Общий принцип измерения углов на местности и устройство теодолита.

Угловые измерения производят для того ,чтобы определить в пространстве взаимное положение точек местности.

4 Z 3

N Н 6 5 н¹

а Р А 2

О в 1

ν_А А¹

О β В^{1 7}

Q ν_ВВ Z¹

Рис.1. Рис.2.

Пусть имеем точки А, В и О, одна из которых, например точка О служит вершиной угла АОВ (рис.1). На сторонах угла ОА и ОВ построим вертикальные плоскости N и Р, а через его вершину проведем горизонтальную плоскость Q. Для определения планового положения точек измеряют горизонтальный угол. Под горизонтальным углом понимают двухгранный угол между плоскостями N и Р. Он определяется углом между проекциями сторон ОА и ОВ на горизонтальную плоскость Q, т.е. углом А΄ОВ΄. Горизонтальный угол может принимать значение от 0° до 360°.Для определения превышений между точками измеряют вертикальные углы (углы наклона).Под вертикальным угломпонимают угол между стороной и ее проекцией на горизонтальную плоскость. На рис.1 вертикальной стороны ОА будет угол А΄ОА = ν_А; а, угол ВОВ¹ = ν_В. Вертикальные углы всегда отсчитываются от проекции к стороне. Если сторона выше проекции, то угол считают положительным, если ниже – отрицательным. Вертикальные углы могут принимать значения в пределах от -90° до +90°.

Для измерения горизонтального угла над его вершиной располагают градуированный круг(лимб). Центр круга совмещают с отвесной линией, проходящей через вершину угла в точке О, а сам круг размещают в горизонтальной плоскости. Тогда угол β между радиусами О_А и О_В – сечениями круга вертикальными плоскостями N и P даст горизонтальный угол между направлениями на местности ОА и ОВ.

Если деления на круге подписаны, по ходу часовой стрелки, а отсчеты по градуированной окружности обозначить через а и в, то β = в - а.

Описанный принцип измерения углов на местности реализуется в угломерном приборе, называемомтеодолитом.

3 -2-

Теодолит (Рис.2) имеет металлический или стеклянный круг называемый лимбом-1, по окружности которого, нанесены деления от 0°до 360°. Счет делений идет по ходу часовой стрелки. Центр лимба установлен по отвесной линии, проходящей через вершину угла в точке О ( Рис1). На плоскость лимба проецируются стороны ОА и ОВ измеряемого угла. При измерении угла лимб неподвижен и горизонтален. Над лимбом помещена вращающаяся вокруг отвесной линии верхняя часть теодолита, содержит алидаду- 2 и зрительную трубу- 3. При вращении зрительной трубы вокруг горизонтально устанавливаемой на колоннах- 4 оси НН¹, воспроизводится вертикальная плоскость, наз. коллимационной. Оси лимба и алидады совпадают, причем ось ZZ¹ вращения алидады наз. вертикальной осью прибора. На алидаде имеется индекс, позволяющий фиксировать ее положение на шкале лимба. Для повышения точности отсчёта имеется специальное отсчетное устройство. Лимб и алидада покрыты металлическими кожухами. Вертикальная ось теодолита устанавливается в отвесное положение (а плоскость лимба – в горизонтальное) по цилиндрическому уровню- 5 при помощи подьёмных винтов- 7. Зрительная труба может быть повернута на 180° вокруг вертикальной оси или как говорят, переведена через зенит. На одном из концов оси вращения трубы укреплен вертикальный круг- 6, который наглухо соединён с осью и вращается вместе с ней. Вертикальный круг принципиально устроен так - же, как и горизонтальный и служит для измерения вертикальных углов (углов наклона). Вертикальный круг может располагаться справа и слева от зрительной трубы, если смотреть со стороны окуляра. Первое положение наз. «круг лево» (КЛ), второе – «круг право» (КП). В комплект входят буссоль, штатив и отвес. Буссоль служит для измерения магнитных азимутов и румбов. Штатив представляет собой треногу с металлической головкой. Теодолит крепится к головке штатива с помощью станового винта . Отвес служит для центрирования прибора над точкой, т.е. установки центра лимба над вершиной измеряемого угла. Вращающиеся части теодолита снабжены закрепительными винтами для фиксирования их в неподвижном состоянии и наводящими (микрометренными) для медленного и плавного вращения. Для измерения горизонтального угла при неподвижном лимбе вращением алидады последовательно наводят зрительную трубу на точки А и В местности (см. Рис.1); при этом коллимационная плоскость последовательно проходит через стороны ОА и ОВ измеряемого угла, т.е. совмещается с плоскостью N и P. В обоих случаях с помощью отсчетного приспособления делаются отсчеты по лимбу. Разность отсчетов дает значение измеряемого угла β.

Зрительная труба.

В современных геодезических приборах применяется зрительные трубы с внутренней фокусировкой. Труба состоит из объектива, окуляра, фокусирующей линзы и сетки нитей.

Фокусирующая линза помещена между объективом и окуляром и перемещается с помощью кремальеры. В окулярной части трубы помещается диафрагма, в отверстие которой вставлена стеклянная пластинка с нанесённой на ней сеткой нитей. Зрительная труба имеет две оси: визирную и оптическую. Прямая, соединяющая оптический центр объектива с центром сетки нитей называется визирной осью трубы. В современных геодезических приборах зрительные трубы дают прямое изображение. Выпускаемые ранее приборы дают перевернутое изображение.

3 -3-