уровня от нуль-пункта. Если отклонение не более одного деления, поверку считают выполненной. При большем Отклонении пузырька уровня оценивают число делений шкалы ампулы, на которое он отклонился. На половину отклонения пузырек возвращают к центру ампулы подъемными винтами В\ и В2, на половину — исправительными винтами уровня..

вг Ь г) б) в) © |(|1|ШШГДаи||)| книиммшшпэ I [ ипишштии)!

С ©В, В2© в2© В2© ©В, ® Bf Рис. 4.15. Положения пузырька цилиндрического уровня и его установка при выполнении поверки перпендикулярности его оси к вертикальной оси теодолита.

Если после поворота алидады на 180° пузырек уровня прижал ся к одному из краев ампулы (см. рис. 4.15 в) и невозможно под считать число делений ампулы уровня, на. которое он отклонился, то выводят пузырек уровня в нуль-пункт только = подъемными винтами, считая число, их поворотов. Если, например, таких поворотов винтов оказалось шесть, то, вращая эти же винты в противоположном;

направлении на три оборота,: пузырек отправ ляют на край ампулы, тут же возвращая его в нуль-пункт, но уже исправительными винтами уровня. Повторяя повороты алидады на 180°, методом приближения добиваются, чтобы пузырек уровня не выходил за пределы ампулы (см. рис. 4.15г). В этом случае его перемещают по направлению к нуль-пункту'на одну половину дуги отклонения, вращая исправительные винты уровня, на дру гую половину дуги отклонения — вращая подъемные винты S i и В2, параллельно которым установлен уровень. • • Выполнив условие, когда после поворота алидады на 180° пу зырек уровня останется в центре ампулы, вновь поворачивают алидаду на 90°.: Если пузырек уровня отклонится к какому-либо краю ампулы, третьим подъемным винтом В 3 его устанавливают на середину. Поверку считают выполненной, а юстировку закон ченной, если при любом положении алидады теодолита отклоне ние пузырька уровня от середины не превысит одно деление.

2. Вертикальный штрих сетки нитей (или биссектор) должен быть перпендикулярен к оси вращения зрительной трубы.

З а к а з № Наводят зрительную трубу на отчетливо видимую точку так, чтобы изображение точки находилось на вертикальной нити сетки нитей в центре поля зрения. Действуя наводящим винтом зритель ной трубы, медленно вращают ее вокруг горизонтальной оси. Если при этом изображение точки сместится с вертикальной нити (се редины биссектора), то снимают колпачок, закрывающий испра вительные винты сетки нитей, слегка ослабляют четыре крепеж ных винта окуляра и поворачивают окуляр вместе с сеткой нитей до совмещения вертикальной нити с наблюдаемой точкой на краю поля зрения трубы. Закрепив окуляр, поверку повторяют.

После окончательного исправления снова надевают-защитный кол пачок на окуляр зрительной трубы.

КЛ 2с t- :JL 3= КП с.

Рис. 4.16. Г р а ф и ч е с к о е отображение коллимационной погрешности зрительной трубы.

О — оптический центр объектива зрительной трубы;

2с— двойная коллимаци онная погрешность зрительной трубы;

АВ — ось вращения зрительной трубы;

КП и КЛ — отсчеты по лимбу при двух положениях зрительной трубы (кру ге право и круге лево) при наведении на точку местности.

3. Визирная ось зрительной трубы должна быть перпендику лярна к оси вращения трубы.

Угол отклонения визирной оси зрительной трубы от перпен дикуляра к оси вращения трубы называется коллимационной погрешностью зрительной трубы. Если такое отклонение есть, то при вращении зрительной трубы вокруг своей оси при положениях вертикального круга слева и справа от зрительной трубы визир ная ось будет описывать две конические поверхности с общей вер шиной О, являющейся оптическим центром' объектива зрительной трубы (рис. 4.16). Это происходит из-за неправильного положения центра сетки нитей в трубе, вызывающего смещение визирной оси. При этом коническая поверхность спроецируется на плоскость лимба дважды. Когда вертикальный круг расположен слева от зрительной трубы (круг лево), отсчет по лимбу при наведении трубы на местный предмет обозначим через КЛ, а когда вер тикальный круг расположен справа от зрительной трубы (круг право), отсчет обозначим КП (см. рис. 4.16). Среднее из этих отсчетов свободно от влияния коллимационной погрешности:

N= (КП + КЛ ± 180°)/2, (4.4) где N — отсчет по лимбу, свободный от влияния коллимационной погрешности зрительной трубы,.. К П и КЛ — отсчеты по, лимбу 807" при;

двух ^положениях вертикального круга (круг лево и круг право), различающиеся на 180°, так как при наведении трубы на предмет при круге лево положение алидады изменяется на 180°.

Разность отсчетов по лимбу КП и КЛ определит значение двойной коллимационной погрешности:

2с = К П - К Л ± 180°. (4.5) Положение визирной оси зрительной трубы исправляют, если коллимационная погрешность в 2 раза больше точности отсчет ного устройства теодолита. Д л я теодолита 2Т30П она не должна превышать 2'.

Поверку этого условия выполняют после приведения вер тикальной, оси теодолита*» отвесное положение. Трубу наводят на удаленный отчетливо видимый предмет, расположенный при мерно на уровне оси вращения зрительной трубы. По отсчетному микроскопу берут отсчет на горизонтальном лимбе. Повернув трубу через зенит, наводят зрительную трубу на этот же предмет при другом положении вертикального круга. Если вычисленная по формуле (4.5) коллимационная погрешность превысит двой ную точность шкалового микроскопа, то по формуле (4.4) вычис ляют средний отсчет N и устанавливают его на лимбе с помощью наводящего винта алидады. При этом вертикальный штрих сетки сойдет с-С-изображения предмета. Сняв защитный колпачок и слегка ослабив один из вертикальных, винтов сетки, горизонталь ными исправительными винтами сетки нитей (вывинчивая один и ввинчивая другой) перемещают сетку нитей в горизонтальном на правлении до совмещения вертикальной нити с Изображением наблюдаемого предмета. После этого закрепляют все ' исправи тельные винты сетки нитей, повторяют поверку при наведении на другой предмет и при соблюдении установленных допусков в значении коллимационной погрешности с закрепляют защитный колпачок.

4. Ось вращения зрительной трубы должна быть перпендику лярна к вертикальной оси вращения инструмента.

Установив теодолит в 30—40 м от стены какого-либо здания и приведя лимб в горизонтальное положение, наводят зрительную трубу (вертикальную нить сетки) на высоко расположенную и хорошо видимую точку. Опуская зрительную трубу, проецируют эту точку вниз при положении круг лево и отмечают ее на стене.

Переведя трубу через зенит, проецируют ту же точку при круге право. Если проекции точки не совпадут, то ось вращения трубы не перпендикулярна к основной оси инструмента, что вызвано разной высотой подставок г на которых располагается Зрительная труба. В современных теодолитах подставки зрительной трубы не имеют исправительных винтов, поэтому эту погрешность можно устранить лишь в заводских условиях. Следует отметить, что при измерении горизонтальных углов в среднем из отсчетов по лимбу при'двух положениях трубы эта погрешность исключается.

5. Место нуля вертикального круга должно быть постоянным и близким к нулю.

4* Место нуля вертикального круга (МО) •—это такой отсчет по вертикальному кругу, когда визирная ось зрительной трубы го ризонтальна, а пузырек уровня (если таковой существует) на алидаде вертикального круга находится в нуль-пункте. У теодо лита 2Т30 на алидаде вертикального круга уровня нет и его роль исполняет уровень на алидаде горизонтального круга.

Угол, соответствующий отсчету, равному МО, является суммой двух углов х + у (рис. 4.17), знак-и размер которых установить невозможно. Угол ж — это угол между нулевым диаметром алида ды вертикального круга О а О а и горизонтальной линией HH', а у — угол между нулевым диаметром вертикального круга ОвОв и направлением проекции визирной оси на плоскость вертикального круга zz'. Возможны разные варианты несовпадения указанных линий, поэтому значение МО может быть положительным и от рицательным.

Предположим, что отсчетный индекс алидады вертикального круга находится выше горизонтальной линии Н Н ' при положе нии зрительной трубы теодолита 2Т30 при круге право, а нулевой диаметр вертикального к р у г а — н и ж е проекции визирной оси на плоскость вертикального круга (см. рис. 4.17 а ). Тогда при наве дении визирной оси трубы на расположенную выше горизонта точку М местности при круге право угол наклона v определится по формуле:

v = K n + МО, (4.6 а) 'V где КП —отсчет по вертикальному кругу при круге право.

807" Секторы на лимбе вертикального круга теодолита 2Т30 оциф рованы от 0 до 75° и от 0 до —75°, т. е: отсчеты имеют проти воположные направления и знаки. При круге право отсчет при положительных углах наклона отрицателен, поэтому формулу ^4.6 а) следует записать в виде:

' v = МО — К П. (4.6 б) Проведя трубу через зенит и наведя ее на ту ж е точку мест ности при круге лево, можно вычислить угол наклона (см.

рис. 4.17 6 ) :

v = К Л — МО, (4.6 в) где К Л — отсчет по вертикальному кругу при круге лево поло жителен., Из формул (4.6 6) и (4.6 в) следует:

v = (КЛ — КП)/2, (4.6 г) МО = (КЛ + КП)/2. (4.7) Отсчеты по вертикальному кругу при измерении вертикальных углов теодолитом 2Т30П берут при положении пузырька уровня на алидаде горизонтального круга в нуль-пункте.

Следует отметить, что при иной оцифровке вертикального круга теодолитов других типов вывод формул (4.6) и (4.7) анало гичен, но вид;

их иной. Д л я удобства пользователей конкретные формулы расчета МО и v приведены в паспорте каждого теодо гч!

лита. • МО определяют при наведении трубы теодолита на несколько точек, чтобы убедиться в неизменности его значения. Если МО в 2 раза больше точности о.тсчетного микроскопа, то необходимо его исправить. Д л я этого, убедившись, что пузырек уровня на алидаде горизонтального круга находится в нуль-пункте, :при вто ром наведении трубы на точку (круг лево) устанавливают на вертикальном круге значение v с помощью наводящего винта зрительной трубы. При этом можно заметить, что горизонтальная нить, сетки нитей сойдет с наблюдаемой точки. Отпустив один-из боковых винтов сетки нитей и действуя вертикальными исправи тельными винтами сетки нитей (одним винтом на вывинчивание, другим на ввинчивание), совмещают горизонтальную."нить сетки нитей с изображением наблюдаемой точки. Закрепив исцравитель ные винты сетки нитей, поверку повторяют. ;

4.1.5. Способы измерения горизонтальных углов Горизонтальные углы измеряют различнымичспособами. Каж дый раз непосредственно перед измерением углов поверенный и отъюстированный теодолит на точке (пункте) приводят в рабочее положение: центрируют, горизонтируют его и устанавливают трубу и отсчетный микроскоп для визирования и снятия отсчетов.

807" Центрирование теодолита заключается в установке его вер тикальной оси над вершиной измеряемого угла с помощью нитя ного отвеса, механического или оптического центрира. Особенно тщательно надо центрировать теодолит при измерении углов с ко роткими сторонами.

Горизонтирование теодолита,;

заключается в установке вер тикальной его оси в отвесное положение по выверенному уровню при алидаде горизонтального круга. Вначале устанавливают уро вень по направлению двух подъемных винтов и действием послед них приводят пузырек уровня в нуль-пункт. Затем поворачивают алидаду примерно на 9 0 р, и третьим подъемным винтом совме щают центр пузырька уровня' с нуль-пунктом ампулы.

Рис. 4.18. Измерение горизонтального угла способом приемов.

а — л и м б т е о д о л и т а Т З О ' о ц и ф р о в а н против часовой стрелки, б— л и м б о ц и ф р о в а н по часовой стрелке.

Установку зрительной трубы выполняют в два этапа. Вначале добиваются резкости изображения нитей сетки, в р а щ а я диоптрий ное кольцо окуляра при наведении зрительной трубы на какой либо светлый предмет или на небо. Затем фокусируют трубу по наблюдаемому предмету, в р а щ а я кремальеру зрительной трубы.

Резкость и отчетливость изображений делений горизонтального и вертикального, кругов теодолита достигают, в р а щ а я диоптрийное кольцо отсчетного микроскопа, а т а к ж е в р а щ а я и наклоняя зеркало подсветки.

4.1.5.1. Способ приемов. Способ приемов используют при изме рении отдельного угла. Установив теодолит в точке С и визируя последовательно на точки А и В., измеряют угол АС В (рис. 4.18).

Обозначим отсчет по лимбу при наведении трубы на точку А че рез а, при наведении трубы на точку В — через Ь. Очередность визирования трубой на правую и левую точки А и В зависит от направления оцифровки лимба и не зависит от положения нуле вого штриха лимба относительно сторон измеряемого угла. Если угол (3 измеряют оптическим теодолитом ТЗО, у которого лимб оцифрован против часовой стрелки, то его значение выразится разностью отсчетов по микроскопу при наведении на левую 807" точку В, а затем на правую точку А (см. рис. 4.18.а):

(5 = 6 — а. (4.8) Если этот ж е угол измерить теодолитом 2Т30П, у которого лимб оцифрован по часовой стрелке, то (см. рис. 4.18 6 ) :

р = а —,Ъ. (4.8 а) Способ приемов состоит из измерения горизонтального угла при двух положениях зрительной трубы;

круге правд и круге лево. Начиная измерение угла теодолитом 2Т30П, например, при круге право, движением алидады (при неподвижном лимбе) на водят перекрестные сетки нитей на правую точку А и берут отсчет по лимбу (й). Затем, в р а щ а я алидаду, визируют на точку В и берут отсчет по лимбу (Ь) (см. рис. 4.186). Угол р определится разностью отсчетов: р — а — Ь. Эти измерения составляют первый полуприем.,... ;

Г, -/,./.;

...

Переведя трубу через зенит, перемещают лимб на 1—2° и по вторно измеряют угол при круге лево. Наводят зрительную трубу на левую точку В. Взяв отсчет по лимбу, вращением алидады наводят зрительную трубу на правую точку А и берут второй отсчет. Разность отсчетов a — b равна измеренному углу при круге лево. Эти действия составляют. второй полуприем. Если раз ница двух значений угла, полученных из. д в у х ;

полуприемов, не превышает в 2 раза точность отсчетного микроскопа, то берут среднее значение угла. Если при расчете угла приходится вычи тать из меньшего большее, то к результату (или уменьшаемому) прибавляют 360°.

Образец записи измерения отдельного угла теодолитом 2Т30П способом приемов приведен в табл. 4,2.

Таблица 4. Журнал измерения горизонтальных углов способом приемов Отсчет по лимбу, № точки Среднее ;

" значение' угла кл наблюдения. KI1.

стояния 178°15' А 0°08' 37°57,5' с 140°18' 322°10' В 37°57' 37°58' 4.1.5.2. Способ повторений. При измерении угла способом при емов на точность результата сильно влияют ошибки отсчета по горизонтальному кругу. Д л я уменьшения этого влияния приме няют способ повторений, выполняемый только повторительным, теодолитом. Сущность этого способа состоит в том, что при к а ж дом положении зрительной трубы ( К П и К Л ) угол о т к л а д ы в а ю т несколько раз, снимая отсчеты по лимбу только в начале первого»

и в конце последнего измерения. Разность второго и первого от счетов представляет собой «-кратное значение измеряемого угла,, которое следует разделить на число измерений (п повторений), чтобы получить измеренный угол.

Угол измеряют в следующем порядке. Устанавливают по лимбу отсчет, близкий к 0°00', закрепляют а л и д а д у и, в р а щ а я лимб со скрепленной с ним алидадой, наводят зрительную т р у б у на левый пункт. Л и м б закрепляют закрепительным винтом, а его наводящим винтом трубу точно наводят на визирную цель. Уста новленный на лимбе начальный отсчет записывают в ж у р н а л.


После этого открепляют а л и д а д у и, в р а щ а я ее, наводят трубу на правый пункт. Точное наведение осуществляют Наводящим винтом алидады. По лимбу делают т а к называемый контрольный отсчет (промежуточный), который необходим, чтобы знать приближенное значение измеряемого угла!

Второе повторение начинают, наводя трубу на левый пункт при открепленном лимбе и закрепленной алидаде. Точное наве дение на пункт осуществляют наводящим винтом лимба. П р и этом отсчет по лимбу не снимают. Открепляют а л и д а д у и вра щ а ю т ее по ходу часовой: стрелки до тех пор, пока правый пункт н е о к а ж е т с я в биссекторе сетки нитей зрительной трубы. Точное наведение на правый пункт 1 осуществляют наводящим винтом али дады. Отсчет 1 по лимбу-'не снимают. Этим заканчивают второе по вторение. ' Положенное число повторений з а в е р ш а ю т отсчетом по лимбу после визирования на правый пункт. Разность отсчёта на правый пункт, сделанного в конце повторений, и отсчета на левый пункт, сделанного в начале повторений, равна и-кратному значению из меряемого угла. Н а этом заканчивают первый полуприем измере ния угла.

После поворота зрительной трубы через зенит выполняют второй полуприем т а к же, к а к и первый, но измеряют угол, на водя трубу на правый пункт, в р а щ а я лимб;

а на левый — в р а щ а я алидаду. Разность отсчетов в начале и конце второго полуприема равна n-кратному значению угла.

Измеренный угол вычисляют в обоих полуприемах, разделив я-кратное значение угла на число выполненных повторений. Окон чательное значение измеряемого угла вычисляют к а к среднее из его значений в полуприемах. При способе повторений нулевой штрих алидады может k р а з пройти мимо штриха 360° на лимбе, поэтому перед тем, к а к последний отсчет делить на число повто рений п, к нему следует прибавить 360&.

Сравнивая способ приемов и способ повторений, можно кон статировать, что за счет меньшего числа отсчетов при способе повторений точность измерения горизонтального угла повышается примерно в 1,2—1,5 р а з а в зависимости от числа повторений. 0 6, Таблица 4. Журнал измерения горизонтальных углов способом повторений № точки Среднее Число Измеренный значение Отсчет «-кратный повторе- угол измеренного.

наблюде- по л и м б у угол с ний стояния угла ;

~ ния в 0°02' КП А,. (37°58') 1 113°51' 37°57,0' А 3 113°53' с 37°57,4' 37°57,7' в 113053' 293°52' кл 3 47°45' А ';

^ а з е ц записи "результатов измерений по способу повторений при веден в табл. 4.3. - ' Способ повторений применяют на практике, когда дЛя изме рения углов используют теодолиты малой точности, имеющие по вторительную систему осей, а от результатов измерений требуется повышенная точность.

4.1.5.3. Способ круговых приемов. Этот способ применяют д л я измерения нескольких углов с общей вершиной в точке С (рис. 4.19), в которой сходятся все измеряемые направления.

Рис. 4.19. Порядок измерения горизон тальных углов способом круговых прие мов.

J — первый полуприем, II — второй полуприем.

Измерение направлений Состоит в том, что зритёльную трубу последовательно наводят на все напрайления с точки С, начиная -с первого (начального) направления и кончая этим ж е начальным направлением, т. е. «замыкают горизонт». В первом полуприеме, выполняемом при Одном положении круга (например, при круге право), установив отсчет по лимбу, близкий 0°, открепляют лимб, наводят трубу на начальный пункт А и берут отсчет по лимбу.

В качестве начального выбирают направление на достаточно удаленный пункт с постоянной хорошей видимостью. Закрепив л и м б и открепив алидаду, визируют на пункты В, D, Е, F и снова А и берут отсчеты по лимбу.

В первом полуприеме алидаду вращают по часовой стрелке.

Р а з л и ч и е в отсчетах при визировании на начальное направление, полученных в начале и конце полуприема, обусловлено устойчи, востью частей прибора и ошибками наблюдений в полуприеме.

Оно не должно превышать 1,5/л/п, где / — точность отсчетного устройства теодолита, п — число измеренных направлений.

Переведя трубу через зенит, наводят ее на начальный пункт Л и берут отсчет по лимбу. В р а щ а я алидаду против часовой стрелки, визируют последовательно на точки /7, Е, D, В и снова А. Обра зец записи измерений горизонтальных направлений способом кру говых приемов приведен в табл: 4,4.

Таблица 4. Журнал измерения горизонтальных углов способом круговых приемов Среднее № точки Значение № точки Отсчет Положе- значение Среднее наблюде- приведенного ние круга по лимбу измеренного стояния из отсчета ния направления направления 0°01' КП 0°02' 0°02,5' 0°00,0' А 180°03' кл ч 47°13'.

КП ' 47=14/ V. В • 47°11,5' 47°14' : 227°15' ' кл 90°18' КП 90°18,5' 90°16,0' 90°18,5' д" 270°19' кл с 187°40' КП 187°40,5' 187°38,0' 187°40,5' Е 7°41' кл " 270°12' КП 270°10,5' 270°13' 270°13' /•' 90°14' КЛ 0°02' КП 0°03' А кл " 180°04'. ' • -1 ;

..

Незамыкания: Д] == 1', Аг == — Г.

Из двух значений направлений на начальный пункт (в начале и конце приема) выводят среднее значение. Затем, вычитая его из всех вычисленных направлений, получают окончательные, при веденные к нулю горизонтальные направления.

Д л я повышения точности углы измеряют несколькими при емами. Горизонтальный круг между приемами переставляют на УГОЛ • ' -. :

V •.•./.':. « = 1807/г + i, : (1.9) где л —число приемов, г—-наименьшее деление горизонтального круга.

4.1.6. Точность измерения;

горизонтальных углов На точность измерения горизонтальных углов влияют качество изготовления и юстировки теодолита (ошибки делений лимба, коллимационная погрешность и др.), ошибки центрирования тео, долита и визирования его на цель, ошибки отсчета по микроско пам, методика и организация измерений, внешние условия. З а дача повышения точности результатов наблюдений состоит в ис ключении или частичном уменьшении влияния перечисленных факторов.

Ошибки прибора, вызванные коллимационной погрешностью зрительной трубы или эксцентриситетом алидады, полностью ис ключаются с помощью методики измерения углов при кругах К Л и КП, поскольку среднее из отсчетов по двум кругам свободно от этих ошибок. Неточность делений лимба, не превышающая у опти ческих теодолитов 3", практически, не влияет на точность измере ния углов техническими теодолитами. X тому же, отдельные при емы измерений выполняют на различных установках лимба. По Рис. 4.20. Ошибка измеренного направ ления на пункт М (х) ;

за неточное цен трирование теодолита над точкой.

грешность, вызванная наклоном вертикальной оси теодолита, мала и может достигать 3—4".

Ошибки центрирования и редукции — это ошибки, вызванные неточной установкой теодолита над вершиной измеряемого угла и вех над конечными точками Сторон угла. При несовмещении оси теодолита / с вершиной С измеряемого угла (рис. 4.20) возникает ошибка измерения угла. Это несовмещение, обозначаемое I, назы вается линейным элементом центрирования, а угол 0 М между, на правлениями на точку С и на наблюдаемый пункт М — угловым элементом центрирования.

В результате измерений следует получить направление СМ, а фактически измеряется направление IM с ошибкой х" за счет неточности центрирования инструмента. Из рис. 4.20 следует, что л;

= (/p/rf) Sin (4.10) где d — расстояние от точки стояния инструмента до наблюдае мой точки М, р = 206 265".

При 0м = 90° ошибка за центрирование теодолита макси ';

мальная:

х == lp/d. (4.11) Аналогично влияет - на точность измерения горизонтального угла несовпадение визирной цели с отвесной линией, проходящей через центр точки наблюдения. В этом случае х" следует рас сматривать как ошибку направления с пункта М, а формула (4.10) справедлива для расчета ошибки измеренного направления за редукцию.

Если принять ошибку центрирования теодолита равной 0,5 см, отклонения верхнего конца вех на точках наблюдения о т вер тикали равными 1 см, угловой элемент центрирования 0м = 90, и редукции О.м = 90° (наихудший случай), то при одинаковой длине сторон угла и d = 1 0 0 м ошибка равна 0,7', при d = 50 м ошибка 1,3', при d — 25.м ошибка 2,6'.

Эти ошибки могут существенно исказить угловые измерения..

Поэтому следует тщательно центрировать теодолит (с ошибкой.

2—5 мм), предельно точно устанавливать вехи на конечных точ ках угла и визировать при-измерении угла на их низ.

Ошибки визирования (наведения визирной оси зрительной:

трубы на точку) в технических теодолитах всегда меньше точно сти отсчетных устройств (/ = 6 0... 15"). Д л я ;

теодолитов с уве личением зрительной трубы 20 раз ошибка визирования А — = 60/20 = 3". Ее значение зависит От влияния внешней с р е д »

(ветер, нагревание прибора 'Солнцем) и на точность измерения' углов техническими теодолитами практически не влияет.

Ошибки отсчетов (округления) в технических теодолитах в не сколько раз больше ошибок визирования на цели. Если погреш ность отсчетного устройства равна /, то ошибку отсчета можно принять равной 0,5/, то есть т 0 = 0,5/. Д л я теодолитов со штри ховым микроскопом эта ошибка равна 30".

Ошибки собственно измерения угла оценим следующим обра зом. При каждом полуприеме измеряемый угол определяют к а к разность отсчетов по лимбу, взятых после визирования на конеч ные точки сторон угла. Согласно (3.28), средняя квадратическая' ошибка угла, измеренного одним полуприемом, равна mp = m 0 У 2 — 0, 5 / ф. (4.12).

Горизонтальные углы измеряют двумя полуприемами. Следо вательно, средняя квадратическая ошибка измерения угла одним приемом, вычисленного как среднее значение из двух полуприемов,, согласно (3.24), определится выражением т р = щ [ ^ 2 = 0,5/. (4.13) Согласно (3.28) и (4.12)', средняя квадратическая ошибка раз ности двух значений угла, полученных при измерении его двумя полуприемами, равна.


т = трУ2 = /, (4.14) а предельная средняя квадратическая ошибка тпРед2/. (4. Это означает, что разность между значениями угла, получен ными из двух полуприемов;

не должна превышать 2/ [8].

4.1.7. Измерение вертикальных углов Вертикальные углы подразделяют на два вида: зенитные р а с стояния. и углы наклона v. Связь зенитного расстояния и угла наклона определяется соотношением v — 90° —2. Зенитные р а с стояния и углы наклона измеряют инструментами, имеющим®, вертикальный;

круг и, уровень, соединенный с алидадой вертикаль ного круга. У ряда оптических теодолитов функции этого уровня выполняет компенсатор,.

Чтобы измерить вертикальный угол, ось вращения теодолита приводят в отвесное положение с помощью подъемных винтов и цилиндрического уровня на алидаде горизонтального круга. За тем наводят горизонтальную нить,зрительной трубы (вблизи пе рекрестия сетки нитей) на точку визирования, устанавливают пузырек уровня на алидаде вертикального круга в нуль-пункт и берут отсчет по вертикальному кругу. Такая последовательность операций составляет первый полуприем. Второй полуприем в та кой ж е последовательности выполняют при другом положении вертикального, круга. Если" измерения выполнялись теодолитом 2Т30, то по формулам (4.6) и (4.7) вычисляют значения МО и углов наклона. Д л я теодолитов других типов формулы приведены в технических паспортах приборов.

При измерении вертикальных углов теодолитами с компенса торами перед измерениями проверяют установку оси ^ вращения горизонтального круга в отвесное положение. У теодолитов типа 2Т30 нет ни уровня при вертикальном круге, ни компенсатора, а сам вертикальный круг, помещенный в кожух, жестко скреплен со зрительной трубой. Поэтому при работе с этими теодолитами перед взятием отсчета по вертикальному к р у г у ;

н а д о привести подъемными винтами пузырек, уровня на алидаде горизонтального круга в нуль-пункт, если он сместился с него. "•••• Точность измерения вертикальных углов несколько ниже точ ности измерения горизонтальных углов. Во многом это опреде ляется влиянием вертикальной рефракции — преломления = свето вого луча, проходящего через неоднородные слои атмосферы. По этому из-за большой вертикальной, рефракции вертикальные углы не рекомендуется измерять рано утром и поздно, вечером, когда высота Солнца над горизонтом менее 15°.

На точность измерения вертикальных углов т а к ж е влияет вы сота прохождения визирного луча, над поверхностью земли: чем она выше, тем надежнее результаты. В равнинных районах ре зультаты получаются вполне удовлетворительными, если визирный луч проходит;

на высоте не менее 2 м над земной поверхностью.

Контролем качества измерений вертикальных углов служит постоянное значение места нуля вертикального круга и хорошая сходимость значений углов из нескольких приемов измерений (в пределах двойной точности отсчетных микроскопов).

4.2. Линейные измерения 4.2/1. Единицы измерения длин линий Первые сведения о мерах длин исходят из далеких времен.

Так, в древнем Египте за единицу измерения расстояний принима ли длину ступни ' взрослого человека. Эту меру в Европе, назвали футом. Фут равнялся 12 дюймам, а 3 фута составляли ярд: -. • Г •• • 1 ярд = 3 фута = 36 дюймов. (4.16) На Руси издревле применялась мера длины, называемая са жень. Первое упоминание Ь ней в русских письменных источниках относится к 1017 г. — началу строительства Киево-Печерского мо настыря. В т о р о е — к 1068 г., когда проводилось Тмутаракано-Кор чевское линейное измерение под руководством или по заданию князя Глеба Святославовича Тмутараканского (1046—1079 гг.), В сажени содержалось 3 аршина, в а р ш и н е — 1 6 вершков, а 500 саженей составляли версту. Связь русской системы мер с английской выражается следующими соотношениями [20]:

1 сажень = 3 аршина = 48 вершков = 7 футов = 84 дюйма, 1 верста = 500 саженей = 42 000 дюймов. (4.17) Русская система мер, как и многие другие старые единицы измерений длин линий, очень неудобна для применения на прак тике. Трудно, например, сразу сосчитать, сколько вершков содер жится в одной версте.

В конце XVIII века во Франции разработана метрическая си стема мер. В течение 6 лет специальная комиссия измеряла длину Парижского меридиана между городами Дюнкерк и Монжуй (близ Барселоны), а затем вычислила длину новой меры. Ее при няли равной 1 : 10 000 000 четверти длины дуги Парижского мери диана, проходящего от полюса до экватора. Эта новая мера была принята за основную единицу метрической системы и получила название метр. В 1799 г. изготовлен из тугоплавкого металла первый экземпляр метра в виде куска рельса. Этот экземпляр на зван архивным метром. '•• В 1875 г. Международная конференция приняла метр в каче стве единицы измерения. Д л я всех стран-участниц конференции были изготовлены копии-эталоны архивного метра из сплава, со стоящего на 9 0 % из платины и на 10 % из иридия. Д в а таких эталона под номерами 11 и 28 по настоящее время хранятся со ответственно 1 в Академии наук России в Москве и в научно-иссле довательском институте метрологии имени Д. И. Менделеева ( В Н И И М ) в Санкт-Петербурге.

Спустя еще 50 лет на всей территории нашей страны была введена метрическая система мер. С эталоном № 28 стали срав нивать все нормальные меры, выполненные в виде жезлов. В на стоящее время, согласно ГОСТу 9867-61, основанному на Между народной системе единиц измерений физических величин СИ, длина метра равна 1 650 763,3 длины волны светового излучения в вакууме, соответствующего оранжевой линии спектра изотопа криптона с атомным весом 86. Точность сравнения жезлов с но вым эталоном метра повысилась примерно в 100 раз по сравнению с платиново-иридиевым метром.

, Старые системы мер, широко использовавшиеся в России и странах Европы, связаны с метрической следующим образом:

1 верста — 1,0668 км, 1 морская миля = 1,8532 км, 1 сажень = 2,1336 м, 1 ярд = 0,9150 м, 1 аршин = 0,7112 м, 1 фут —0^3050 м, 1 вершок = 0,0444 м, 1 дюйм = 0,0254 м. (4.18) 4.2.2. Способы измерений длин линий на местности.

Мерные линейные приборы Длины линий на местности измеряют либо непосредственным, либо косвенным методом. В первом случае "мерный линейный при бор 1 последовательно откладывают по измеряемой линий. При коСвенном-тмётоде измеряют вспомогательные величины (углы, ба зисы, время распространения радио- и световых волн и, т. п.), а длину измеряемой линии вычисляют по формулам, отображаю " Рис. 4:21. Разметка стальной полосы :ленты ЛЗ-20.

щим зависимость между измеренными величинами и длиной линии :

на местности. •'•'•-•.•.'•,• v В зависимости от целей геодезических работ и требуемой точности результатов измерений в настОящеё время используют различные способы измерений длин линий: шагами при глазомер ных съемках, линейными мерными приборами (измерения сред ней точности), а т а к ж е далыюмерные измерения различной точ 'f •-. • ности: ' ••'• I г. и:

Д л я непосредственного измерения Линий па поверхности Земли наиболее часто используют землемерные 20-метровЫе штриховые ленты со шпильками. Согласно ГОСТ 7502-80, землемерные ленты изготавливают длиной 20, 24 й 50 м и обозначают соответственно Л3-20, ЛЗ-24 и ЛЗ-50. Ленты изготавливают из стальной полосы шириной 15—20 мм и толщиной 0,4—0,!5 мм. Метровые деления на лентах ЛЗ-20 отмечены металлическими пластинками 4 с отштампо ванными на' них порядковыми номерами от 1 ' д о ' 1 9 ;

полуметро вые деления отмечены круглыми заклепками 3, а дециметровые — отверстиями / ;

на концах ленты имеются ручки (рис. 4.21).

Мерные линейные приборы — приборы, предназначенные' для измерения длины линий на' местности путем последовательного откладывания мерных лент или проволок.

, Погрешность отсчета по землемерной ленте находится в пре делах 1 см, а относительная ошибка измерения длины линии лентой JT3-20 находится в пределах 1: 1000 —Д : 3000 в. зависимо сти от условий измерений.

В комплект землемерной ленты входят металлическое кольцо диаметром 20 см с проушинами для наматывания ленты и 11 шпи лек из толстой проволоки.

Д л я измерения длин Линий с повышенной точностью (с относи тельной ошибкой 1 : 3000 — 1 : 5000) используют шкаловые ленты ЛЗШ-20, Л З Ш - 2 1 и Л З Ш - 5 0 длиной соответственно 20, 24 и 50 м. У концов этих лент нанесены сантиметровые и миллиметро вые деления. Длина шкаловой ленты равна расстоянию между нулевыми штрихами на концах ленты [22].

Длишл линий на местности измеряются т а к ж е с помощью ме таллических рулеток длиной 20, 30 и 50 м. К ним относятся ру летки СШК2-20 A H T / i, ОПК2-30 АНТ/1, ОПК2-50 А Н Т / 1 (в со ответствии с ГОСТ 7502-80) и др. Расшифровываются названия рулеток 01IK2-20 А Н Т / 1 следующим образом. Это рулетки в от крытом корпусе (О), с плоской измерительной лентой ( П ), с вы тяжным кольцом ( К ), 2-го класса точности (2), номинальной длины 20, 30 или 50 м, с началом, удаленным от торца измери тельной ленты (А), с травлеными штрихами ( Н ), нанесенными через 1 см ( Т / 1 ). Используются рулетки в основном при измере ниях в населенных пунктах и на строительных площадках.

В Японии, например, выпускают металлические рулетки с пла стиковым покрытием, предохраняющим полосу от коррозии и по вреждений. Новейшие типы рулеток изготовлены на основе стек ловолокна с пластиковым покрытием. Они малочувствительны к воздействию температуры воздуха, выдерживают большое на тяжение и материалы, из которых они выполнены, являются ди электриками [22]. Такие рулетки производят и в странах Запад ной Европы.

Длины мерных линейных приборов (проволок, лент, рулеток) обычно отличаются от номинальной длины при их изготовлении.

Кроме того, под влиянием различных факторов (времени, темпе ратуры, механических воздействий и т. п.) длина мерного линей ного прибора изменяется. Поэтому перед использованием мерного прибора следует выявить отклонение его действительной длины от номинальной путем сравнения его с другим прибором, длина ко торого точно известна. Процесс такого сравнения называется компарированием мерного прибора.

Мерные приборы компарируют в специальных стационарных метрологических лабораториях (компараторах) и реже на поле вых компараторах.

Длину рабочей ленты и длину нормальной, которая определена на компараторе, можно сравнить на так называемом временном компараторе. На ровной местности на расстоянии 20 м забивают два ровно опиленных столба, в торец одного из них забивают гвоздь. Надев на него начальный конец нормальной ленты, натя, гивают се с помощью динамометра с силой 10 кг и отмечают на спиленной поверхности второго столба положение конечного штриха нормальной ленты. Те ж е действия повторяют с рабочей лентой. П р и несовпадении их длин,. миллиметровой.линейкой из меряют расхождение и -записывают со знаком п л ю с или минус в паспорт рабочей ленты. Туда ж е записывают температуру лент и силу натяжения. Нормальную ленту используют только для ком парирования рабочих лент, и в непосредственных измерениях длин ;

линий она не участвует.

4.2.3. Измерение длин линий мерными линейными приборами Точкй,;

между! котор.Ьши надо измерять длины Линий, закреп ляют на местности деревянными кольями и вехами толщиной 2—3 см и высотой 2—3 м. Обычно вехи изготавливают центра лизованно. Их окрашивают через 20—25 см в белый и красный цвет, наконечник делают из железа.

Обязательно следует устанавливать вехи или другие наруж ные знаки на концах измеряемых линий длиной более 150 м или когда между этими концами нет прямой видимости.

Первым этапом измерений является вешение линий. Если ли ния прямая, то все выставленные дополнительные вехи "должны стоять в створе, т. е. в таком положении,: при котором две или несколько вех находятся на одной прямой Линии, идущей от глаза наблюдателя, определяющего направление.

Обычно вешение ведут на себя, если конечная точка измеряе мой линии видна из начальной. В этом случае исполнитель уста навливает теодолит над начальной точкой, визирует на конечную точку, и по его командам помощник устанавливает промежуточ ную веху № 1 в конце линии так, чтобы она закрывала собою конечную веху (рис. 4.22 а ). Так ж е устанавливаются еще вехи, но уже ближе к начальной точке и т. д. Если вначале установить веху № 4, то она может из-за своей толщины закрыть последую щие вехи, что приведет к ошибке в вешении. :

Часто приходится выполнять вешение линий при переходе че рез овраги и бугры. Если склоны оврага просматриваются, то, установив теодолит в точке А (см. рис. 4.22 6 ), наводят зритель ную трубу, на низ вехи в точке В и устанавливают по створу ли нии АВ вначале веху 1 на противоположном крае оврага, затем вехи 2 и 3. Перейдя на противоположный склон в точку 1, по створу 1 — А устанавливают веху 4, а затем веху 5, проконтроли ровав положение вех 3 и 2.

При вешении через возвышенность (см. рис. 4.22в), когда нет взаимной видимости между конечными точками измеряемой ли нии, применяют способ последовательных приближений. Став в точку 1, с которой видны вехи А я В, исполнитель вначале уста навливает помощника с вехой в точке 2 (по створу линии 1 — А).

Затем по указанию помощника сам перемещает веху 1 в створе линии 2 — В в точку 3. После этого веху из точки 2 помощник 8 Заказ № 124 перемещает в точку 4 и т. д. В результате и исполнитель работ, и его помощник окажутся в створе линии АВ в точках А\ и Ви которые т а к ж е закрепляют вехами.

4.2.3.1. Измерение длин линий шкаловыми и землемерными лентами. Ш к а л о в ы м и лентами длины линий измеряют четыре ис полнителя. Вначале р а с ч и щ а ю т трассу и разбивают ее на отрез ки, равные длине используемой Для измерений ленты. На концах от а) в ^JL • Рис. 4.22. Вешение линий на местности.

а — на себя в равнинной местности, б — через овраг, в — ч е р е з возвышенность.

резков в створе измеряемой линии забивают до уровня земли деревяннные колья, в торцы которых втыкают иглы. Ленты укла дывают вдоль пролета, помощники наблюдателей натягивают ее с силой примерно 10 кг, фиксируя силу натяжения с помощью Динамометров. Н а б л ю д а т е л и по команде берут отсчеты по шка лам ленты против игл. Н а остальных пролетах действия анало гичны. Остаток линии измеряют стальной рулеткой. Д л и н у линии вычисляют по формуле п : ) ==(/ + А1)п + — 3)со + rD-\- ADT + ADV, (4.19) г ' где п — число целых пролётов длиной 24 м;

l - \ - А1 — номинальная длина ленты с поправкой за сравнение ее с эталонной длиной на, Компараторе, м;

2 (П — 3 ) с р — - сумма средних разностей отсчетов по шкалам прибора д л я пролётов, мм;

rD— измеренный инварной лентой остаток, м;

AD T и AD v — поправки за температуру мерного прибора и приведение наклонной линии к горизонту, см.

Поправку за температуру ADT вводят в случаях, когда измере ния проводят при температуре воздуха, отличной от температуры, при которой компарирована лента:

A DT = aDK (4.20) а), где а = 0,00012— коэф шшт^^ш. шшштжЯШШЯштт фициент линейного рас ШЯШШшШШ ширения стали, мм/°С;

Окомя — длина линии с ШШШШШШтшЯШШр iBiiii введенной поправкой за компарирование ленты, м;

и Т К О м п — темпера ?изм тура ленты при изме рении линии и при ее ком парировании соответст венно, °С.

Поправку AD v вводят для приведения измерен Рис. 4.23. Эклиметр Брандиса.

ной наклонной линий' к горизонту, т. е. для определения горизон тальной проекции линии (горизонтального проложения). При длине наклонной линии D ее горизонтальная проекция D0 — D cos v, (4.21) где v — измеренный вертикальный угол наклонной линии, Поправку AD v определяют по формуле АД, = D — D0 = D — D cos v = 2D sin2 (0,5v). (4.22) Значения ADV выбирают из специальных таблиц или вычис ляют с помощью микрокалькуляторов.

Углы наклона измеряют, как правило, теодолитом. Когда ли нейные измерения выполняют отдельно от угловых, угол наклона v можно измерить с помощью эклиметра (рис. 4.23). В корпусе эклиметра 1 по горизонтальной оси вращается кольцо-лимб с нанесенными на нем градусными делениями от 0 до ± 6 0 °. Ко дну кольца прикреплен груз, под действием которого нулевой диаметр лимба устанавливается горизонтально. ) На корпусе имеется тормозная кнопка 6 и окошко 5, через которое;

берут, отсчеты по лимбу. К корпусу прибора п р и к р е п л е н а, в и з и р н а я трубка с лупок 3 и двумя диоптрами: глазным 4 в в и д е ' у з к о й щели и предметным 7 в виде горизонтальной металлической НИТИ. " Чтобы измерить угол наклона линии, визируют, на высоту глаз наблюдателя,, отмеченную на вещке цветной лептой, нажимают на тормозную кнопку и после успокоения кольца-лимба берут по Нему отсчет с погрешностью 0,5°.

Если измеряемая линия имеет несколько точек перегиба, то углы наклона измеряют по каждому отрезку, а горизонтальное проложение линии получают в виде суммы горизонтальных про ложений каждого отрезка.

Землемерными лентами длины линий измеряют два исполни теля в следующей последовательности. Один из них вставляет шпильку в начальной точке измеряемой линии, протягивает в нее прорезь ленты и направляет второго исполнителя в створ линии, Второй исполнитель, встряхивая ленту, укладывает ее в створе, натягивает с силой примерно 10 кг и вставляет в прорезь ленты одну из десяти имеющихся у него шпилек. Задний исполнитель вынимает шпильку из земли, передний оставляет в земле шпильку и протаскивает ленту вперед. Задний со своим концом ленты под ходит к передней точке, надевает прорезь крючка ленты на остав ленную в земле передним шпильку и снова направляет переднего исполнителя по створу линии. Тот вновь натягивает ленту и вты кает вторую свою шпильку. Израсходовав полный комплект шпи лек, передний исполнитель передает пустое кольцо заднему, а от него получает кольцо с десятью шпильками (при комплекте из 11 шпилек). Такую передачу отмечают в журналё измерений.

Продвигаясь по створу, исполнители подходят к конечной точке закрепленной линии. Передний исполнитель протягивает ленту за эту точку на всю длину, натягивает ее и по отмеченным на ленте номерам метров, заклепкам й отверстиям измеряет оста ток с погрешностью 1 см.

Длину измеренной 20-метровой лентой линии вычисляют по формуле D = 2 0 т + 20л + г о, (4.23) где m — число передач комплекта из 11 шпилек;

п — число шпи лек, собранных задним исполнителем в конце измеряемой линии после последней передачи без воткнутой в землю шпильки;

остаток, прочтенный по ленте, м.

В измеренную лентой длину линии вводят поправки Д/, ADr и AD v (за компарирование ленты, за температуру ленты и при ведение наклонной линии к горизонту). Погрешность измерения длин линий землемерной лентой в благоприятных условиях при хорошо подготовленном для измерений створе находится в преде лах 1 :2000. При измерениях через кустарник, на кочковатых бо лотах и в лесу она. н и ж е — о к о л о 1 : 1000.

, 4.2.4. Измерение линий оптическим нитяным дальномером Дальномеры — это геодезические приборы дистанционного, дей ствия, которыми определяют длины линий, не прибегая к непо средственному их измерению.1, По 'своему устройству и принципу действия они делятся на оптические и свето- и радиодальномеры.

Принцип измерения длин линий оптическими дальномерами основан на решении треугольника, в котором по м а л о м у ' п а р а л лактическому углу ф и противоположной сторбне I находят его.высоту D' (рис. 4.24). Сторона АВ называется базой дальномера, или базисом. Обычно базисом служит рейка с сантиметровыми О Рис. 4.24. Принцип измерения длин ли ний оптическим дальномером.



Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 12 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.