1.8. Нивелирование способом «из середины». Вычисление превышений и высот точек.
Нивелирование из середины – основной способ. Для измерения превышения точки B над точкой A (рис. 9.1 а) нивелир устанавливают в середине между точками (как правило, на равных расстояниях) и приводят его визирную ось в горизонтальное положение. На точках А и В устанавливают нивелирные рейки. Берут отсчет a по задней рейке и отсчет b по передней рейке. Превышение вычисляют по формуле
h = a - b
Обычно для контроля превышение измеряют дважды – по черным и красным сторонам реек. За окончательный результат принимают среднее.
Если известна высота HA точки А, то высоту HВ точки В вычисляют по формуле
HB = HA + hAB . (9.1)
1.9. Преимущества нивелирования «из середины» перед нивелированием «вперед».
В зависимости от положения нивелира относительно точек, превышение между которыми определяется, различают два способа геометрического нивелирования: нивелирование «вперед» и нивелирование «из середины». При нивелировании «вперед» нивелир устанавливают вблизи одной из точек,
а при нивелировании «из середины» прибор устанавливают так, чтобы расстояния до обеих точек были одинаковыми. Способ нивелирования «из середины» применяется при прокладке нивелирных ходов. Достоинством способа является то, что в нем компенсируются погрешности, связанные с невыполнением основного условия нивелира. Способ нивелирования «вперед» применяется в том случае, когда с одной установки нивелира необходимо определить или вынести на местность отметки большого числа точек (например, при нивелировании вершин квадратов участка, подлежащего планировке). Вычисление отметок точек при этом удобно выполнять от горизонта прибора — отметки горизонтальной линии визирования
2.1 Классификация теодолитов
В настоящее время отечественными заводами в соответствии с действующим ГОСТ 10529 – 96 изготавливаются теодолиты четырех типов: Т05, Т1, Т2, Т5 и Т30.
Для обозначения модели теодолита используется буква "Т" и цифры, указывающие угловые секунды средней квадратической ошибки однократного измерения горизонтального угла.
По точности теодолиты подразделяются на три группы:
технические Т30, предназначенные для измерения углов со средними квадратическими ошибками до ±30";
точные Т2 и Т5 – до ±2" и ±5";
высокоточные Т05 и Т1 – до ±1".
ГОСТом 10529 – 86 предусмотрена модификация точных и технических теодолитов. Так, например, теодолит Т5 должен изготовляться в двух вариантах: с цилиндрическим уровнем при алидаде вертикального круга и с компенсатором, заменяющим этот уровень. Теодолит с компенсатором при вертикальном круге должен обозначаться дополнительно буквой "К", например обозначается Т5К.
Технические и эксплуатационные характеристики теодолитов постоянно улучшаются. Шифр обновленных моделей начинается с цифры, указывающей на соответствующее поколение теодолитов: 2Т2, 2Т5К, 3Т5КП, 3Т30, 3Т2, 4Т30П и т.д.
По конструкции предусмотренной ГОСТ 10529 – 96 типы теодолитов делятся на повторительные и не повторительные.
У повторительных теодолитов лимб имеет закрепительный и наводящий винты и может вращаться независимо от вращения алидады.
Неповторительная система осей предусмотрена у высокоточных тео Теодолиты – устройства, которые предназначены для измерения вертикальных и горизонтальных углов. Теодолиты, в зависимости от точности, могут применяться в триангуляции, полигонометрии, в геодезических сетях сгущения. Также теодолиты нашли применение в прикладной геодезии, при проведении изыскательских работ. К тому же, теодолиты используют в промышленности при монтаже элементов конструкций машин, а также механизмов, строительстве промышленных сооружений и для выполнения иных задач.
Теодолиты – устройства, которые предназначены для измерения вертикальных и горизонтальных углов. Теодолиты, в зависимости от точности, могут применяться в триангуляции, полигонометрии, в геодезических сетях сгущения. Также теодолиты нашли применение в прикладной геодезии, при проведении изыскательских работ. К тому же, теодолиты используют в промышленности при монтаже элементов конструкций машин, а также механизмов, строительстве промышленных сооружений и для выполнения иных задач.
2.2 Теодолит - это геодезический прибор, предназначенный для измерения горизонтальных и вертикальных углов. Теодолит имеет следующие составные части: горизонтальный круг, состоящий из двух самостоятельных кругов - лимба с нанесенными по краю делениями и алидады, несущей отсчетные устройства; зрительную трубу, вращающуюся в вертикальной плоскости вокруг оси, на одном из концов которой жестко скреплен с ней вертикальный круг для измерения вертикальных углов. Для приведения оси вращения алидады (ось вращения теодолита) в отвесное положение, а плоскости лимба в горизонтальное положение, служит цилиндрический уровень и три подъемных винта.
При измерении углов центр горизонтального круга теодолита размещают над вершиной измеряемого угла с помощью нитяного отвеса или оптического центрира.
В теодолите имеются закрепительные (зажимные) и микрометренные (наводящие) винты. Закрепительными винтами скрепляют подвижные части (лимб, алидаду, зрительную трубу) с неподвижными, наводящими винтами, сообщают малое и плавное вращение закрепленным частям.
Зрительные трубы теодолитов чаще всего бывают астрономические, дающие обратное (перевернутое) изображение. Но в последнее время применяются земные трубы, которые дают прямое изображение.
При наблюдении предметов на них наводится вполне определенная точка трубы. Такой точкой является центр сетки нитей, представляющий собою пересечение горизонтальной нити и продолженной вертикальной. Сетка нитей видна в поле зрения трубы и изображена на специальной сеточной диафрагме, размещенной вблизи переднего фокуса окуляра. Сеточная диафрагма представляет собою стеклянную пластинку в металлической оправе.
Она может слегка перемещаться в горизонтальном и вертикальном направлениях исправительными винтами сетки. Симметрично относительно горизонтальной нити нанесены дальномерные штрихи для определения расстояний.
Воображаемая прямая, проходящая через оптический центр объектива и центр сетки нитей, называется визирной осью. Отвесная плоскость, проходящая через визирную ось трубы, называется визирной плоскостью.
К оптическим характеристикам зрительной трубы относятся: увеличение, поле зрения, относительная яркость и разрешающая способность, которую принимают за точность визирования трубой.
Увеличение зрительной трубы показывает во сколько раз увеличивается размер предмета, рассматриваемого в зрительную трубу, по сравнению с размером этого же предмета, видимого невооруженным глазом.
Полем зрения трубы называется то пространство, которое видно в трубу при ее неподвижном положении.
Для приведения осей и плоскостей прибора в отвесное или горизонтальное положение служат уровни, они бывают двух типов: круглые - для предварительной, грубой установки приборов и цилиндрические - для окончательной, точной установки. Цилиндрический уровень представляет собой стеклянную трубку, внутренняя поверхность которой отшлифована в виде бочкообразного сосуда, в продольном сечении представляющего дугу окружности некоторого радиуса.
Стеклянные сосуды уровней заполняют эфиром или смесью эфира со спиртом в подогретом состоянии. Когда наполнитель остынет и сожмется в объеме, образуется пространство, заполненное парами наполнителя, то есть пузырек. При изменении температуры пары наполнителя легко переходят из парообразного состояния в жидкое и наоборот, отчего размеры пузырька изменяются. В цилиндрических уровнях добиваются, чтобы длина пузырька составляла примерно 1/3 длины трубки при температуре +20° С. Чтобы можно было судить о перемещении пузырька, на наружной поверхности уровня наносятся штрихи. Расстояние между штрихами обычно равно 2 мм. Середина трубки уровня называется нуль-пунктом. На цилиндрическом уровне нуль-пункт обычно не обозначается, а относительно него штрихи наносятся симметрично. Касательная к внутренней поверхности трубки, проходящая через нуль-пункт вдоль длины цилиндрического уровня, называется осью уровня. Когда середина пузырька уровня совпадает с нуль-пунктом, ось уровня занимает горизонтальное положение. При смещении пузырька уровня на одно деление ось уровня наклоняется на некоторый угол, который называется ценой деления уровня. Чем меньше цена деления уровня, тем чувствительнее, точнее уровень.
В качестве отсчетных приспособлений применяются штриховой и шкаловой микроскопы, микроскоп-микрометр и оптический микрометр.
Теодолиты могут иметь оптический центрир. Объектив центрира расположен внутри вертикальной оси, а окуляр 2 выведен наружу и расположен у одной из подставок зрительной трубы. Для предварительного центрирования приборов может быть использован обычный нитяный отвес.
Теодолит по особому заказу может быть укомплектован ориентир-буссолью и уровнем, который прикрепляется к трубе для нивелирования горизонтальным визирным лучом. Обычно к зрительной трубе прикрепляют два визира. При установке уровня на трубе один из визиров должен быть снят.
. Поверки теодолитов
Чтобы теодолит обеспечивал получение неискаженных результатов измерений, он должен удовлетворять соответствующим геометрическим и оптико-механическим условиям. Действия, связанные с проверкой этих условий, называют поверками. Если какое-либо условие не соблюдается, производят его исправление, т.е. юстировку.
Оптико-механические условия:
зрительные трубы, лупы и микроскопы должны иметь надлежащее увеличение и достаточное поле зрение, обеспечивать четкие изображения предметов наблюдения и отсчетных шкал;
подвижные части теодолита должны правильно и плавно перемещаться в соответствующих плоскостях.
Геометрические условия:
ось цилиндрического уровня при алидаде горизонтального круга должна быть перпендикулярна к вертикальной оси вращения теодолита;
визирная ось зрительной трубы должна быть перпендикулярна к горизонтальной оси ее вращения;
ось вращения зрительной трубы должна быть перпендикулярна к оси вращения теодолита.
Нарушение этих условий приводит к появлению систематических погрешностей при измерении углов. Для того, чтобы исключить влияние этих погрешностей на результаты наблюдений, теодолит подвергается, специальным поверкам. Все поверки имеют свой номер и выполняются в строгой последовательности, соответствующей их нумерации.
Проверка внешнего состояния и комплектности
Проверку внешнего состояния и комплектности теодолита проводят визуальным осмотром. При осмотре устанавливается соответствие теодолита следующим требованиям: маркировка прибора и футляра должна соответствовать требованиям ГОСТ 10529-86, а также технической документации на поверяемый теодолит; прибор и футляр не должны иметь механических повреждений, следов коррозии, препятствующих или затрудняющих работу с ними; теодолит должен иметь чистые поля зрения зрительной трубы и отсчетных устройств, а также четкие изображения визирных целей и отсчетных шкал; комплектность прибора должна соответствовать указанной в паспорте для данного вида работ.
Проверка работоспособности теодолита
Проверку работоспособности и взаимодействия подвижных узлов теодолита выполняют опробованием. При опробовании должны быть проверены: работоспособность замков, прижимов и винтов, фиксирующих прибор в футляре; работоспособность установочных приспособлений и плавность вращения всех подвижных частей; фиксация зеркала подсветки.
. Проверка правильности установки цилиндрического уровня при алидаде горизонтального круга
Ось цилиндрического уровня при алидаде горизонтального круга должна быть перпендикулярна к вертикальной оси вращения теодолита. Осью цилиндрического уровня считается касательная в точке нормали к поверхности шлифовки.
Вначале цилиндрический уровень устанавливается параллельно каким-либо двум подъемным винтам и, вращая их в разные стороны, пузырек уровня приводят в нуль-пункт. Затем, теодолит поворачивается на 90° , и третьим подъемным винтом пузырек уровня устанавливают в нуль-пункт. Далее, теодолит поворачивают, возвращая в первоначальное положение и, если требуется, пузырек уровня приводят в нуль-пункт (подправляют его положение) вращением двух подъемных винтов. После этих действий ось вращения теодолита будет предварительно приведена в отвесное положение (плоскость горизонтального круга - в горизонтальное положение). Окончательно ось вращения теодолита может быть приведена в отвесное положение только после выполнения поверки, т.е. после приведения оси цилиндрического уровня в перпендикулярное положение относительно оси вращения теодолита.
После этого теодолит поворачивается на 180° . Если при этом пузырек уровня окажется в нуль-пункте или отклонится от него не более чем на 0,5 деления уровня, то ось уровня перпендикулярна к оси вращения теодолита (условие выполнено). Если пузырек сместится с нуль-пункта больше чем 0,5 деления, то половину дуги отклонения пузырька от нуль-пункта следует устранить с помощью шпильки, действуя исправительными (юстировочными) винтами при цилиндрическом уровне, а затем повторить проверку.
Проверка и юстировка выполняется до тех пор, пока после поворота теодолита на 180° пузырек уровня будет отклоняться от нуль-пункта не более чем на 0,5 деления. Чтобы теперь окончательно привести ось вращения теодолита в отвесное положение, необходимо теодолит повернуть на 90° и действием одного, третьего винта, привести пузырек на нуль-пункт. После всех этих действий, при повороте теодолита в любое положение, пузырек уровня должен оставаться на нуль-пункте или отклоняться от него не более чем на 0,5 деления уровня, что является гарантией того, что ось уровня приведена в положение, перпендикулярное оси вращения теодолита.
Проверка правильности установки сетки нитей зрительной трубы
Окуляр, установленный для наблюдателя с нормальным зрением, дает отчетливое изображение сетки нитей. Для наблюдателя, страдающего близорукостью или дальнозоркостью, изображение будет нечетким. Для того, чтобы получить отчетливое изображение сетки при нарушенном зрении, окуляр снабжают диоптрийным кольцом. Поворачивая его по часовой стрелке или против, то есть приближая окуляр или удаляя его от сетки нитей (примерно на 1мм), получают отчетливое изображение сетки. Перемещение окуляра дает возможность наблюдателям с нарушенным зрением при работе с геодезическими приборами не пользоваться очками. Если же наблюдатель, кроме дальнозоркости или близорукости, обладает еще и астигматизмом (изображение предмета вытянуто), необходимо при наблюдениях и взятии отсчетов пользоваться очками.
После установки трубы по глазу выполняют вторую установку - по предмету, которая состоит в том, чтобы получить отчетливое изображение наблюдаемого предмета.
При наведении трубы на предмет пользуются оптическим визиром, светлый крест которого наведением трубы совмещается с наблюдаемым предметом. При этом в поле зрения трубы будет виден предмет, но изображение его может быть размытым (иногда изображение предмета вообще не будет видно). Для получения четкого изображения предмета необходимо с помощью кремальеры перемещать в трубе специальную фокусирующую линзу до тех пор, пока не появится четкое изображение. В итоге этих действий изображение предмета должно быть совмещено с плоскостью сетки нитей. В случае неточного фокусирования зрительной трубы, при перемещении глаза перед окуляром, центр сетки перемещается по изображаемому предмету. Такое явление называется параллаксом сетки и приводит к ошибкам наблюдения. Параллакс устраняется небольшим поворотом кремальеры в ту или другую сторону.
Если наблюдения производятся одним наблюдателем, то установку трубы по глазу достаточно выполнить один раз в начале работы. При установке трубы по предмету (фокусировке трубы) ее необходимо выполнять всякий раз заново при наблюдении нового предмета, так как расстояние изменяется.
Сетка нитей должна быть установлена так, чтобы горизонтальная нить сетки была перпендикулярна оси вращения теодолита (линии отвеса), а вертикальная нить была параллельна оси вращения теодолита. При проверке трубу наводят на произвольную хорошо видимую точку так, чтобы изображение края вертикальной нити совпало с изображением точки. Далее, перемещая трубу в вертикальной плоскости вокруг горизонтальной оси, изображение точки смещают на край биссектора. Если изображение точки будет находиться посередине между штрихам биссектора, то сетка установлена правильно. Если будет замечено смещение изображения точки более чем на треть величины биссектора для технических теодолитов, то сетку необходимо развернуть. Для этого следует снять предохранительный колпачок со стороны окуляра, закрывающий юстировочные винты сетки, слегка отпустить винты, скрепляющие окуляр с корпусом трубы, и развернуть окуляр вместе с сеткой так, чтобы устранить этот недостаток. Проверку необходимо повторить.
Проверку можно выполнить, совмещая изображение биссектора вертикальной нити с изображением нити отвеса, подвешенного на расстоянии не менее 10 м от теодолита. Для устранения колебания нити отвеса, его опускают в ведро с маслом (машинным, трансформаторным) или с водой, смешанной с просеянными опилками.
Проверка перпендикулярности визирной оси к оси вращения трубы
Визирная ось зрительной трубы должна быть перпендикулярна к горизонтальной оси ее вращения (см. рис.5). Несоблюдение этого условия вызывает коллимационную погрешность С.
В теодолитах (Т30, 2Т30) с односторонней системой отсчетов по лимбу (диаметрально противоположная часть лимба при отсчетах не используется), разность отсчетов Л - П будет искажена не только влиянием коллимационной погрешности С, но и влиянием эксцентриситета алидады, величина которого в отдельных образцах теодолитов может достигать ± 1'.
Определение коллимационной погрешности выполняется следующим образом. Ось вращения теодолита приводят в отвесное положение. Наводят на удаленную, отчетливо видимую точку при положении вертикального круга Л, берут отсчет по горизонтальному кругу Л1, затем наводят на ту же точку при П и тоже берут отсчет по горизонтальному кругу П1. Получают разность отсчетов Л1–П1. Затем открепляют зажимной винт лимба, поворачивают теодолит примерно на 180° , вновь наводят трубу на ту же точку при Л и П и получают разность Л2–П2. Величина коллимационной погрешности вычисляется по формуле
С=(КП-КЛ±180)/2
Если С Ј ± 2t, то есть С не более двойной точности прибора, считается, что практически визирная ось перпендикулярна к оси вращения трубы.
Коллимационную погрешность определяют дважды. Полученные два значения могут различаться, но не более чем на величину двойной точности прибора. За окончательную коллимационную погрешность принимают среднюю из двух.
При невыполнении условия проводят юстировку, изменив последний отсчет по горизонтальному кругу на величину С микрометренным винтом алидады, например Ло=Л2-С. Микрометренным винтом алидады устанавливаем по микроскопу исправленный отсчет Ло , при этом центр сетки нитей сместится с изображения наблюдаемой точки в горизонтальной плоскости. Далее необходимо отвернуть предохранительный колпачок со стороны окуляра трубы и шпилькой, при слегка отпущенном верхнем вертикальном исправительном винте, переместить оправу сетки при помощи боковых исправительных винтов до совмещения перекрестия сетки с изображением наблюдаемой точки. Проверку следует повторить.
После выполнения условия проверки все исправительные винты сетки должны быть затянуты и предохранительный колпачок, закрывающий доступ к юстировочным винтам сетки, должен быть навинчен на трубу.
Проверка перпендикулярности горизонтальной и вертикальной осей
Ось вращения зрительной трубы должна быть перпендикулярна к оси вращения теодолита (условие равенства подставок теодолита)
Для выполнения проверки трубу наводят на четко видимую точку, расположенную под углом не менее 15° к горизонту. Берут отсчеты по горизонтальному (ЛГ и ПГ) и вертикальному (ЛВ и ПВ) кругам теодолита при положении Л и П. Определяют угол неперпендикулярности оси вращения зрительной трубы к оси вращения теодолита b по формуле (l/2H)*ρ
где n =(ЛВ - ПВ) / 2 - угол наклона линии визирования. Значение угла b не должно превышать 5'. При невыполнении условия поверки юстировку теодолита проводят в мастерской.
Угол b определяют дважды. Полученные два значения могут различаться, но не более чем на величину двойной точности прибора. За окончательный угол b принимают средний из двух.
Проверка места нуля вертикального круга
Место нуля (МО) – это отсчет по лимбу вертикального круга, соответствующий горизонтальному положению визирной оси зрительной трубы и отвесному положению вертикальной оси теодолита.
При измерении вертикальных углов необходимо следить за положением пузырька уровня при алидаде горизонтального круга и, в случае смещения пузырька с нуль-пункта, приводить его на нуль-пункт подъемными винтами.
Приведя с помощью уровня и подъемных винтов (у теодолитов Т30 и 2Т30 один цилиндрический уровень, которым пользуются при измерении горизонтальных и вертикальных углов) ось вращения теодолита в отвесное положение, наблюдают любую неподвижную и хорошо видимую точку при Л и П, производят отсчеты по вертикальному кругу и вычисляют значения места нуля по формулам
М0=(КП+КЛ)/2
При выполнении проверки необходимо наблюдать две различные точки. Из наблюдений вычисляют значение места нуля для каждой точки. Из полученных результатов, если они различаются не более чем на величину двойной точности прибора, образуют среднее арифметическое, которое принимается как окончательное значение места нуля. Для сведения места нуля к 0° удобнее всего при Л навести трубу на любую точку. Взять отсчет по вертикальному кругу Л, и, вращением наводящего винта трубы, установить на вертикальном круге отсчет, равный Л- МО. При этом центр сетки сместится по вертикали с наблюдаемой точки. Его необходимо вернуть на точку, действуя вертикальными исправительными винтами сетки, предварительно слегка ослабив боковые исправительные винты. Проверку следует повторить. После выполнения условия проверки все исправительные винты сетки должны быть затянуты и предохранительный колпачок, закрывающий доступ к юстировочным винтам сетки, должен быть навинчен на трубу.
Вопросы 2.2 – 2.4 (Горизонтальные углы: измерения, погрешности, повышение точности)
Перед началом наблюдений следует проверить взаимодействие подвижных частей теодолита. Рекомендуется сделать несколько поворотов алидады, следя за положением пузырька уровня, и, в случае необходимости, произвести юстировку уровня.
Для компенсации погрешностей рекомендуется все операции в полуприеме выполнять однообразно, алидаду вращать в полуприеме только в одном направлении, в разных же полуприемах алидаду необходимо вращать в противоположном направлении. Отсчеты рекомендуется производить без остановок и задержек, так как задержки иногда приводят к плохим результатам. Не следует излишне затягивать зажимные винты алидады и трубы, а окончательное наведение трубы осуществлять однообразным вращением, лучше ввинчиванием. Всегда необходимо пользоваться средней частью винтовой нарезки всех наводящих устройств. Надо следить за тем, чтобы алидада вращалась без рывков и заметных усилий, избегать возвратных движений алидады. После наведения на предмет не прилагать к трубе, подставкам трубы и алидаде каких-либо усилий, которые могут вызвать смещение частей теодолита.
При измерении горизонтальный угол определяется как разность отсчетов по горизонтальному кругу
где З - отсчёт по горизонтальному кругу при наблюдении задней точки, П - отсчет при наблюдении передней точки.
Так как деления на горизонтальном круге подписаны с возрастанием по часовой стрелке, то отсчет на заднюю точку должен быть всегда больше отсчета при наблюдении передней точки. В случае, если нулевое деление на горизонтальном круге размещается внутри измеряемого угла, отсчёт на заднюю точку будет меньше отсчёта на переднюю точку, тогда для получения величины угла к заднему отсчету необходимо добавить 360° .
При измерении горизонтального угла теодолит ставится над вершиной измеряемого угла: центрируется и горизонтируется. Центрирование и горизонтирование взаимно зависимы, поэтому после горизонтирования необходимо проверить центрирование и, если нужно, произвести исправление, а затем проверить горизонтирование.
Наиболее распространены в инженерной практике следующие способы измерения горизонтальных и одновременно вертикальных углов: приемов, круговых приемов, повторений.
Наиболее часто при измерении горизонтальных углов применяются способ приемов и способ повторений. Когда из вершины выходит более двух направлений, применяется способ круговых приемов.
В способе приемов горизонтальный угол измеряется двумя самостоятельными полуприемами - при "круге лево" (Л) и при "круге право" (П). Наводят центр сетки нитей зрительной трубы при Л на заднюю точку и берут отсчет по горизонтальному кругу, затем, открепив алидаду горизонтального круга, центр сетки нитей трубы наводят на переднюю точку и тоже берут отсчет по горизонтальному кругу. На этом первый полуприем закончен. Величина угла в полуприеме определяется как разность отсчетов по горизонтальному кругу - заднего и переднего. Необходимо помнить, что отрицательных горизонтальных углов не бывает и, в случае отрицательного значения разности следует добавить полную окружность, т.е. 360° .
При выполнении второго полуприема необходимо "сбить лимб". Закрепительный винт подставки теодолита (лимб) открепляется, лимб поворачивается вокруг оси на 90° , при закрепленной алидаде горизонтального круга. Затем труба переводится через зенит (поворачивается вокруг горизонтальной оси на пол-оборота) и при П наводится на переднюю точку (лимб закреплен, а алидада открепляется и теодолит поворачивается вокруг оси в нужном направлении). В предыдущем полуприеме наблюдения закончились на передней точке, и труба отфокусирована на эту точку. Целесообразно, чтобы не делать лишнюю фокусировку трубы, наблюдения во втором полуприеме начинать с передней точки. Берут последовательно передний и задний отсчеты по горизонтальному кругу и определяют величину горизонтального угла во втором полуприеме.
Значения угла, полученные в каждом из полуприемов, должны различаться между собой не более чем на двойную точность теодолита (для Т30 – 2', для 2Т30 - 1'). Если это различие более допустимого, результаты измерений угла признаются неудовлетворительными, и измерения продолжаются до получения разницы значений в полуприемах в пределах допуска. За окончательное значение принимается среднее арифметическое из значений угла, полученных в двух полуприемах.
Если при какой-либо точке (вершине) требуется измерить несколько горизонтальных углов, то применяют способ круговых приемов. Отцентрировав теодолит над вершиной и приведя его в рабочее положение, трубу наводят на точку начального направления при Л и производят отсчет по горизонтальному кругу, который записывается в журнал. Вращением алидады по часовой стрелке трубу наводят на точки следующих направлений и записывают каждый раз соответствующий отсчет. Расхождение начального и конечного отсчетов на точку начального направления не должно превышать двойную точность теодолита, что гарантирует неподвижное положение лимба. На этом заканчивается первый полуприем.
Переведя трубу через зенит, ее снова наводят на точку начального направления, но уже при П, берут отсчет и, вращая алидаду против часовой стрелки,последовательно наводят трубу на точки следующих направлений и записывают соответствующие отсчеты по горизонтальному кругу. Этими наблюдениями заканчивается второй полуприем. Два же полуприема составляют один прием. Таких приемов может быть несколько. Между приемами лимб "сбивают" на угол 180° /n, где n-число приемов.
Обработка наблюдений сводится к вычислению средних отсчетов на каждую наблюдаемую точку при Л и П, при этом градусы записывают те, которые были получены в первом полуприеме. После этого определяют средний из средних отсчетов, полученных при наблюдении начального направления. Затем данный средний отсчет вычитают из средних отсчетов, вычисленных для точек следующих направлений, и получают, так называемые приведенные направления, которые являются углами между направлениями.
Дополнительным контролем измерения углов является постоянство значения двойной коллимационной ошибки, определяемой при Л и П. Колебания в значении двойной коллимационной ошибки допускаются в пределах двойной точности теодолита.
В способе повторений, как и в способе приемов, труба теодолита наводится на заднюю точку при Л, производится отсчет по горизонтальному кругу и записывается в журнал наблюдений. Открепив алидаду, трубу наводят на переднюю точку, при этом как только точка появится в поле зрения трубы, закрепительный винт алидады закрепляется, а окончательное наведение трубы на точку осуществляется микрометренными винтами алидады и трубы. Производится отсчет по горизонтальному кругу, который называется контрольным, и записывается в графу "примечания" с указанием номера (или обозначения) точки, на которую сделан отсчет.
После этого, при закрепленной алидаде, открепляется лимб, и труба наводится на заднюю точку, при этом окончательное наведение трубы на точку осуществляется микрометренными винтами лимба (подставки теодолита) и трубы. Отсчет по горизонтальному кругу не производится (он останется прежним).
Далее, открепив алидаду, труба снова наводится на переднюю точку, отсчет по горизонтальному кругу не производится. Важно помнить, что при откреплении алидады, окончательное наведение трубы на точку осуществляется микрометренными винтами алидады и трубы, а когда открепляется лимб, окончательное наведение трубы на точку осуществляется микрометренными винтами лимба и трубы.
Затем, при открепленном лимбе, труба наводится на заднюю точку в третий раз. Теперь открепляется алидада, и труба наводится на переднюю точку. Производится отсчет по горизонтальному кругу и записывается в соответствующую графу журнала. Вычитая из первого отсчета по горизонтальному кругу на заднюю точку последний отсчет на переднюю точку, получают трехкратное значение угла, которое делится на три (на число повторений). Так получают величину угла в полуприеме.
Для вычисления значения угла при Л необходимо к исходному отсчету на заднюю точку прибавить 360° столько раз, сколько раз указатель отсчетного микроскопа прошел мимо нуля лимба. Определить это легко, так как известно приближенное значение угла, которое получается как разность между первым отсчетом на заднюю точку и контрольным отсчетом на переднюю точку, который записан в графу “примечания”.
Во втором полуприеме (при П) угол измеряется на других частях лимба, для чего "сбивается лимб" (как и в способе приемов). Кроме того, если наблюдения при Л начинаются с задней точки, то при П наблюдения начинаются с передней. Если наведение трубы на заднюю точку при Л осуществлялось при открепленном лимбе, то теперь, при П, наведение трубы на заднюю точку осуществляется при открепленной алидаде, а наведение трубы на переднюю точку - при открепленном лимбе. Во втором полуприеме надобность в контрольном отсчете отпадает, так как предварительное значение угла уже известно.
Сделав отсчет на переднюю точку при П, после трехкратного повторения, когда при открепленной алидаде труба в третий раз будет наведена на заднюю точку, производится отсчет. Разность между последним и первым отсчетом даст трехкратное значение угла. Разделив его на три, получают величину угла во втором полуприеме (при П). За окончательное значение угла принимается среднее арифметическое из значений угла при Л и П, если эти значения отличаются друг от друга не более, чем на двойную точность теодолита. В рассмотренном случае было три повторения, в практике геодезических измерений повторений может быть больше, например четыре или шесть.
При измерении углов несколькими приемами, расхождение между значениями угла в различных приемах для теодолита Т2 может быть 10", для Т5 - 20", для Т30 – 1,5'.
2.5 что такое вертикальный угол как измерить его теодолитом.Вертикальный угол или угол наклона — это угол, заключенный между наклонной и горизонтальными линиями.вертикальный угол измеряют по вертикальному кругу аналогичным образом одним направлением служит фиксированная горизонт линия. Если набл точка находится выши горизотна , вертикальный угол — положителен , если ниже то отрицателен. Отсчеты ведутся по шкалам, нанесенным на вертикальный круг теодолита . для вычисления значений углов наклона определяют место нуля М0 . место нуля — это отсчет по вертикальному кругу, соответствующий горизонтальному положению визирной оси и положению уровня при алидаде вертикального круга в нуль-пункте, или горизонтальности отсчетного индекса у теодолитов с компенсатором при вертикальном круге. Колебание места нуля сетки (МО) при повторных его определениях не должно быть более 20", Высоты теодолитов и визирных целей должны измеряться дважды с точностью до 1 см. Превышения между пунктами постоянного съемочного обоснования определяются в прямом и обратном направлениях.
Расхождения между прямыми и обратными превышениями не должны превышать 10 см на 1 км расстояния.
2.6. Погрешности, влияющие на точность измерения вертикальных углов. Меры по их ослаблению.Основными погрешностями при измерении углов являются следующие:
Погрешности, возникающие непосредственно в процессе измерения угла. К ним относятся погрешности визирования, отсчета, влияиия остаточных погрешностей после юстировки прибора, погрешности смещения штатива и теодолита во время измерений, а также личные погрешности наблюдателя.
Инструментальные погрешности - влияние коллимационной ошибки на измеренное направление. Эта погрешность компенсируется, если наблюдать при разных положениях вертикального круга (П и Л), а коллимационная ошибка остается постоянной во время измерений.
Погрешности от воздействия внешней среды.
К этим погрешностям следует отнести влияние нагревания теодолита
лучами солнца, изменения температуры воздуха, колебания изображений и т. д.
Погрешности, возникающие под влиянием неравномерного нагрева прибора, можно значительно уменьшить, закрывая теодолит зонтом от воздействия прямых лучей солнца.
Для уменьшения погрешностей, вызванных колебаниями изображения, необходимо измерение углов производить в часы наиболее спокойных изображений. При ветре средней силы рекомендуется теодолит и штатив прикрыть зонтом со стороны ветра. Визирный луч не должен проходить низко над землей и близко от местного предмета, так как в случае несоблюдения этого условия на визирный луч будет влиять рефракция, значительно искажающая результат измерения угла.
.Погрешности центрирования и редукции теодолита и марок над пунктами.
Для ослабления влияния погрешностей центрирования и редукций необходимо применять трехштатипную систему