Измерение углов и линий на местности

Геодезические измерения подразделяются на угловые и линейные. При проведении угломерных измерений определяют горизонтальные углы и углы наклона.

В основу приборов для измерения углов положены следующие соображения. Пусть требуется измерить горизонтальную проекцию угла АВС (рис. 5.1), стороны АВ и ВС не являются горизонтальными. Проведем через стороны вертикальные плоскости Р₁ и Р₂, которые при пересечении с горизонтальной плоскостью Q оставляют следы ab и bc, являющиеся горизонтальными проложениями линий АВ и ВС. Угол b, заключенный между линиями ab и bc, является горизонтальной проекцией угла АВС и получен путем ортогонального проектирования сторон АВ и ВС на горизонтальную плоскость Q. Горизонтальный угол abc можно измерить при помощи горизонтального круга Q¢, имеющего градусные деления.

Вместо двух вертикальных плоскостей Р₁ и Р₂, пересекающихся по отвесной линии, можно взять одну плоскость, вращающуюся вокруг оси VV (отвесная линия). Представим себе, что эта плоскость проходит через сторону АВ. Одновременно она оставляет след, который можно выразить в градусной мере на горизонтальном круге Q¢. Если эта вертикальная плоскость пройдет так же через сторону угла ВС, то будет получен второй отсчет по градусной шкале круга Q¢. По разности полученных отсчетов можно определить значение измеряемого горизонтального угла b.

Для измерения углов наклона n₂ и n₁ сторон ВС и ВА по аналогии можно использовать имеющий градусные деления вертикально расположенный круг, центр которого совпадает с вершиной угла АВС.

Схема, объясняющая измерение горизонтальных и вертикальных углов

Рис. 5.1

Приведенные на рис. 5.1 геометрические построения положены в основу конструкции прибора для измерения углов, называемого теодолитом. Таким образом, теодолит должен иметь горизонтальный (угломерный) круг с нанесенными на нем делениями, устройство, позволяющее получать с вертикальной плоскости направление, совпадающее со стороной измеряемого угла (зрительная труба), приспособление, при помощи которого теодолит (его вертикальная ось вращения) устанавливается в вершине измеряемого угла (операция центрирования), устройство для приведения горизонтального круга в горизонтальное положение (операция горизонтирования) и вертикальный угломерный круг для измерения углов наклона.

Принципиальная схема теодолита показана на рис. 5.2, где 4 – угломерный горизонтальный круг (лимб - часть угломерных инструментов; плоское металлическое кольцо, разделенное штрихами на равные доли окружности: градусы, минуты или др.), в полой оси которого размещается ось алидады 8 (в угломерных инструментах - линейка с верньерами или микроскопами на концах, вращающаяся вокруг оси, проходящей через центр угломерного лимба). Ось горизонтального круга крепится к подставке 6 теодолита, причем у некоторых теодолитов ось закрепляется неподвижно, у некоторых может свободно вращаться. Такие теодолиты называют повторительными. Вращающаяся верхняя часть теодолита 3 одновременно является подставкой для горизонтальной оси вращения НН зрительной трубы 10. Горизонтальная ось зрительной трубы наглухо скреплена с вертикальным угломерным кругом 9, имеющим, так же как и горизонтальный круг, равномерную угловую шкалу (лимб). Так как угломерный круг наглухо скреплен со зрительной трубой, он вращается вместе с ней при изменении положения визирной оси в вертикальной плоскости.

Для отсчитывания по лимбу вертикальный круг теодолита снабжен отсчетным устройством и приспособлен для приведения отсчетного индекса, расположенного на алидаде, в горизонтальное положение. Отсчетный индекс может приводиться в горизонтальное положение при помощи уровня или автоматически при помощи компенсатора.

Ось вращения теодолита VV приводится в отвесное положение при помощи подъемных винтов 7 с использованием уровня 2, ось LL которого должна быть в горизонтальном положении, и который крепится или к алидаде горизонтального круга, или к колонке (подставке) зрительной трубы.