5.3. Установка теодолита и измерение горизонтальных углов

Для измерения горизонтальных углов на пункте теодолит приводят в рабочее положение, т. е. центрируют и горизонтируют. Кроме этого, устанавливают зрительную трубу по глазу и по предмету.

Центрирование теодолита– это установка вертикальной оси прибора над вершиной измеряемого угла. Выполняется при помощи оптического или нитяного отвеса.

Для этого теодолит на глаз устанавливается над вершиной угла так, чтобы верхняя площадка штатива была приблизительно горизонтальной. Затем, с контролем по отвесу, осторожно заглубляют ножки штатива, пока острие грузика отвеса не окажется над вершиной угла.

Под горизонтированиемпонимается приведение вертикальной оси прибора в отвесное положение. Для этого выверенный уровень поворотом алидады устанавливают по направлению двух подъемных винтов и вращая их в противоположные стороны приводят пузырек уровня в нуль-пункт. Потом уровень поворачивают на 90˚ и третьим подъемным винтом приводят пузырек к середине. После этого при любом положении алидады пузырек уровня не должен уклоняться от нуль-пункта более чем на одно деление.

Зрительную трубу фокусируют на отчетливую видимость сетки нитей вращением окуляра, а на объект – вращением фокусирующего (кремальерного) винта зрительной трубы.

Горизонтальные углы на местности обычно измеряют двумя способами: способом приемов (способ отдельного угла) и способом круговых приемов (способ В. Я. Струве).

Способ приемовприменяется в том случае, когда в точке определяется только один угол между двумя направлениями (табл.5.1). Для исключения влияния коллимационной ошибки и наклона оси вращения зрительной трубы каждый угол измеряют при двух положениях теодолита КП и КЛ. Два полуприема составляют один полный прием.

Таблица 5.1.

Номер		Отсчеты по горизонтальному кругу			Угол			Среднее из углов
Станции	точки наблюдения	град	мин	с	град	мин	с	град	мин	с
II	1 3 1 3	223 118 82 336	45 12 19 46	45 30 30 30	105 105	33 33	15 00	105	33	07,5

Первый полуприем:

1. В вершине измеряемого угла теодолит устанавливается в рабочее положение, направление сторон измеряемого угла обозначается вешками, устанавливаемыми в створах измеряемых линий.

2. Закрепляют горизонтальный круг и перемещая алидаду визируют на нижнюю часть правой (задней) вешки. Точное наведение выполняется наводящими винтами алидады и зрительной трубы. Снимают отсчет по отсчетному устройству и записывают в журнал для измерения углов.

3. Открепив алидаду горизонтального круга, зрительную трубу визируют на нижнюю часть левой (передней) вехи, уточняют и записывают отсчет.

Измеренный угол между двумя направлениями равен разности отсчетов на правую (П) и левую (Л) точки, т. е. β_.= П – Л. Причем, если отсчет на заднюю точку меньше, чем на переднюю, то к нему прибавляют 360˚.

Перед выполнением второго полуприема горизонтальный круг смещают примерно на 90˚.

Второй полуприем.

Для этого переводят зрительную трубу через зенит и повторяют измерения угла в том же порядке, что и в первом полуприеме. Результаты измерений записывают в журнал. Расхождение между значениями измеренного угла при КП и КЛ для теодолита Т 30 не должно превышать утроенной точности прибора, т. е. ∆β 1,5′.

За окончательный результат принимают среднее арифметическое из двух значений измеренного угла при положении теодолита КП и КЛ, т. е. β_ср.=.

Для контроля измерений удобно пользоваться способом «от нуля». Совместив нули лимба и алидады, закрепляют алидаду и с открепленным лимбом визируют на левую (переднюю) точку. Закрепив лимб проверяют отсчет по горизонтальному кругу, равному 0˚00΄ и открепив алидаду визируют на заднюю (правую) точку. В этом случае отсчет на правую точку будет равен величине измеряемого угла.

Способ круговых приемов применяется когда на пункте (станции) необходимо измерить углы по нескольким направлениям, т. е. когда направлений больше двух (табл. 5.2).

Первый приемвыполняется при КЛ.

1. Одно из направлений принимают за начальное. Обычно выбирают удаленный пункт с хорошей видимостью. Вращая алидаду устанавливают на лимбе отсчет несколько более 0˚ (например, 0˚05΄). Закрепляют алидаду и винтами горизонтального круга и зрительной трубы визируют на начальное направление. Закрепляют горизонтальный круг, уточняют отсчет и записывают его в журнал измерений.

2. Открепив алидаду, при зафиксированном лимбе последовательно визируют на все другие наблюдаемые точки по ходу часовой стрелки. Снимают отсчеты и записывают их в журнал.

3. Первый полуприем заканчивают повторным наведением и отсчетом на начальный пункт. Сходимость отсчетов при наведении на начальный пункт в начале и конце полуприема называется замыканием горизонтаи является необходимым контролем. Расхождение отсчетов не должно превышать утроенной точности прибора.

4. Второй полуприем выполняется при КП. Открепив алидаду и зрительную трубу, переводят трубу через зенит и визируют на начальный пункт. Снимают и записывают отсчет.

5. Вращая алидаду в обратном порядке, против хода часовой стрелки, наблюдают все остальные пункты. Запись отсчетов в журнале производят снизу вверх. Второй полуприем заканчивают повторным наблюдением на начальный пункт, проверяя сходимость замыкания горизонта.

6. Полевой контроль включает слежение за отсчетами, которые при различных кругах на один и тот же пункт должны отличаться на 180˚. Допустимое расхождение – не более утроенной точности теодолита.

Таблица 5.2

Станция	Точки визирования	Отсчеты по горизонтальному кругу		Двойная коллимационная погрешность, 2с =КЛ - (КП±180º		Средние отсчеты, или (КЛ-с)	Направление, приведенное к нулевомму
		КЛ	КП
I	Крутая Валун Точка 2 Крутая	0º08' 38º53' 217º45' 0º09'	180º09' 218º54' 37º46' 180º10'	Прием 1 -1,0 -1,0 -1,0 -1,0		0º08,5' -0,3' 38º53,5' -0,6' 217º45,5' -1,0' 0º09,5'	0º00,0' 38º44,7' 217º36,4' 0º00,0'
		ΔКЛ= +01' ΔКП= +01'

При математической обработке журнала полевых измерений вычисляются:

– средняя ошибка незамыкания горизонта по формуле: ;

– двойная коллимационная ошибка 2с = КЛ–КП ±180˚;

– средний отсчет направления а_ср=КЛ – с;

– поправки в средние отсчеты за счет незамыкания горизонта , гдеn– число наблюдаемых направлений;k– номер по порядку наблюдаемого направления.

После этого вычисленные поправки вводятся в средние отсчеты, из которых затем вычитается среднее значение начального направления.

Ошибки измерения горизонтальных углов. К основным источникам погрешностей относятся:

1. Ошибки приборов.Ошибки самих приборов (неточность делений лимба, неперпендикулярность плоскости лимба к основной оси прибора и др.) весьма малы и не оказывают существенного влияния на точность измеряемых углов при измерениях двумя полуприемами.

2.Ошибки измерения угла, возникающие из-за неточности центрирования и визирования. Эти ошибки возрастают с уменьшением сторон угла. Они вызываются неточной установкой теодолита над вершиной измеряемого угла и неправильной постановкой вех. Теодолит необходимо центрировать с точностью 2–4 мм, а вехи – устанавливать отвесно и при измерении углов визировать на их нижнюю часть у поверхности земли.

3.Ошибки от влияния внешней среды.К ним относятся: колебание изображений, нагревание штатива и прибора солнечными лучами, рефракция (преломление световых лучей в земной атмосфере из-за увеличения плотности воздуха к поверхности Земли) и неустойчивость штатива. От прямого воздействия солнечных лучей теодолит и штатив рекомендуется закрывать зонтом.