Угловые измерения на местности производят теодолитом

20 Угловые измерения. Устройство теодолита. Типы теодолитов.

Угловые измерения необходимы для определения взаимного положения точек в пространстве и используются при развитии триангуляционных сетей, проложений полигометрич. и теодолитных ходов, выполнении топо.съемок, решении многих геодезич. задач при строительстве различных объектов. Необходимая точность измерений и построений гориз и вертик. углов на местности составляет от десятых долей секунды до одной минуты.

Основным угломерным прибором на местности является теодолит — оптико-механический прибор, с помощью которого измеряют горизонтальные и вертикальные углы, расстояния и магнитные азимуты.

По точности теодолиты различают трех типов: высокоточные — ТО5,Т1; точные -Т2, Т5 и технические — Т15, Т30. В перечисленных типах теодолитов цифры соответствуют точности (средней квадратической погрешности) измерения горизонтального угла одним приемом в секундах.

Основные узлы и принадлежности технического теодолита

1) горизонтальный круг, состоящий из лимба — оцифрованной по ходу часовой стрелки круговой полосы с градусными делениями;

2) алидада — часть, расположенная соосно с лимбом и несущая элементы отсчетного устройства;

3) цилиндрический уровень — предназначен для приведения плоскости лимба горизонтального круга в положение перпендикулярное относительно отвесной линии (горизонтальное положение);

4) зрительная труба — состоит из объектива, окуляра, сетки нитей и фокусирующего устройства с кремальерой;

5) вертикальный круг — устроен аналогично горизонтальному и предназначен для измерения углов наклона;

6) подъемные винты — служат для приведения пузырька цилиндрического уровня на середину;

7) становой (закрепительный) винт — закрепляет теодолит на штативе и позволяет подвесить нитяной отвес.

Основные геометрические оси теодолита:

1. ОО₁ — ось вращения прибора (вертикальная ось теодолита),

2. UU₁ — ось цилиндрического уровня (касасельная к внутренней поверхности ампулы в нульпункте),

3. WW₁ – визирная ось зрительной трубы (прямая, соединяющая оптический центр объектива и крест сетки нитей),

4.VV₁ — ось вращения зрительной трубы.

22 Уровни, их устройство и назначение. Цена деления уровня.

Цилиндрический уровень представляет стеклянную трубку, верхняя внутренняя поверхность которой отшлифована по дуге определенного радиуса (от 3,5 до 80 м). Трубка помещается в металлическую оправу. Для регулировки уровень снабжен исправительным винтом. На наружной поверхности трубки нанесены штрихи. Расстояние между штрихами должно быть 2 мм. Точка в средней части ампулы называется нульпунктом уровня.

Линия касательная к внутренней поверхности уровня в его нультпункте называется осью уровня.

Круглый уровень представляет собой стеклянную ампулу, отшлифованную по внутренней сферической поверхности определенного радиуса. За нуль-пункт круглого уровня принимается центр окружности. Осью кругового уровня является нормаль проходящая через нульпункт, перпендикулярно к плоскости, касательной к внутренней поверхности уровня в его центре.

Для более точного приведения пузырька в нуль-пункт применяются контактные уровни. В них над цилиндрическим уровнем устанавливается призменное оптическое устройство, которое передает изображение концов пузырька в поле зрения трубы. Пузырек находиться в нуль-пункте, если его концы видны совмещенными.

Ценой деления уровня  называется угол, на который наклониться ось уровня, если пузырек сместиться на одно деление ампулы, т.е.

В геодезических приборах применяют цилиндрические уровни с ценой деления от 5 до 60″, круглые — от 5 до 20′.

Под чувствительностью уровня понимают минимальное линейное перемещение пузырька, которое можно заметить невооруженным глазом, обычно принимаемое в 0.1 деления, т.е. 0.2 мм.

Источник

Тема 4. Угловые измерения

4.1. Принципы измерения углов на местности

На местности измерения углов производятся при помощи инструментов, называемых теодолитами. Мерой измерения углов служит градус, представляющий 1/90 прямого угла или 1/360 окружности. Градус содержит 60 угловых минут, минута делится на 60 угловых секунд. В некоторых странах применяют градовую систему, в которой град составляет 1/400 окружности, градовая минута 1/100 град, а градовая секунда – 1/100 градовых минут.

В современных автоматизированных угломерных приборах единицей измерения служит гон, равный 1 град или 54 угловых минут; тысячная его доля, равная 3,24 угловых секунд, называется миллигон.

Рис. 4.1. Принцип измерения горизонтального угла

сли на местности закрепим три точками, образующих уголАВС (рис. 4.1), и в точке В установить теодолит, то угол β будет соответствовать линейному углу abc двугранного угла, образованному двумя плоскостями Р и Т,. таким образом, горизонтальным углом является ортогональная проекция пространственного угла на горизонтальную плоскость.

Для измерения угла β достаточно установить теодолит таким образом, чтобы центр горизонтального круга совпадал с ребром двугранного угла, а его плоскость была горизонтальной, при этом угол β будет равен углу , т.е.

.

Отсчет получается в точке пересечения шкалы угломерного круга плоскостьюТ, отсчет – в точке пересечения шкалы плоскостьюР.

Вертикальный угол или углом наклона является угол, лежащий в вертикальной плоскости и заключенный между горизонтальной плоскостью и наклонной линией, совпадающей с направлением на определяемую точку местности.

4.2. Классификация теодолитов

Теодолит – геодезический прибор, предназначенный для измерения горизонтальных и вертикальных углов, расстояний и углов ориентирования. Теодолиты классифицируются по различным признакам: точности, конструктивным особенностям и назначению. По точности теодолиты подразделяются на три категории: высокоточные, со средней квадратической ошибкой измерения угла одним приемом до 1″, точные – 2-5″ и технические – 15-60″.

Высокоточный теодолит Т1 характеризуется средней квад­ратической погрешностью измерения горизонтального угла од­ним приемом, равной 1″. Он применяется для угловых измере­ний в плановых опорных сетях 1 и 2 классов, а также для про­изводства прецизионных геодезических работ при строительстве и эксплуатации ответственных инженерных сооружений.

Точные теодолиты Т2 и Т5 со средними квадратическими погрешностями измерения углов соответственно 2« и 5«. Они теодолиты применяются при создании плановых опорных сетей 3 и 4 классов, а также сетей сгущения 1 разряда и при геодези­ческих разбивочных работах соответствующей точности.

Технические теодолиты Т15, ТЗО; из них первые два используются при развитии съемочных сетей и топографических съемках и выполнения разбивочных работ, не требующих высокой точности.

4.3. Устройство теодолитов

Устройство теодолитов реализует принцип измерения горизонтального и вертикального углов. Инструмент состоит из подставки с тремя подъемными винтами (1). На подставке располагаются закрепительный (2) и микрометренный (14) винты лимба (рис. 4.2). Лимб разбит на 360˚ с ценой деления 1˚. Внутри лимба находится алидада, которая сосна с лимбом, и имеющая отсчетное устройство. На алидаде расположены колонки оси вращения зрительной трубы. На защитном корпусе имеется цилиндрический уровень (12) горизонтального круга с юстировочными винтами (11). Цилиндрический уровень служит для приведения инструмента в рабочее положение. На корпусе также расположены закрепительный (13) и микрометренный (3) винты алидады. Зрительная труба (9) представляет собой оптическую систему, состоящую из объектива, окуляра (5) и сетки нитей. На корпусе имеются закрепительный (8) и микрометренный (4) винты зрительной трубы или вертикального круга. Обойма сетки нитей защищена от внешних воздействий предохранительным колпачком (6).

Система осей обеспечивает вращение алидадной части и лимба вокруг вертикальной оси. В качестве отсчетных устройств теодолитов могут применяться шкаловой и штриховой микроскопы рис. 4.3).

Рис. 4.2. Общий вид теодолита Т30: 1 – подъемный винт; 2 — закрепительный винт лимба; 3 – наводящий винт алидады; 4 – наводящий винт трубы;

5 – окуляр отсчетного микроскопа; 6 – колпачок; 7 – оптический визир;

8 – закрепительный винт трубы; 9 – зрительная труба; 10 – кремальера;

11 – юстировочный винт уровня при алидаде; 12 – уровень при алидаде;

13 – закрепительный винт алидады; 14 – наводящий винт лимба

Рис. 4.3. Отсчетные устройства теодолитов: а) шкаловой микроскоп: отсчет по горизонтальному кругу , по вертикальному – (); б) штриховой микроскоп: отсчет по горизонтальному кругу, по вертикальному –

ля измерения углов наклона на теодолите имеется вертикальный круг, лимб которого жестко соединен с осью вращения зрительной трубы.

В комплект инструмента входят окулярные насадки, которые надевают на окуляры зрительной трубы и отсчетного микроскопа. Окулярная насадка представляет собой призму, изменяющую направление визирования на 90˚.

Мнимая ось, прохо­дящая от глаза наблюдателя через крест сетки нитей и совпадающая с оптической осью зрительной трубы, называется визирной осью или визирным лучом.

На боковой крышке теодолита имеется планка-паз для установки ориентир-буссоли, которой служит для определения магнитных азимутов линии местности.

Для установки теодолитов используют штативы, верхняя часть которых представляет собой площадку и называется головкой штатива. Теодолит крепится к головке с помощью станового винта. Ножки штатива снабжены заостренными наконечниками с упорами. Упоры служат для задавливания ножек в грунт для придания инструменту устойчивого положения.

Для визирования на ориентируемую точку при измерении используют вехи или специальные марки.

Источник

Лекция 8 Тема: Угловые измерения на местности.

Основными элементами любых геодезических работ на местности являются угловые и линейные измерения. Для производства угловых измерений служат специальные приборы, называемые теодолитами.

1. Теодолит. Устройство теодолита

Теодолит – это геодезический прибор, предназначенный для измерения горизонтальных углов, углов наклона и расстояний.

В соответствии с действующим ГОСТом в настоящее время

промышленностью выпускаются теодолиты следующих типов:

Основными частями любого теодолита являются лимб, алидада, зрительная труба.

Угломерный круг, по краю которого нанесена шкала с градусными делениями, называется лимбом.

В плоскости угломерного круга с лимбом вращается второй круг – алидада.

На алидаде имеется устройство для отсчета по лимбу. В современных теодолитах угломерные круги стеклянные, такие теодолиты называются оптическими.

Алидада жестко связана со зрительной трубой с помощью колонок. Лимб, алидада и зрительная труба имеют закрепительные и наводящие винты.

Плоскость лимба приводится в горизонтальное положение с помощью трех подъемных винтов и цилиндрического уровня. Центр лимба устанавливается над вершиной измеряемого угла. Для грубой наводки трубы на предмет служит оптический визир.

Для измерения вертикальных углов наклона имеется вертикальный круг.

Для производства отсчетов по лимбу рядом с окуляром зрительной трубы располагается микроскоп, свет в который направляется с помощью специального зеркальца. Для прикрепления теодолита к штативу служит становой винт.

2. Отсчетные устройства

При измерении углов производится отсчет по лимбу.

Угловая величина дуги, соответствующая одному делению шкалы лимба, называется ценой деления лимба.

Отсчет по лимбу производится относительно индекса, нанесенного на алидаду.

Для оценки долей деления лимба служат отсчетные устройства. В оптических теодолитах в качестве отсчетных устройств служат штриховые (Т30) и шкаловые

(2Т30 и Т15) микроскопы.

3. Уровни

Уровни бывают круглыми и цилиндрическими. Цилиндрический уровень состоит из стеклянной трубки, верхняя часть которой представляет дугу большого радиуса. На верхней части ампулы имеется шкала делений через 2 мм. Центральный штрих шкалы называется нуль – пунктом.

Прямая, касательная к внутренней поверхности уровня в его нуль–пункте, называется осью цилиндрического уровня.

Чем больше радиус, тем меньше цена деления и тем уровень точнее.

4. Зрительные трубы

Зрительная труба геодезических приборов состоит из объектива и окуляра. Трубы большинства геодезических приборов дают обратное (перевернутое) изображение предмета. Вблизи переднего фокуса окуляра помещается металлическое кольцо, называемое диафрагмой со стеклянной пластинкой, на которой награвированы тонкие нити, составляющие сетку нитей. Сетка нитей снабжена четырьмя исправительными винтами, позволяющими перемещать сетку нитей в своей плоскости.

Прямая, соединяющая перекрестки сетки нитей с оптическим центром объектива, называется визирной осью трубы.

Установка трубы для наблюдений складывается из установки ее «по глазу» и «по предмету». При недостаточно тщательной фокусировке трубы будет наблюдаться перемещение предмета относительно сетки при изменении положения глаза наблюдателя перед окуляром. Перемещение предмета относительно сетки при изменении положения глаза наблюдателя перед окуляром называется параллаксом сетки нитей. Устраняется дополнительным вращением кремальеры.

Установка трубы «по глазу» заключается в получении резкого изображения сетки нитей. Выполняется перемещением диоптрийного кольца.

Установка трубы «по предмету» выполняется с помощью кремальеры, при этом внутри трубы перемещается фокусирующая линза (труба с внутренней фокусировкой).

Источник