Теодолит (принципиальная схема)

Рис. 5.2

При измерении горизонтальных углов применяются способы приемов, круговых приемов или повторений. Теодолит устанавливают в вершине угла и приводят его в рабочее положение. Направление сторон угла, если измерения выполняются на дневной поверхности, обозначается вехами, устанавливаемыми на соседних точках. Установка теодолита в рабочее положение состоит из двух операций: центрирования и горизонтирования.

Центрирование заключается в размещении вертикальной оси теодолита над вершиной угла (точкой) и осуществляется с помощью отвеса. Теодолит устанавливают над точкой так, чтобы верхняя плоскость головки штатива была горизонтальна и острие отвеса, подвешенного на крючке станового винта, проектировалось на точку. Современные теодолиты, как правило, оснащены оптическими центрирами, которые облегчают центрирование, особенно при сильном ветре, и повышают его точность.

После центрирования выполняют горизонтирование, заключающееся в приведении вертикальной оси теодолита в отвесное положение. Для этого устанавливают уровень при алидаде горизонтального круга по направлению двух подъемных винтов и, вращая их, выводят пузырек уровня на середину; открепив алидаду, устанавливают уровень по направлению третьего подъемного винта и вращением последнего снова выводят пузырек на середину.

При измерении углов наклона кроме отсчетов по вертикальному кругу необходимо знать высоту прибора i и высоту визирования n. Высоту прибора i измеряют с помощью рулетки от верха торца точки теодолитного хода до горизонтальной оси прибора. Высоты вех на средних точках – от верха торца точки теодолитного хода до некоторой отметки на вехе.

Более подробное рассмотрение способов измерения горизонтальных и вертикальных углов будет дано при подготовке проведения лабораторных работ.

Линейные измерения выполняют при производстве различных геодезических работ: при создании опорных геодезических сетей, при трассировке линейных сооружений, в процессе выполнения разбивочных работ, при монтаже строительных конструкций и установке оборудования и т.п.

При косвенных измерениях определяют углы, базисы, время распространения электромагнитных волн и другие величины, а затем использую формулы, выражающие зависимость между определяемой линией и измеренными величинами, определяют длины отрезков.

Непосредственные измерения производятся мерными лентами, стальными рулетками и другими аналогичными приспособлениями. Наибольшее распространение получили мерные ленты, представляющие собой тонкую полосу из стали длиной обычно 20 м, шириной 10-15 мм и толщиной 0,4-0,5 мм. Используемые рулетки РВ-20, РВ-30 и РК-50 изготавливаются из нержавеющей стали и имеют длину соответственно 20, 30 и 50 м. Деления на рулетке сантиметровые или миллиметровые.

Мерные ленты и рулетки перед измерениями должны быть прокомпарированы, т.е. необходимо провести сравнение их длины с нормальной мерой, принимаемой за эталон. Компарирование выполняют на компараторах, которые могут быть как полевыми, так и лабораторными.

Для контроля и повышения точности каждую линию измеряют дважды – в прямом и обратном направлениях. Точность измерения линий 20-метровой лентой оценивается относительной погрешностью, которая не должна превышать 1:2000 при благоприятной местности (болото, скошенный луг, невысокие посевы на пашне и т.п.), и 1:1000 при неблагоприятной местности (вспаханная, заболоченная с кустарником и т.п.). Если расхождение не выходит за допустимые пределы, то из двух измерений вычисляют среднее арифметическое, принимаемое за окончательное значение. В случае недопустимых расхождений линию измеряют в третий раз.

При измерении линии лентой углы наклона менее 1,5° не принимаются во внимание и в результат измерения поправка не вводится, так как неучет угла наклона в 1° ведет к относительной погрешности горизонтального положения 1:7000, что значительно меньше допустимой погрешности измерения длин лентой. В табл. 5.1 показана допустимая погрешность измерения угла наклона линии, при которой относительная погрешность определения горизонтального проложения, обусловленная погрешностью определения угла наклона, не превышает 1:2000. Из таблицы видно, что при линейных измерениях, выполняемых с относительной погрешностью 1:2000 и ниже, небольшие по значению углы наклона могут измеряться с небольшой точностью.

Таблица 5.1

По измеренным длинам наклонных линий S и углам их наклона n вычисляют горизонтальные положения s по формуле

В большинстве случаев измеряемая линия состоит из участков с различными углами наклона. В этом случае ее горизонтальное проложение равно сумме горизонтальных проложений участков.

Для измерения расстояний, недоступных для непосредственного измерения, используются светодальномеры, радиодальномеры, оптические дальномеры.