Как сделать поверки теодолита

Добавил пользователь Alex
Обновлено: 05.10.2024

ГОСТ Р 8.876-2014

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Государственная система обеспечения единства измерений

State system for ensuring the uniformity of measurements. Theodolites. Verification procedure

Дата введения 2016-01-01

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Федеральным государственным унитарным предприятием "Сибирский государственный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт метрологии" (ФГУП "СНИИМ"), Федеральным государственным бюджетным образовательным учреждением высшего профессионального образования "Сибирская государственная ордена "Знак Почета" геодезическая академия" (ФГБОУ ВПО "СГГА"), Федеральным государственным унитарным предприятием "Центральный ордена "Знак Почета" научно-исследовательский институт геодезии, аэросъемки и картографии им.Ф.Н.Красовского" (ФГУП "ЦНИИГАиК")

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 206 "Эталоны и поверочные схемы" подкомитетом ПК 206.5 "Эталоны и поверочные схемы в области измерения физико-химического состава и свойств веществ"

4 При разработке настоящего стандарта использованы изобретения, защищенные патентами 2116626 RU МКИ 6G 01 D 18/00 N 95108631/28 (заяв. 26.05.95; опубл. 27.07.98) и 2463561 RU МКП G01C 25/00, G01C 1/00 N 2011112168/28 (заяв. 30.03.2011; опубл. 10.10.2012)

6 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Март 2019 г.

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает методы и средства первичной и периодической поверок теодолитов по ГОСТ 10529 и других геодезических угломерных приборов [электронных и оптических теодолитов и др. (далее - теодолит)] отечественного и зарубежного производства.

Интервал между поверками теодолитов устанавливают в соответствии с правилами [1] и рекомендациями [2].

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 8.050 Государственная система обеспечения единства измерений. Нормальные условия выполнения линейных и угловых измерений

ГОСТ 12.2.007.0 Система стандартов безопасности труда. Изделия электротехнические. Общие требования безопасности

ГОСТ 10529 Теодолиты. Общие технические условия

ГОСТ 21830 Приборы геодезические. Термины и определения

ГОСТ 22268 Геодезия. Термины и определения

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины, определения и сокращения

3.1 В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ 21830 и ГОСТ 22268.

3.2 В настоящем стандарте применены следующие сокращения:

ГКС - геодезический коллиматорный стенд;

СКП измерений - средняя квадратическая погрешность измерений;

ЭД - эксплутационные* документы.

* Текст документа соответствует оригиналу. - Примечание изготовителя базы данных.

Прием измерений - минимальное количество операций, необходимое для однократного измерения угла с заданной точностью.

КЛ (круг лево) - отсчет по лимбу при положении вертикального круга*.

* Текст документа соответствует оригиналу. - Примечание изготовителя базы данных.

КП (круг право) - отсчеты по лимбу при положении вертикального круга справа.

4 Операции и средства поверки

4.1 Операции и средства поверки должны соответствовать указанным в таблице 1.

Теодоли́т — измерительный прибор для определения горизонтальных и вертикальных углов при топографических съёмках, геодезических и маркшейдерских работах, в строительстве и т. п. Основной рабочей мерой в теодолите являются лимбы с градусными и минутными делениями (горизонтальный и вертикальный). Теодолит может быть использован для измерения расстояний нитяным дальномером и для определения магнитных азимутов с помощью буссоли.

Альтернативным развитием конструкции теодолита является гиротеодолит, кинотеодолит и тахеометр.

Описание самого теодолита

Воспользовавшись его помощью производятся очень точные измерения вертикальных и горизонтальных угловых величин.

Внешне он сделан в виде U-образного оптического устройства, находящегося на вращающейся площадке. Платформа устройства сделана круглой формы, на котором нанесены угловые деления. Помимо горизонтального, есть в наличии вертикальный круг с аналогичными угловыми делениями. Чтобы провести измерения дальности его оборудуют самыми разными лазерными измерителями. Современные теодолиты имеют электронные блоки, которые дают возможность увеличить точность измерений.

Теодолит его важные части

Устройство теодолита основано на законах оптики, механики, электроники.

Устройство теодолита 2т30

Схема теодолита включает следующие весомые части:

оптическую часть устройства составляет зрительная труба;
два, перпендикулярно размещенных круга (один вертикальный, другой горизонтальный);
трагерные системы (разрешающие находится долгое время в устойчивом состоянии);
встроенный микроскоп (способ измерения может быть штриховой или шкаловой);
специализированная поворотная линейка (именуемая алидадой);
закрепительный и наводящий винты;
регулируемый штатив (воспользовавшись его помощью происходит установка на местности и подготовка прибора к работе).

Главные узлы теодолита

Не обращая внимания на разнообразие подобных измерительных устройств, строение теодолита сберегается прежним:

Кремарьера теодолита дает возможность решать следующий круг задач:

Отсчётные устройства

Эти устройства дают возможность отсчитывать деления лимба устройства аж до разрешённых долей. Они разделяют на три штриховые, шкаловые, микрометры. Угловая шкала можно расположить на окружности. В данном случае её называют угломерным кругом или лимбом. У любого из них угловая цена деления лимба имеет собственную величину. В настоящих приборах точность деления меняется в интервале от одного градуса до пяти угловых минут. Размер лимба (диаметр) устанавливается конструкцией теодолита. Величина может меняться от 72 мм до 270 мм.

В качестве отсчётного индекса могут применяться: одиночный штрих, двойной штрих, который называется бисектор, нулевой штрих, штрих ключевой шкалы имеющегося лимба.

Очень простым отсчётным устройством считается верньер.

Они нужны для точной юстировки теодолита относительно его вертикальной направляющей. При их помощи делают обмеры углов маленькой величины в плоскости расположенной вертикально. Любой уровень состоит из таких элементов:

маленькой колбы из стекла, в середине которой находится специализированная жидкость;
корпуса, которые предохраняет колбу от воздействий механики.

Их делают круглые или цилиндрические.

Колбы цилиндрических уровней делают из специализированного стекла, в его состав введён молибден. Жидкость в середине колбы считается этиловым спиртом. На её поверхность наносят не смываемые штрихи с интервалом в 2 мм. Величина очень маленького наклонного угла в любую сторону, при котором встречается смещение пузырька, именуется величиной предельной чувствительности.

На поверхность стекла цилиндрических уровней наносят окружности от цента к краешку с подобным же интервалом.

Стандартный ряд теодолитов России в соответствии с ГОСТ 10529-96

Типы теодолитов:
ОТ-02, ОТБ, ОТС, ТБ-1, Theo-010, TE-B1, Т1, Т2 — высокоточные
Т5, ОТШ, Theo-020, TE-C1, ТТ-4, ОМТ-30, ТТ-5, ТТП, ТН, ТГ-5 ,Т15 — точные
Т30, Theo-120, TE-E4, ТТ-50, ТОМ, Te-5 — технические
Т60, ТМ-1 — технические (в настоящее время не выпускается) (применялись для учебного пособия и рекогносцировки местности в экспедиции).

М — маркшейдерское исполнение (для работ в шахтах или тоннелях; может крепиться к потолку и использоваться без штатива, помимо этого, в маркшейдерском теодолите в поле зрения визирной трубы есть шкала для наблюдения за качаниями отвеса при передаче координат с поверхности в шахту).

К — наличие компенсатора, заменяющего уровни.

П — зрительная труба прямого видения, то есть зрительная труба теодолита имеет оборачивающую систему для получения прямого (не перевернутого) изображения.

А — с автоколлимационным окуляром (автоколлимационные);

Неповторительные теодолиты

В неповторительных теодолитах лимбы наглухо закреплены с подставкой, а поворот и закрепления его в разных положениях осуществляется при помощи закрепительных винтов либо приспособления для поворота.

Фототеодолит

Фототеодолит или кинотеодолит — разновидность теодолита, объединённого с фото- и/или кинокамерой и другими оптическими системами. Служит для точной фотосъёмки с угловой привязкой геологических объектов и искусственных сооружений, а также для измерения угловых координат летательных аппаратов. Конструктивно может представлять собой кинокамеру, независимую от оптического канала теодолита и жёстко скреплённую с ней или однообъективную зеркальную камеру, видоискатель которой служит оптическим каналом теодолита. Выпускавшиеся ранее кинотеодолиты осуществляли съёмку на крупноформатные фотопластинки высокой разрешающей способности. В настоящее время выпускаются плёночные, пластиночные и цифровые фототеодолиты. Если объект фотографируется двумя и более фототеодолитами, то при использовании геодезической засечки можно получить приблизительные данные относительно размера объекта, высоты и скорости полёта.

Модели теодолитов

Гиротеодолиты

Гиротеодолит

Гиротеодолит — гироскопическое визирное устройство, предназначенное для ориентирования туннелей, шахт, топографической привязки и др. Гиротеодолит служит для определения азимута (пеленга) ориентируемого направления и широко используется при проведении маркшейдерских, геодезических, топографических и др. работ. По принципу действия гиротеодолит является и принадлежит к типу гирокомпасов. Ряд схем гиротеодолитов выполнен на принципе гирокомпаса Фуко. Помимо гироскопического чувствительного элемента, гиротеодолит включает угломерное устройство для снятия отсчётов положения чувствительного элемента и определения азимута (пеленга) ориентируемого направления. Угломерное устройство состоит из лимба с градусными и минутными делениями, жёстко связанного с его алидадой. Наблюдение ведётся по штриху, проектируемому на зеркале, которое укреплено на чувствительном элементе. При этом визирная линия зрительной трубы будет располагаться параллельно оси гироскопа. Определение азимута (пеленга), ориентируемого с помощью гиротеодолита направления, производится по шкале, связанной с теодолитом. При наблюдениях гиротеодолитом все измерения относят к отвесной линии в точке наблюдений и к плоскости горизонта. Следовательно, азимут, определённый гироскопически, тождественен астрономическому азимуту. Обычно по конструктивным соображениям отсчётное устройство по горизонтальному кругу располагают под некоторым углом по отношению к оси вращения ротора гироскопа.

Гиростанция

В сущности, тот же гиротеодолит с гирокомпасом Фуко на основе электронного тахеометра.

Электронный

Электронный теодолит — вид теодолита, оснащённого электронным отсчетным устройством.

Тахеометр

Разновидность электронного теодолита, оснащенная электронным устройством для вычисления и запоминания координат точек на местности и лазерным дальномером. В отличие от оптического неповторительного, полностью исключает ошибки снятия и записи отсчёта благодаря микропроцессору, выполняющему автоматические расчёты. Электронный теодолит позволяет работать в тёмное время суток.

Тотал станция (Total station)

Электронный тахеометр или оптический теодолит, оснащённый дополнительными устройствами (дальномер, GPS-приемник, контроллер (процессор и/или клавиатура), отдельно вынесенными за основной корпус инструмента.

Устройство теодолита

Горизонтальный круг теодолита предназначен для измерения горизонтальных углов и состоит из лимба и алидады.

Лимб представляет собой стеклянное кольцо, на скошенном крае которого нанесены равные деления с помощью автоматической делительной машины.

Цена деления лимба (величина дуги между двумя соседними штрихами) определяется по оцифровке градусных (реже градовых) штрихов. Оцифровка лимбов производится по часовой стрелке от 0 до 360 градусов (0 — 400 гон).

Роль алидады выполняют специальные оптические системы — отсчётные устройства. Алидада вращается вокруг своей оси относительно неподвижного лимба вместе с верхней частью прибора; при этом отсчёт по горизонтальному кругу изменяется. Если закрепить зажимной винт и открепить лимб, то алидада будет вращаться вместе с лимбом и отсчёт изменяться не будет.

Лимб закрывается металлическим кожухом, предохраняющим его от повреждений, влаги и пыли.

Поверки теодолитов

Перед проведением поверок нужно провести общий осмотр теодолита:

а)оптическая система зрительной трубы должна на быть чистой и давать отчётливое изображение;

б) вращение прибора должно быть лёгким и плавным;

в) подъемные, закрепительные, наводящие винты должны быть исправны;

г) отсчетные системы должны быть видны в микроскоп хорошо и чётко.

После общего осмотра теодолита выполняются его поверки:

1. Поверка вращения подъемных винтов. Они должны вращаться легко и плавно.

2. Ось цилиндрического уровня при алидаде горизонтального круга должна быть перпендикулярна к вертикальной оси прибора. Для этого уровень при алидаде горизонтального круга приводят в нуль-пункт подъёмными винтами. Поворачивают прибор на 180°, если пузырёк уровня отклонился от нуля-пункта более одного деления, то его положение исправляют исправительным винтом на ? отклонения.

3. Вертикальный штрих сетки нитей должен лежать в коллимационной

плоскости зрительной трубы. Для этого наводят вертикальный штрих сетки нитей на хорошо видимую точку. Наводящим устройством вращают зрительную трубу вокруг горизонтальной оси. Если точка смещается с вертикальной оси, то, ослабив юстировочные винты сетки нитей, поворачивают окуляр вместе с сеткой нитей. Поверку повторяют .

2с вычисляют по формуле 2с=/2.

2с должно быть меньше утроенной точности измерения угла. Для устранения коллимационной погрешности устанавливают отсчет, вычисленный по формуле КЛ=КЛ2-с или КП=КП2+с. Юстируют сетку нитей до совмещения с предметом. Поверку повторяют .

5. Ось вращения зрительной трубы должна быть перпендикулярна к вертикальной оси вращения теодолита. Выбирают хорошо видимую точку на высоте 40° и на уровне высоты прибора. Зрительную трубу переводят через зенит и наводят на эту же точку. Если отмеченные внизу точки совпадут, то наклон трубы допустим, если нет, то перпендикулярность осей исправляют только в мастерских.

6. Место нуля (МО) вертикального круга должно быть постоянным и близким к 0°. МО—отсчёт по вертикальному кругу при горизонтальном положении визирной оси зрительной трубы и при положении пузырька уровня при алидаде горизонтального круга в нуль-пункте. Для определения МО визируют при двух положениях вертикального круга на выбранную точку и снимают отсчёты. Для прибора 2Т30П МО вычисляется по формуле МО=(КЛ+КП)/2. МО определяют визированием на различные цели 3—4 раза. За окончательное значение берут среднее арифметическое значение из всех измерений. Расхождение между значениями МО не должны превышать утроенной точности теодолита. Правильность вычисления МО проверяют вычислением н по формулам н=КЛ-МО;

н=КП-МО, н=0,5(КЛ-КП). Величины н должны быть равны .

Принцип измерения горизонтального угла

Основополагающий принцип измерения угла состоит в определении градусной величины между направлениями на 2 подобранных объекта. Перед тем как приступить к измерению нужно повести операции по подготовке, включая горизонтирование.

Дальше следует нулевую отметку угломерного круга разместить по направлению на ось измеряемого угла. После чего делают отсчёт угла по шкале горизонтального круга.

Самыми популярными методами измерения являются:

метод последовательных повторений;
метод круговых приёмов.

Очередность реализации первого метода состоит в следующем. Подготовка и установка в указанном месте. Оптический визир наводится в первую очередь на один подобранный объект. После его направляют по направлению на другой объект. Перед этим выполняется подготовительная зрительная наводка. Используя винт фокусировки, одновременно регулируя диоптрийное кольцо, делают точное наведение на любой объект. Точность операции оценивают, применяя вертикальные нити. Закрепив направление на первый объект, считывают показания, которые нанесены на горизонтальном круге. Дальше ослабляют закрепляющий винт, переводят направление оптического устройства на второй объект. Повторяют операцию фиксации данных. С него считывают показания и фиксируют.

Второй метод подходит чтобы провести измерения горизонтальных углов, пребывав в одной точки. Применяя алидаду, устройство ориентируют на первый подобранный объект и устанавливают нулевые показания лимба. Дальше передвигают зрительную трубу в подобранном направлении (по часовой стрелке). По данным горизонтального круга считываю показания. Расчёт конечного результата выполняется с учитыванием установленной неточности определенного прибора.

Геометрические параметры теодолитов

Под геометрическими параметрами понимается неукоснительное соблюдение геометрического положения любого элемента теодолита.

Этими параметрами считаются:

Положение цилиндрического уровня (размещается перпендикулярно оси грандштока).
Направление линии вращения (вертикальная в отношении к линии самого грандштока).
Ориентация центральной оси визирной трубки (горизонтирована, вне зависимости от направления и величины поворотного угла).
Ориентация зрительной трубы и грандштока (всегда обоюдно перпендикулярны).

Инструкция по приведению теодолита в рабочее положение

Подготовка устройства считается довольно существенным этапом перед проведением измерений.

Центрирование

Действие предусматривает подготовительный выбор, будущую установку теодолита точно над центром известного геодезического пункта. В большинстве случаев его проводят, применяя оптический центрир. В других случаях применяют обыкновенный строительный отвес.

Горизонтирование

Предусматривает установку горизонтального круга, применяя показания уровней в горизонтальное положение.

Его выполняют, завершив дополнительную проверку уровня алидады. Регулировку делают подъёмными винтами.

Фокусировка

Фокусировка устройства предусматривает установку чёткого изображения. Точность установки ценится по чёткости наблюдаемой сетки нитей. Её проводят небыстрым изменением положения диоптрийного кольца. Перемещение длится, пока не будет получено отчётливое изображение каждой нити.

Грамотная эксплуатация

Соблюдение эксплуатационных правил теодолита даст возможность не позволить серьёзных ошибок при проведении измерений. Данные правила включают очередность действий на разных стадиях эксплуатации аппарата:

во время хранения;
при приготовлении к работе;
в период выполнения измерений;
очередность оценки полученных результатов;
порядок сборки теодолита после работы.

Большое внимание необходимо выделять всем данным правилам в особенных условиях внешней среды: температуре, влаги, силе ветра, освещённости. Фактически все теодолиты имеют интервал разрешённых для эксплуатирования температур от -25 °С до +50 °С абсолютно любой влаги. Но не забывайте, что чрезмерно невысокие или большие температуры оказывают влияние на точность снимаемых показаний.

Кол-во блоков: 16 | Общее кол-во символов: 18494
Количество использованных доноров: 3
Информация по каждому донору:

Поверками теодолита называют действия, имеющие целью выявить, выполнены лигеометрические условия, предъявляемые к инструменту. Для выполнения нарушенных условий производят исправление, называемое юстировкой инструмента.

1. Ось каждого цилиндрического уровни алидады горизонтального круга должна быть перпендикулярна к оси вращения, алидады.

Это условие необходимо для приведения оси вращения инструмента (алидады) в рабочее положение, т. е. чтобы при измерениях углов она была вертикальна.

Для поверки выполнения условия поворотом алидады устанавливают ось поверяемого уровня по направлению каких-либо двух подъемных винтов и одновременным вращением их в разные стороны приводят

пузырек уровня в нульпункт (на середину ампулы), тогда ось уровня займет горизонтальное положение. Повернем алидаду, а вместе с нею и уровень точно на 180.

Если после приведения пузырька уровня в нульпункт и поворота алидады на 180° пузырек уровня останется на месте, то условие выполнено.

Для выполнения других поверок необходимо привести прибор в рабочее положение.

2. Одна из нитей сетки должна находиться в вертикальной плоскости.

Поверку и юстировку этого условия можно выполнить при помощи отвеса, установленного в 5—10 м от инструмента. Если поверяемая нить сетки не

совпадет с изображением отвеса в поле зрения трубы, то снимают колпачок, слегка

ослабляют (примерно на полоборота) четыре винта, крепящих окулярную часть с корпусом трубы, и поворачивают окулярную часть с сеткой до требуемого положения. Закрепляют винты и надевают колпачок.

После юстировки вторая нить сетки должна быть горизонтальна. Убедиться в этом можно, наведя эту нить на какую-либо точку и вращая алидаду наводящим винтом по азимуту;

нить при этом должна оставаться на данной точке.

В противном случае юстировку надо повторить. Установив правильно сетку, в дальнейшем при повторении поверок эту можно не повторять.

3. Визирная ось должна быть перпендикулярна к оси вращения зрительной трубы.

Это условие необходимо для того, чтобы при вращении трубы вокруг ее оси визирная ось описывала плоскость, а не конические поверхности. Визирную плоскость называют также коллимационной. Вертикальный круг вращается вокруг оси вместе с трубой.

Для перевода трубы из положения КП в положение КЛ или наоборот надо перевести ее через зенит при неподвижном лимбе и повернуть алидаду на глаз на 180°, чтобы можно было наводить трубу на один и тот же предмет при различных ее положениях. При этом на том месте относительно лимба, где находится верньер1 , теперь

будет расположен диаметрально противоположный верньер 2 к отсчеты числа градусов, взятые по верньеру I до поворота алидады и по верньеру II после поворота алидады на 180°, должны быть одинаковы. Если визирная ось перпендикулярна к оси вращения зрительной трубы, то при наведении ее при КП и КЛ на удаленную точку , расположенную приблизительно на уровне оси вращения зрительной трубы, по закрепленному горизонтальному лимбу получим верные отсчеты дуги с помощью I (при КП) и II (при КЛ) верньеров. Если же визирная ось не перпендикулярна к оси вращения трубы и занимает при КП и при КЛ неверное положение , то в отсчеты по горизонтальному лимбу войдет ошибка, соответствующая повороту визирной оси на угол, называемый коллимационной ошибкой. Проекция этого угла на горизонтальную плоскость лимба меняется в зависимости от угла наклона визирной оси. Поэтому при выполнении этой поверки линия визирования должна быть по возможности горизонтальна.

Юстировка: слегка один вертикальный, например верхний, исправительный винт при сетке нитей, передвигают сетку, действуя боковыми исправительными винтами при ней до совмещения точки пересечения нитей с изображением наблюдаемой точки .

После юстировки надо повторить поверку и убедиться, что условие выполнено.

4. Ось вращения зрительной трубы должна быть перпендикулярна к оси вращения инструмента (алидады).

Это условие необходимо для того, чтобы после приведения инструмента в рабочее положение коллимационная (визирная) плоскость была вертикальна.

Для поверки выполнения данного условия приводят инструмент в рабочее положение и направляют точку пересечения сетки нитей на высокую и близкую (на расстоянии 10—20 м от инструмента) точку , выбранную на какой-нибудь светлой стене. Не поворачивая алидады, наклоняют трубу объективом вниз до примерно горизонтального положения ее оси и отмечают на той же стене точку _г, в которую проектируется точка пересечения нитей. Переведя трубу через зенит, при другом положении круга снова направляют визирную ось на ту же точку и подобно предыдущему, наклонив трубу объективом вниз, отмечают точку а₂. Если обе точки совместятся в одной точке , то условие выполнено. Выполнение рассматриваемого условия обеспечивается заводом или производится в мастерской, так как современные теодолиты не имеют соответствующих исправительных винтов.

11.Что называется теодолитным ходом? Привязка теодолитного хода.

Теодолитным ходом (рис.) называют систему закрепленных в натуре точек, например, 1, 4, 5, координаты которых определены из измерения углов β и расстояний D.

Теодолитный ход начинают создавать с осмотра местности - рекогносцировки, цель которой - определить наиболее благоприятные места для закрепления вершин теодолитного хода и створов для промеров углов и линий между ними. Как правило, теодолитные ходы прокладывают между точками государственной геодезической сети, например, II, III.

Связь теодолитных ходов с пунктами более высокого класса называют привязкой.

Если теодолитные ходы не привязаны к государственным геодезическим сетям, 20% точек закрепляют железобетонными знаками. Эти знаки, в свою очередь, привязывают к предметам местности: зарисовывают глазомерно план и измеряют расстояния не менее чем до трех постоянных предметов местности - углов капитальных зданий, колодцев, деревьев.

Длины сторон между точками теодолитных ходов колеблются в пределах 20. 350 м, а длины ходов зависят от многих факторов. Из -них главные: масштабы топографической съемки и застроенность территории, по которой прокладывают ход. Например, уменьшение масштаба съемки с 1:500 до 1:1000 позволяет увеличить длину хода с 0,8 до 1,2 км.

Если производят съемку в масштабе 1:2000, то на застроенной территории длина хода допускается до 2 км, а на незастроенной - до 3 км.

Привязка к опорным геодезическим пунктам имеет целью: получить возможность вести с заданной точностью предстоящие геодезические работы в системе координат и отметок исходных опорных пунктов; осуществлять контроль и выдерживать необходимую точность выполняемых геодезических работ. Для более полного и падежного контроля теодолитный ход, строительную сетку, красную линию, нивелирный ход привязывают не менее чем к двум опорным пунктам. Привязка теодолитного хода заключается в измерении двух примычных углов на опорных пунктах.

Привязка теодолитных ходов к пунктам опорной геодезической сети.

Теодолитные ходы обычно прокладывают между исходными (опорными) пунктами государственной геодезической сети или сетей сгущения. Координаты опорных пунктов (X и Y) определены в общегосударственной системе координат. Поэтому привязка теодолитного хода производится для определения координат точек хода и дирекционных углов его сторон в единой общегосударственной системе.

Плановая привязка теодолитного хода заключается в измерении горизонтальных углов и длин сторон от исходных пунктов к точкам теодолитного хода. Рассмотрим способы привязки замкнутого и разомкнутого теодолитных ходов.

12.Порядок измерения горизонтальных углов теодолитом?

Измерять углы можно только выверенным теодолитом. Установка теодолита в вершине измеряемого угла состоит из трех основных операций:

Центрирование теодолита – это установка оси вращения алидады над вершиной измеряемого угла; операция выполняется с помощью отвеса, подвешиваемого на крючок станового винта, или с помощью оптического центрира.

Горизонтирование теодолита – это установка оси вращения алидады горизонтального круга в вертикальное положение; операция выполняется с помощью подъемных винтов и уровня при алидаде горизонтального круга.

Установка трубы – это установка трубы по глазу и по предмету; операция выполняется с помощью подвижного окулярного кольца (установка по глазу – фокусирование сетки нитей) и винта фокусировки трубы (кремальеры) на предмет (установка по предмету – получение резкого изображения цели).

Для измерения угла в его вершине забивают колышек, а на концах линий, образующих угол, устанавливают вешки.

В зависимости от видов геодезических работ, условий измерения, наличия приборов и требуемой точности углы измеряют способами: приемов, повторений, круговых приемов и во всех комбинациях (способ Шрейбера).

Способ приемов. Его применяют в тех случаях, когда необходимо измерить угол, заключенный между двумя смежными направлениями. Теодолит и визирные марки центрируют над точками и приводят в горизонтальное положение. Измерения состоят из двух полуприемов ( рис. 5.5.1а.).

Рис. 5.5.1. Схема измерения горизонтальных углов.

В первом полуприеме (рис. 5.5.1а) при одном положении вертикального круга визируют на левую точку (A) и берут отсчет a₁. Вращая алидаду по ходу часовой стрелки, визируют на правую точку и берут отсчет b₁.

Во втором полуприеме зрительную трубу переводят через зенит и при другом положении вертикального круга измерения проводят в обратном порядке, вращая алидаду против хода часовой стрелки. Получают отсчеты b₂ и a₂.

Значение угла вычисляют по формуле

Разность между значениями углов β₁ и β₂ в полуприемах не должна превышать удвоенной точности теодолита ±2t. При допустимой разности

Если ноль лимба находится внутри измеряемого угла (рис. 5.5.1b) и отсчет на правую точку меньше отсчета на левую точку, то значения угла из полуприемов определяют по формулам

Способ повторений. Применяется при измерении углов повторительными теодолитами. После установки на точках теодолита и визирных целей, по лимбу на начальное направление устанавливают отсчет A₁ близкий к нулю. Поворотом алидады визируют на второе направление и берут контрольный отсчет B_к.

Затем закрепляют алидаду и вращением лимба снова визируют на начальную точку. Это действие составляет одно повторение.

Повторений выполняют столько, сколько обусловлено расчетом точности или установлено заданием. При последнем визировании на второе направление берут точный отсчет B. Искомый угол вычисляют по формуле

где P – число повторений.

Величину n принимают такой, чтобы соблюдалось примерное равенство

Такие же измерения выполняют при другом положении вертикального круга. За окончательное принимают среднее значение угла.

Способ круговых приемов. Применяют при измерении углов на точке с тремя и более направлениями.

В первом полуприеме на начальное направление по горизонтальному кругу устанавливают отсчет близкий к нулю. Вращая алидаду (при закрепленном лимбе по ходу часовой стрелки, последовательно визируют на каждое направление и берут отсчет. В конце полуприема повторно визируют на начальную точку (направление). Незамыкание горизонта не должно превышать допустимой величины.

Затем трубу переводят через зенит и выполняют второй полуприем, снова визируя на начальную точку и все последующие (включая замыкающие). При этом вращают алидаду теодолита против хода часовой стрелки. Разность между значениями направлений в двух полуприемах не должна превышать 2с (с – коллимационная ошибка).

При обработке вычисляют среднее значение из четырех отсчетов на начальное направление и средние значения остальных направлений из двух отсчетов. Значения направлений приводят к начальному с отсчетом, равным 0°00 // 00 // . Для этого от всех средних значений направлений отнимают среднее значение на начальное направление.

При выполнении последующих приемов лимб между k приемами переставляют на угол δ=180°/k+i, где i – цена делений лимба. Значения направлений между приемами не должны превышать установленной двойной точности измерения угла.

Из k приемов вычисляют среднее значение искомых направлений. Углы между смежными направлениями вычисляют по разности из средних значений.

Способ всевозможных комбинаций. При этом способе, предложенном Гауссом и называемом еще способом Шрейбера, измеряются порознь все углы, которые можно образовать, комбинируя по два наблюдаемых на пункте направления. Измерения выполняются также различным числом приемов.

Перед началом измерения теодолит устанавливают в рабочее положение в вершине угла, а в точках, на которых будет вестись визирование, вертикально устанавливают вешки.

Установка прибора в рабочее положение подразумевает его центрирование, горизонтирование и установка трубы по глазу.

Центрирование – это приведение основной оси теодолита в вершину измеряемого угла. При выполнении работ технической точности центрирование выполняют нитевым отвесом, для этого теодолит на штативе сначала устанавливают на точкой приближенно, стараясь, чтобы верхняя поверхность головки штатива была примерно горизонтальна, ножки штатива закрепляют в пункте. Ослабляют становой винт и перемещением прибора по штативу совмещают острие отвеса с вершиной угла, становой винт затягивают. Точность центрирования 2–5 мм.

Горизонтирование см. поверку 1.

Установка зрительной трубы по глазу см. устройство зрительной трубы.

Способ приемов

Состоит из двух полуприемов, которые выполняются при разных положениях вертикального круга. Для измерения угла в полуприеме закрепляют лимб ГК, открепляют алидаду ГК, визируют на правую точку и, закрепив алидаду, берут отсчет по лимбу ГК. Открепляют алидаду, визируют на левую точку и, закрепив алидаду, берут еще один отсчет. Разность отсчетов даст величину измеряемого угла. Для выполнения второго полуприема трубу переводят через зенит и смещают лимб ГК примерно на 60 о , 90 о . Выполняют аналогично.

Второй полуприем выполняют для контроля измерения

и снижения влияния инструментальных ошибок.

Значения углов в полуприемах должно различаться не более удвоенной точности отсчетного приспособления теодолита. Если условие выполняется за окончательно значение принимают среднее из двух измерений. Для повышения точности измерения можно выполнить несколькими приемами, смещая между ними лимб на величину , где n – число приемов.

Способ круговых приемов

Применяется в тех случаях, когда нужно измерить углы, между тремя и более направлениям на станции.

Теодолит устанавливают в т.О и приводят его в рабочее положение.

Ориентируют лимб по направлению на какую–либо точку, например А (направляют 0 о лимба ГК на точку А).

Для этого открепляют алидаду и ее вращением устанавливают отсчет = 0 о , закрепляют ее, открепляют лимб и визируют на точку А, закрепляют.

Открепляют алидаду ее вращением по часовой стрелке последовательно визируют на точку В, С, Д и берут отсчеты по лимбу ГК.

В конце проверяют неподвижность лимба, т.е. визируют снова на точку А и берут отсчет.

Отсчет может изменяться до 2t, эти действия составляют полуприем.

Трубу переводят через зенит и выполняют еще один полуприем при другом положении ВК, но визируя против часов стрелки (т.А–Д–С–А–В).

2С – удвоенная коллимационная погрешность.

Колебание удвоенной коллимационной погрешности 2С, допускается в пределах удвоенной точности отсчетного приспособления (1') теодолита.

Для повышения точности измерения можно выполнить несколькими приемами, переставляя между ними лимб на величину , где n–число приемов.

Способ повторений

Дает возможность повысить точность измерений за счет уменьшения влияния ошибки отсчитывания.

Прибор приводят в рабочее положения в вершине угла и выполняют измерение в процессе которого последовательно откладывают на лимбе измеряемый угол 2k – раз, k – число повторений.

Предположим, что угол измеряется двумя повторениями.

Ориентируют лимб отсчетом близким к 0, на точку А и записывают этот отсчет (n₁).

Открепляют алидаду визируют на точку В и берут контрольный отсчет n₂.

Открепляют лимб визирую на точку А, отсчет не берут.

В результате лимб переместился против часовой стрелки на угол β.

Открепляют алидаду визируют на точку В, и снова не берут отсчет. Теперь на лимбе отложен угол =2β.

Если необходимо сделать больше двух повторений, то эти условия продолжают до тех пор, пока на лимбе не будет отложен уголβ столько раз сколько нужно повторения.

Далее трубу переводят через зенит, открепляют лимб и визируют на точку А.

Отсчте при этом не изменяется. Открепляет алидаду, визируют на точку В, на лимбе отложен угол 3β.

Снова открепляют лимб визируют на точку А, открепляют алидаду, визируют на точку В, на лимбе отложен угол 4β. Берут отсчет n₂. Вычисляют угол β по формуле: , (k – число повторений) сравнивая его с контрольным.

К основным поверкам теодолитов относится установление выполнения следующих условий.

Условие 1. Ось цилиндрического уровня при алидаде горизонтального круга должна быть перпендикулярна к оси вращения теодолита.

Условие 2. Вертикальный штрих сетки нитей должен находиться в вертикальной (коллимационной) плоскости.

Коллимационная плоскость определяется плоскостью, образованной визирной осью зрительной трубы при ее вращении вокруг оси 2-2.

Условие 3. Место нуля вертикального круга должно быть близким к нулю и постоянным.

Условие 4. Визирная ось зрительной трубы должна быть перпендикулярна к горизонтальной оси ее вращения.

Условие 5. Горизонтальная ось вращения зрительной трубы должна быть перпендикулярна к вертикальной оси вращения теодолита.

Установление выполнения указанных выше условий называют поверкой.

Условие 1 проверяют в начале каждого рабочего дня, а также при необходимости и в течение рабочего дня. При использовании теодолита для ориентировки или при разбивочных работах на монтажных горизонтах - на каждой станции.

Условие 2 проверяют перед выполнением разбивочных работ, при створных измерениях, при выполнении ориентировок, перед измерениями в ходах съемочного обоснования и др.

Условие 3 поверяют перед измерениями углов наклона (тригонометрическое нивелирование), перед ориентировками, при визировании на близкие цели.

Условие 4 проверяют одновременно с проверкой условия 3 перед выполнением указанных выше работ.

Условие 5 проверяют периодически в соответствии с инструкцией по эксплуатации прибора, но не реже одного раза в 2 месяца, а также после известных наблюдателю механических воздействий, происшедших во время работы с теодолитом, либо во время его транспортировки или хранения.

Перед поверками теодолит необходимо установить в рабочее положение. Поскольку измерение горизонтальных углов при указанных поверках не производится, то центрирование теодолита не выполняют.

Перед выполнением любой поверки (2, 3, 4 и 5) поверка условия 1 обязательна.

Поверка 1. (Выполнение условия 1).

1. Установить ось цилиндрического уровня при алидаде горизонтального круга по направлению на два любых подъемных винта подставки. Вращением этих винтов в противоположные стороны привести пузырек уровня точно на середину.

Если пузырек уровня отклонился не более чем на два деления ампулы, то условие считают выполненным. В этом случае поверку следует проконтролировать по двум другим подъемным винтам подставки.

После выполнения юстировки поверку повторяют на других подъемных винтах.

Юстировочные винты уровня находятся на одном из его концов. Ими зажат хвостовик уровня. Кроме того, многие уровни снабжены и боковыми юстировочными винтами. При выполнении юстировки необходимо слегка ослабить боковые юстировочные винты, а затем отпустить один из юстировочных винтов и подкрутить второй. Этим обеспечивается жесткое положение хвостовика после выполнения каждого шага юстировки. После выполнения поверки и юстировки боковые винты уровня следует снова зажать.

Часто встречаются случаи, когда после выполнения п. 2 поверки пузырек полностью уходит в один из концов ампулы, т. е. ось уровня весьма заметно отклонена от горизонтального положения. В такой ситуации не регистрируется величина полного отклонения пузырька. Для оценки полного отклонения пузырька необходимо подъемными винтами привести пузырек уровня на середину, при этом следует стараться поворачивать оба винта на один и тот же угол и считать число n таких поворотов. После этого надо возвратить пузырек назад на половину (n/2) таких же оборотов подъемных винтов, а юстировочными винтами уровня привести пузырек на середину ампулы. Такие действия выполняют до тех пор, пока исправляемое положение пузырька уровня не достигнет регистрируемой по ампуле величины.

Поверка 2. (Выполнение условия 2).

Для поверки условия 2 визируют верхний конец вертикальной нити сетки нитей на какую-либо точку и наводящим винтом зрительной трубы переводят изображение точки в нижнюю часть вертикальной нити. Если изображение точки при этом смещается не более чем на 1/3 ширины биссектора сетки нитей, то условие 2 считают выполненным. В противном случае ослабляют крепежные винты сетки и проворачивают ее до необходимого положения. После этого крепежные винты закручивают и повторяют поверку этого условия.

Главная >> Учебное пособие по инженерной геодезии. >> Поверки теодолита. Основные оси и плоскости теодолита.

Рис. 8.11. Основные оси и плоскости теодолита:

zz/ — основная ось инструмента; uu/ — ось цилиндрического

уровня; vv/ — визирная ось трубы; ww/ — ось вращения трубы

Основные геометрические условия, которые должны быть соблюдены в теодолите, вытекают из принципиальной схемы измерения горизонтального угла и заключаются в следующем:

1) вертикальная ось инструмента должна быть отвесна;

2) плоскость лимба должна быть горизонтальна;

3) визирная плоскость должна быть вертикальна.

Проверка правильности работы инструмента и соблюдения его геометрических условий называется поверками инструмента.

Для соблюдения этих условий выполняются следующие поверки теодолита:

1. Ось цилиндрического уровня при алидаде горизонтального круга должна быть перпендикулярна к основной оси инструмента.

Устанавливают ось цилиндрического уровня параллельно двум подъемным винтам инструмента. Вращая винты в противоположные стороны, пузырек уровня устанавливают на середину. Поворачивают алидаду горизонтального круга на 180°. При отклонении пузырька уровня от середины более, чем на 1 деление, положение оси уровня исправляют исправительными винтами уровня на половину дуги отклонения.

2. Визирная ось трубы должна быть перпендикулярна к горизонтальной оси вращения трубы.

Угол отклонения визирной оси трубы от перпендикуляра к горизонтальной оси ее вращения называется коллимационной ошибкой трубы С.

Для проверки данного условия выбирают удаленную, находящуюся на горизонте ясно видимую точку М, визируют на нее при положении КЛ и делают отсчет по лимбу, например, КЛ = 125°12¢.

Затем переводят трубу через зенит, визируют на точку М при положении КП и снова берут отсчет по лимбу, например, КП = 305°16¢

Вычисляют двойную коллимационную ошибку по формуле

2С = КЛ — КП ± 180°,

2С = 125°12¢ — 305°16¢ + 180° = -4¢ > ± 2¢ (допуск), а затем и С — коллимационную ошибку С = -2¢ > ± 1¢ (допуск).

Для исключения влияния коллимационной ошибки устанавливают на лимбе отсчет, вычисляемый по формулам

или КПиспр = КП + С.

КЛиспр = 125°12¢ — (-2¢) = 125°14¢,

КПиспр = 305°16¢ + (-2¢) = 305°14¢.

Центр сетки нитей при этом сойдет с точки М. Действуя боковыми исправительными винтами сетки, передвигают ее до совмещения центра сетки нитей с изображением точки М.

3. Горизонтальная ось вращения трубы должна быть перпендикулярна к вертикальной оси инструмента.

Установив теодолит в 30-40 м от стены какого-либо здания и приведя лимб в горизонтальное положение, центр сетки нитей наводят на некоторую высоко расположенную точку А стены. При закрепленной алидаде (при КЛ) наклоняют трубу до примерно горизонтального положения ее визирной оси и отмечают карандашом на стене точку а1 – проекцию центра сетки нитей. Переводят трубу через зенит, открепляют алидаду и при втором положении трубы (КП) снова наводят центр сетки нитей на точку А. Наклоняют трубу и отмечают карандашом на стене точку а2 – проекцию центра сетки нитей. При совпадении точек а1 и а2 условие выполняется. В противном случае (допуск — две проекции не должны выходить за пределы биссектора нитей сетки) ось вращения трубы неперпендикулярна к основной оси инструмента. Эта погрешность вызывается неравенством подставок, на которых располагается труба. В современных конструкциях инструментов подставки трубы не имеют исправительных винтов, поэтому погрешность может быть устранена только в мастерской.

4. Одна из нитей сетки должна быть горизонтальна, другая вертикальна.

Наводят центр нитей сетки на какую-нибудь точку или отвес и медленно поворачивают алидаду вертикального круга вокруг ее оси вращения, наблюдая за положением точки. Если при перемещении трубы изображение точки (отвеса) не будет сходить с вертикальной нити, то условие выполнено. В противном случае поворотом сетки нитей, при ее откреплении, производится исправление положения сетки.

5. Поверка места нуля вертикального круга.

Место нуля вертикального круга (МО) – отсчет по вертикальному кругу, когда визирная ось трубы горизонтальна, а пузырек уровня при алидаде находится на середине.

Зрительную трубу при КЛ наводят на некоторую точку М и после приведения пузырька уровня при алидаде горизонтального круга на середину берут отсчет по вертикальному кругу, например, КЛ = 5°12¢. Аналогичные действия выполняют при КП, берут отсчет по вертикальному кругу, например, КП = 174°36¢.

Вычисляют место нуля по формуле:

При значении места нуля более допуска, микрометренным винтом трубы устанавливают на вертикальном круге отсчеты

Читайте также: