Тема 6. Способы измерения углов. Способы измерения расстояний – 1 час

План лекции

1. Способы измерения углов.

2. Измерение вертикальных углов. Место нуля.

3. Способы измерения расстояний.

Измерению горизонтального угла предшествует установка тео­долита в рабочее положение, которая складывается из следую­щих действий: а) центрирование прибора; б) приведение пло­скости лимба в горизонтальное положение; в) установка трубы для наблюдений. Центрирование теодолита заключается в уста­новлении центра угломерного круга над вершиной измеряемого угла. Выполняется центрирование при помощи нитяного отвеса. Перемещением штатива вместе с теодолитом добиваются, чтобы отвес находился примерно над точкой, обозначающей вершину измеряемого угла. Измерение горизонтального угла теодолитом может быть вы­полнено: способом приемов, способом повторений, способом круговых приемов.

Рисунок 18 - Схемы измерения го­ризонтальных углов

При инженерных ра­ботах наиболее распространенным является способ прие­мов. Для измерения угла этим способом приводят теодолит в рабочее положение и, закрепив лимб, вращением алидады на­водят зрительную трубу на правую точку А . Взяв отсчет по горизонтальному кругу а, вращением алидады наво­дят на левую точку С и берут отсчет с. Величина измеряемого угла

β = а - с.

Колебания этой величины не должны превышать удвоенной точности отсчетного приспособления.

Измерение вертикальных углов (рисунок 19).

Вертикальным углом является угол наклона ν, составленный визирной осью зрительной трубы, наведенной на определяемую точку, с горизонтальной плоскостью. Измерение углов наклона выполняют для определения горизонтальных проекций линий местности.

Рисунок 19 - Устройство вертикального круга

Измерение вертикальных углов производится с помощью вертикального круга (рисунок 19), укрепляемого на оси вращения зритель­ной трубы теодолита. Лимб вертикального круга 1 жестко связан со зрительной трубой 6, причем нулевой диа­метр лимба параллелен визирной оси трубы КК'. При измере­нии вертикального угла лимб вращается вместе с трубой отно­сительно неподвижной алидады 3.

Если визирную ось поставить в горизонтальное положение и привести пузырек уровня на середину, то отсчет по лимбу вер­тикального круга должен быть равен нулю, что будет соответ­ствовать нулевому значению угла наклона. Однако, если ось уровня ии' окажется не параллельной нулевому диаметру алидады vv', последний составит с визирной осью КК' некоторый угол х и отсчет по лимбу будет отличаться от нуля. Этот отсчет является местом нуля вертикального круга (МО).

У теодолита ТЗО деления подписаны от 0 до 360° против хода часовой стрелки. Для этого теодолита МО=(КЛ + КП + 180°)/2;

ν = КЛ-МО;

ν = МО- КП-180°;

ν =( КЛ-КП-180°)/2;

При вычислениях по этим формулам к отсчетам, меньшим 90°, прибавляется 360°.

Способы измерения расстояний.

Линейные измерения на местности проводятся: при создании опорных геодезических сетей, производстве топографических съемок, при выполнении инженерно-геодезических изысканий, на всех этапах строительства, при эксплуатации уже построенных зданий и сооружений.

Линейные измерения выполняются непосредственно, с помощью специальных мерных приборов, и косвенно, с помощью дальномеров.

К приборам для непосредственного измерения линий относятся мерные ленты, рулетки, проволоки. Ленты бывают штриховые и шкаловые, длиной 20м, 24 м и 50м. За длину штриховой ленты принимается расстояние между крайними штрихами, нанесенными против середины вырезов, расположенных на концах ленты (рисунок 20).

Стальная лента со шпильками в которые при измерениях вставляются металлические шпильки. Против вырезов наносятся штрихи, расстояние между которыми и определяет длину ленты.

Рисунок 20 - Мерная лента.

Метровые деления ленты оцифрованы, полуметры отмечены заклепками, а дециметровые деления сквозными отверстиями. Число сантиметров относительно отверстий при отсчете по ленте оценивается на глаз. К концам ленты прикреплены ручки, которые служат для натяжения ленты в процессе измерений. Для транспортировки лента наматывается на металлическое кольцо. К каждой ленте прилагается набор шпилек в количестве 11 штук.

Перед работой ленту проверяют на полевом компараторе или сличают с контрольной лентой.

Измерение длин мерной лентой

Группа, измеряющая линии, берет для работы: мерную ленту с ком­плектом шпилек, рулетку, вехи и журнал для записи. Измерение линий производят в прямом и обратном направлениях, расхождение результатов между двумя измерениями не должно пре­вышать , т. е. 5 см на 100м.

Линии измеряют начиная от точки 1 к точке 2. На точку 2 ставится веха. Передний мерщик, забрав все шпильки, идет с лентой в направлении точки 2. Задний мерщик, удерживая свой конец ленты у центра точки 1, ориентируясь на веху, направляет переднего мерщика по створу линии 1—2.

Когда лента будет растянута на всю длину и определится в створе место передней шпильки, последняя втыкается в землю через вырез на переднем конце ленты. Затем оба мерщика снимают ленту со шпилек и идут вперед, причем передний оставляет свои шпильки воткнутыми в землю, а задний мерщик вынимает шпильки и несет с собой. Третий член бригады записывает результаты измерений и составляет абрис. Подойдя к передней шпильке, задний мерщик зацепляет за нее вырез ленты и снова направляет переднего в створе линии. Далее все действия повторяют. Количество собранных шпилек задним мерщиком определяет число измерен­ных целых пролетов: L = 20n, где п—число шпилек.

При подходе к концу измеряемой линии передний мерщик протягивает ленту вперед, за переднюю точку на всю длину, и расстояние отсчитыва­ют от последней шпильки до точки 2 с точностью до 1 см. Неполный от­резок линии называется домером (рисунок 21). Вся длина линии будет L=20n+ домер.

Рисунок 21 - Измерение остатка (домера)

Измеряемая линия на своем протяжении может иметь различные укло­ны. Для приведения линий к горизонту в измеренные длины вводят по­правку за угол наклона δ по формуле

,

где или вычисляют горизонтальное проложение линий L₀=Lcosδ.

Углы наклона измеряют эклиметром или теодолитом.

Источниками ошибок при измерении линий являются:

1) грубый просчет в количестве уложенных лент (потеря шпилек). Ошибка обнаруживается при повтором измерении;

2) неправильный отечет по ленте при измерении домера (взят по другой стороне ленты);

3) отклонение ленты от створа измеряемой линии.

Определение коэффициента нитяного дальномера

Две крайние нити сетки нитей трубы тахеометра являются дальномерными. Для получения расстояния по дальномеру необходимо зрительную трубу в горизонтальном положении навести на рейку и по ней взять два отсчета: по верхней (1288) и по нижней (1621) нитям. Разницу отсчетов по нитям (333) умножают на коэффициент дальномера и получа­ют горизонтальное расстояние от инструмента до рейки. Горизонтальное расстояние, измеренное дальномером, вычисляют по формуле:

d=Kn+c,

где d - горизонтальное расстояние;

К - коэффициент дальномера, ;

n - разность отсчетов по рейке по дальномерным нитям (в см или в делениях рейки);

с — постоянная слагаемая дальномера, c = f + δ;

f - фокусное расстояние объектива;

р - расстояние между дальномерными нитями;

δ - расстояние от центра объектива до вертикальной оси вращения инструмента.

При трубе с внешней фокусировкой величину «с» определяют непосред­ственным измерением величин f и δ.

При зрительной трубе с внутренней фокусировкой постоянная слагаемая дальномера «с» обычно не превышает 4 см, и поэтому при определении коэффициента дальномера и измерении расстояний не учитывается.

Коэффициент дальномера в инструментах с перемещающимся окулярным коленом определяется в полевых условиях следующим образом: на гори­зонтальной площадке провешивается линия АВ длиной в 100 м. На од­ном ее конце устанавливается тахеометр, и от точки А в направлении точки В откладывается величина с, от нее лентой тщательно отмеряются расстояния в 50, 75 и 100 м и закрепляются колышками.

На каждом колышке последовательно устанавливается рейка. По рейкам берутся отсчеты по дальномерным нитям в прямом и обратном направлениях при горизонтальном положении визирной оси (на вертикальном круге устанавливается отсчет, равный МО, а средняя нить наводится на высоту инструмента). Из каждой пары отсчетов вычисляют коэффициенты дальномера К₁, К₂, К₃ и т. д., принимая за окончательное значение среднее арифметическое. Значение коэффициента дальномера определяют по формуле

,

где d — горизонтальное расстояние, измеренное лентой;

с — постоянная слагаемая дальномера;

п — расстояние, отсчитанное по дальномеру.

Если расстояние между дальномерными нитями отсчитывается в сан­тиметрах, то коэффициент будет 100 или близок к этому, если рейка дальномерная без оцифровки, то между нитями отсчитывают число наи­меньших делений рейки, в этом случае коэффициент будет равен 1.

Определение расстояний при помощи нитяного дальномера

Если расстояние по дальномеру определяется при горизонтальном положе­нии трубы или угле наклона <2°, то будет справедлива формула d = Kn+c.

Если угол наклона >2°, то горизонтальное расстояние линии вычисля­ется по формуле:

d = K n cos² δ.

Горизонтальная проекция d также может быть найдена по значению Kп и углу наклона δ из специальных таблиц.

При измерении расстояний дальномером одну дальномерную нить на­водят на конец крупного или кратного целого деления с таким расчетом, чтобы вторая нить проектировалась где-либо среди мелких делений с целью получения отсчета десятых долей.

Рекомендуемая литература:

1. [1] стр. 91 - 96

2. [1] стр. 46 - 60

3. [2] стр. 128 -134

4. [2] стр. 135 - 148

Раздаточный материал: [9, 10]

Контрольные задания для СРС (темы 6) [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8]

1.Изучить способы измерения горизонтальных углов

2.Измерение вертикальных углов и МО теодолита

3.Механические приборы для непосредственного измерения длин линий. 4.Оптические дальномеры. Определение расстояний нитяным дальномером.

5.Порядок измерения линий мерной лентой.