Угловые измерения, теодолиты

Принципы измерения горизонтальных и

Вертикальных углов

Измерение горизонтальных и вертикальных углов необходимо для определения в пространстве взаимного расположения точек местности при развитии геодезических сетей, прокладке полигонометрических, теодолитных, и высотных ходов, выполнении топографических съемок, решении инженерных задач.

Пусть имеем на местности три точки А, О, В. Причем О - есть вершина угла АОВ, угол пространственный. На сторонах угла построим плоскости N и P, а через точку О проведем горизонтальную плоскость Q (рис. 2.1).

Рис. 2.1. Принцип измерения горизонтального угла.

Под горизонтальным углом понимается двугранный угол, ребро которого образовано отвесной линией, проходящей через точку вершины угла, а грани есть вертикальные плоскости, проходящие через стороны угла. Принимает значения от 0⁰ до 360⁰.

Вертикальный угол - есть угол, лежащий в вертикальной плоскости. Бывают два вида вертикальных углов: зенитное расстояние Z – угол между отвесной линией и линией визирования и угол наклона v - угол между линией визирования, и ее проекцией на горизонтальную плоскость. Зенитное расстояние изменяется от 0⁰ до 180⁰, углы наклона от 0⁰ до +90⁰ и от 0⁰ до – 90⁰ (рис. 2.2).

Рис. 2.2. Вертикальные углы.

Для измерения горизонтального угла (рис. 2.1) над его вершиной располагают градуированный круг - лимб. Центр лимба совмещают с отвесной линией, а сам круг устанавливают горизонтально. Тогда угол βмежду радиусами оа и оb - сечения круга плоскостями N и Р дает горизонтальный угол между направлениями ОА и ОВ. Если круг градуирован по часовой стрелке, а отсчеты по шкале обозначить а и b, то β = b – a.

Данный принцип измерения углов на местности реализован в угломерном приборе – теодолите(рис. 2.3).

Рис. 2.3. Теодолит Т5.

Основные части теодолита:

- металлический или стеклянный лимб с делениями по часовой стрелке. При измерении угла лимб неподвижен и горизонтален;

- над лимбом имеется алидада - второй круг, обычно вращающийся внутри лимба вокруг вертикальной оси и имеющий индекс для его фиксации относительно лимба. Лимб и алидада закрыты кожухом;

- зрительная труба, устанавливаемая на специальных колонках и вращающаяся вокруг горизонтальной оси. При вращении труба образует вертикальную плоскость, называемую коллимационной. Труба переводится через зенит;

- уровни круглые и (или) цилиндрические;

- на одном из концов оси вращения трубы расположен вертикальный круг наглухо соединенный с трубой. Служит для изменения углов наклона.

Вертикальный круг может располагаться справа от трубы или слева, если смотреть со стороны окуляра. В первом случае прибор установлен при круге право (КП), во втором – при круге лево (КЛ);

- в комплект теодолита входят буссоль, штатив и отвес;

- для крепления теодолита к штативу используется становой винт, а для установки лимба в горизонтальное положение - подъемные винты.

Вращающиеся части теодолита снабжены закрепительными винтами - для фиксации и наводящими - для медленного вращения при визировании.

Визирование - наведение зрительной трубы на визирную цель.

Для измерения горизонтального угла при неподвижном лимбе вращением алидады последовательно наводят трубу на точки местности (визирные цели), при этом коллимационная плоскость последовательно проходит через стороны ОА и ОВ измеряемого угла, т.е. совмещается с плоскостями N и P. В обоих случаях с помощью специальных отсчетных приспособлений делают отсчеты по лимбу а и b, после чего вычисляют угол β = b – a.