Геометрические оси и поверки теодолита

Основные геометрические оси теодолита (рис. 9): VV₁ - вертикальная ось; НН₁ - горизонтальная ось; LL₁ - ось уровня; КК₁ - визирная ось зрительной трубы.

По устройству и своему назначению теодолит должен удовлетворять следующим требованиям:

• вертикальная ось должна быть отвесной;

• плоскость горизонтального лимба должна быть горизонтальной;

• визирная (коллимационная) плоскость теодолита должна быть вертикальной.

Эти требования будут выполнены при соблюдении следующих условий:

1) LL_{1 ┴} VV₁; 2) КК_{1 ┴} НН₁; 3) НН_{1 ┴} VV₁.

Выполнение этих условий требует проведения поверок теодолита, в процессе которых должны быть проведены также необходимые исправления (юстировка прибора).

Рис. 9. Схема осей теодолита

Поверки теодолита.

1. Ось уровня LL₁ должна быть перпендикулярна вертикальной оси VV₁.

2. Визирная ось КК₁ должна быть перпендикулярна горизонтальной оси НН_1.

3. Горизонтальная ось НН₁ должна быть перпендикулярна вертикальной оси VV₁

Измерение углов

Измерение горизонтальных углов. Горизонтальным углом называют угол между двумя пересекающимися прямыми линиями, расположенными в одной горизонтальной плоскости (рис. 10).

Именно поэтому с помощью уровня лимбу теодолита придается горизонтальное положение. При установке визирных целей на пунктах следует иметь в виду, что все измерения относятся к центрам пунктов, поэтому все вехи, рейки, мерные шпильки должны устанавливаться точно над центрами знаков или сзади колышка в створе направления на прибор.

Рис. 10. Общий принцип измерения горизонтальных углов

Горизонтальные углы измеряют способом приемов, когда на пункте только два направления (рис. 11), и способом круговых приемов, когда на точке три направления и более.

Рис. 11. Схема измерения углов при двух (а) и трех (б) направлениях на пункте

В обоих случаях углы измеряют двумя полуприемами при двух положениях вертикального круга. Это позволяет повысить точность измерений, исключить грубые промахи и систематическое влияние коллимационной ошибки и неперпендикулярности осей вращения трубы и теодолита.

Измерение горизонтального угла способом приемов может быть выполнено при произвольно закрепленном или предварительно ориентированном лимбе, т.е. с отсчетом, близким к нулевому, взятым за начальную точку наблюдений. Измерения начинают при положении круга справа. При закрепленном лимбе поочередно наводят перекрестие сетки нитей на точки А и С, каждый раз производя отсчеты по горизонтальному кругу (α_А, α_С). Величина измеряемого угла β = α_С - α_А. Такое измерение угла называют полуприемом. То же самое повторяют при положении вертикального круга слева. Оба измерения составляют один полный прием. Он позволяет дважды получить значение угла. Расхождение между ними не должно превышать 2'. В противном случае измерение угла повторяется при предварительно измененном положении горизонтального лимба.

Измерение горизонтальных углов способом круговых приемов выполняют при ориентированном и закрепленном лимбе в такой последовательности. Визирную ось (перекрестие сетки нитей) наводят на начальную точку и производят отсчет. Открепив алидаду, трубу последовательно наводят на все следующие по часовой стрелке точки, а затем измеряют и записывают данные. Последнее наведение делают на начальное направление также по ходу часовой стрелки для того, чтобы убедиться в неподвижности лимба. Этот процесс называют замыканием горизонта. Затем всю работу повторяют в обратном направлении. Погрешность вычисленных углов из полуприемов не должна превышать 2'.

Измерение вертикальных углов. Вертикальные углы измеряют для определения превышений методом тригонометрического нивелирования и приведения наклонных линий теодолитного хода к горизонту. Измеряют их отдельно от горизонтальных углов и обычно после измерения последних.

Вертикальные углы определяют одним полным приемом при двух положениях круга. Процесс начинается с грубого наведения визирной оси на цель. Затем устанавливается пузырек цилиндрического уровня при вертикальном круге на середину микрометренным винтом. Если такой уровень отсутствует, то на середину сдвигается пузырек уровня при алидаде горизонтального круга. После этого горизонтальную нить сетки нитей точно наводят на визирную цель и берут отсчет по лимбу вертикального круга.

Правильность измерения вертикальных углов контролируется постоянством места нуля, колебания которого не должны превышать 1,5'.

Погрешности измерения углов.

1. Погрешность взятия отсчета по отсчетному устройству

m = t/2√2,

где t - точность шкалы. Для теодолита 2Т30П, у которого t = 30", m = 15"/2√2 = 11".

2. Погрешность визирования, связанная с увеличением трубы. Погрешность визирования в этом случае вычисляют следующим образом: m_ὑ = 60"/ὑ, где ὑ - увеличение трубы. При 20-кратном увеличении трубы как у теодолита 2Т30П, ошибка визирования равна 3", что практически неощутимо при технических работах.

3. Погрешность наведения визирной оси прибора в цель (веху).

4. Погрешность центрирования прибора над точкой стояния.