10551

51

1. Неперпендикулярность оси вращения трубы SS и основной оси ОО. Её влияние исключают путем измерения углов при КЛ и КП.

2. Коллимационная ошибка за счёт неперпендикулярности визирной оси VV и оси вращения трубы SS. Её влияние исключают путем измерения углов при КЛ и КП.

3. Ошибка визирования – её полностью исключить нельзя, она зависит от качества зрительной трубы.

4. Ошибка отсчитывания – её величина зависит от точности отсчётного приспособления.

Ошибки центрирования:

Эти ошибки возникают за счёт неточного центрирования теодолита в вершине А измеряемого угла и неправильной установки вешек в точках В и С.

Если теодолит установлен в точке А' (вместо А), а вешки в точках В' и С' (вместо В и С), то при измерении горизонтального угла ВАС будет измерен неправильный угол В'А'С'. Для исключения этого необходимо, во-первых, тщательно центрировать теодолит в вершине А измеряемого горизонтального угла. Во-вторых, вешки В' и С' надо устанавливать строго по створу АВ и АС.

Для исключения влияния невертикальности вешек на точность измерения горизонтального угла следует наводить перекрестие сетки нитей на самую нижнюю видимую часть вехи.

11.ПРОСТЫЕ ТЕОДОЛИТЫ И ЭЛЕКТРОННЫЕ ТАХЕОМЕТРЫ

Упростых теодолитов (в отличие от повторительных теодолитов) нет закрепительного и наводящего винтов лимба.

1между первым и вторым полуприёмами при измерении горизонтальных углов, или установить на лимбе любой отсчёт.

52

3Т5КП

Г:127о05,3'

2Т2

Г:17о25'27"

3Т2КП

У теодолита 2Т5 закрепительные винты 2 трубы и 6 алидады соосны с наводящими винтами 3 и 5. Лимб наводящего винта не имеет. Для перестановки лимба необходимо нажать на рукоятку 4 и повернуть его на требуемый угол. Алидада вертикального круга снабжена уровнем 9, пузырёк которого приводится в нуль-пункт винтом 7 и наблюдается через поворотную призму 10 .

Теодолит 2Т5 снабжён шкаловым микроскопом. В поле зрения микроскопа 1 видны изображения градусных делений вертикального В и горизонтального Г кругов и две неподвижные шкалы, длины которых равны расстоянию между соседними градусными делениями В и Г лимбов. Шкалы разделены на 60 частей с ценой деления 1'. Каждый десятый штрих обозначен от 0 до 6. Подсветка отсчётной системы осуществляется зеркалом 8, а её фокусировка – вращением окулярной трубочки микроскопа 1. При отсчёте число градусов определяется по штриху лимба, расположенного в пределах шкалы, а число минут

– непосредственно по шкале. На глаз можно оценить десятую долю наимень-

53

шего деления шкалы, поэтому отсчёт по ней производится с точностью 0,1'(на рисунке отсчёт по Г кругу 127°05,3').

Шкала теодолита 2Т5 для отсчитывания по вертикальному кругу имеет две оцифровки. Верхняя оцифровка служит для отсчитывания, когда в её пределах находится штрих без знака, а нижняя – когда в пределах шкалы располагается штрих со знаком минус (на нашем рисунке отсчет по вертикальному кругу – 0 °34,5').

Теодолит 2Т5К является модификацией теодолита 2Т5. Он снабжён оптическим компенсатором при вертикальном круге вместо уровня 9. Теодолит 3Т5КП – третья модификация теодолита Т5, имеющая зрительную трубу прямого изображения.

У теодолита 2Т2 закрепительные винты 3 и 5 трубы и алидады соосны с их наводящими винтами 4 и 6. Перестановка Г лимба осуществляется путём одновременного нажатия на специальную рукоятку и её вращения (на рисунке она не видна). Пузырёк уровня при алидаде вертикального круга приводится в нуль-пункт винтом 7 и наблюдается через поворотную призму 9. Ручка 10 служит для переноски теодолита и для установки на ней визирной вешки.

Теодолит 2Т2 снабжён оптическим микрометром, подсветка которого осуществляется зеркалом 8, а фокусировка – вращением окулярной трубочки микроскопа 1. Оптическая система теодолита передаёт изображения диаметрально противоположных штрихов Г и В кругов в поле зрения отсчётного микроскопа, в котором устроены три окна.

В верхнем окне видны цифры (у нас 17), обозначающие число градусов, и шкала (543210) десятков минут. В центральном окне наблюдаются диаметрально противоположные штрихи горизонтального круга (двойные) или вертикального круга (одинарные). В общем случае изображения верхних и нижних штрихов не совпадают. В боковом окне видны деления оптического микрометра, где цифры слева обозначают минуты, а справа – секунды. Цена наименьшего деления 1", точность отсчитывания составляет десятые доли секунды.

Введение в поле зрения отсчётного микроскопа изображений Г или В круга производится поворотом переключателя, расположенного рядом с рукояткой 2 (на рисунке он не виден). Каждый градус Г и В кругов подписан и разделен на три части, следовательно цена деления лимбов 20'.

Отсчёт производится после совмещения в центральном окне изображений верхних и нижних штрихов лимба вращением рукоятки 2 микрометра. Затем в верхнем окне отсчитывают число градусов (у нас 17°) и точно по ним отсчитывают десятки минут (20'). В боковом окне отсчитывают по штриху слева минуты (5'), а справа – секунды (27"). Полный отсчёт равен 17°25'27".

Теодолит 3Т2КП – третья модификация теодолита Т2, имеющая зрительную трубу прямого изображения и оптическим компенсатор вместо уровня при алидаде вертикального круга.

54

Характерной чертой 50– 70-х годов нашего столетия явилось широкое внедрение в геодезическое приборостроение достижений физики, оптики, механики, электротехники и др. Появилась тенденция соединения теодолита со светодальномером и микро-ЭВМ. В результате такого синтеза были созданы

электронные тахеометры, которые позволяют автоматизировать процесс угловых и линейных измерений и совместную обработку результатов этих измерений.

С помощью электронного тахеометра можно определять горизонтальные углы, зенитные расстояния, наклонные дальности, горизонтальные проложения, превышения или высоты визируемых точек, приращения координат или координаты точек визирования и др.

h. Приведенный здесь электронный тахеометр SET 530R/R3 позволяет измерять углы с точностью 5'', дальность измерения расстояний: на одну призму 5000 м с точностью ±(2+2х10-6хD) мм, без отражателя – 350 м с точностью

±(3+2х10-6хD) мм.

На современном этапе особое место отводится тахеометрам с устройством автоматического наведения на точки визирования с помощью лазерного пучка и с измерением расстояний без применения специальных оптических отражателей (пассивное отражение).

55

12. ЛИНЕЙНЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ

Задача линейных измерений заключается в определении горизонтальных проложений линий местности.

Способы линейных измерений подразделяются на непосредственные и косвенные. Непосредственный способ осуществляется с помощью механических мерных приборов. Косвенный – с помощью физико-оптических дальномеров или соответствующих линейно-угловых построений. Для контроля линии измеряют дважды – в прямом и обратном направлениях.

12.1. НЕПОСРЕДСТВЕННЫЙ СПОСОБ ЛИНЕЙНЫХ ИЗМЕРЕНИЙ

В настоящее время этот способ осуществляется с помощью различных рулеток и дорожных колёс. В геодезических работах широко используются тесёмочные, металлические (плоские, желобчатые) и фиберглассовые рулетки длиной 5, 10, 20, 30, 50, 100 м с открытым или закрытым корпусом.

57

lν = lν1 + lν2 +...+ lνn .

Поправка за наклон lν всегда отрицательна. При угле наклона местности меньше 2° поправка за наклон мала и её можно не учитывать. Если вместо угла наклона известно превышение h между концами измеряемого отрезка, то поправка за наклон будет:

и так далее для каждого наклонного отрезка.

Поправка за температуру lt = α( t – t k )L ,

где α = 0,0000125 – коэффициент теплового линейного расширения стали; t – температура, при которой производятся измерения; tk – температура, при которой производилось компарирование мерного прибора (tk ≈ 20°). Знак поправки lt определяется знаком разности ( t – tk ), причем поправку учитывают, если разность эта больше 8°.

Поправка за компарирование

Компарирование – это сравнение длины мерного прибора с длиной эталона. Расхождение l равно (lф – l 0) , где lф – фактическая длина мерного прибора, определяется на компараторе; l0 – номинальная длина, которая должна быть.

58

Суммарная поправка за компарирование равна lК = n l , где n - число откладываний мерного прибора на линии АВ. Знак поправки соответствует знаку разности (lф – l0).

Точность измерения расстояний стальной рулеткой зависит от следующих ошибок: компарирования; отклонения рулетки от створа; искривления рулетки в горизонтальной и вертикальной плоскостях; пренебрежения поправками за наклон (все это систематические ошибки); непостоянства натяжения рулетки в 10 кг; неточного учёта поправок за наклон и температуру (случайные ошибки).

Относительная ошибка измерений стальной рулеткой составляет 1/3000 в благоприятных условиях (асфальт, дорога, ровная местность) и 1/1000 в неблагоприятных условиях (пересеченная местность, болото, кустарник). В среднем она равна 1/2000.

12.2. КОСВЕННЫЙ СПОСОБ ЛИНЕЙНЫХ ИЗМЕРЕНИЙ

Применяемые приборы – светодальномеры, радиодальномеры, опти-

ческие дальномеры. Принцип измерения расстояний свето– или радиодальномерами основан на временном (импульсном), фазовом или частотном методах.

Принцип измерения расстояний оптическими дальномерами основан на оптикомеханическом решении параллактического треугольника. Так, если в точку В измеряемой линии поместить базис известной длины b, а в точке А измерить угол β на концы этого базиса, то можно вычислить высоту треугольника d, которая и является искомым расстоянием АВ:

d = bctgβ .

2 2

Существуют оптические дальномеры с постоянным базисом b и переменным параллактическим углом β и дальномеры с постоянным углом β и переменным базисом b. К последним относится нитяный дальномер в зрительных трубах геодезических приборов, а в качестве базиса используется нивелирная рейка. В таком дальномере постоянный параллактический угол β формируют две дальномерные нити сетки – верхняя в и нижняя н.

59

Теория нитяного дальномера вытекает из подобия заштрихованных треугольников, откуда следует Е/f = n/вн, поэтому Е = fn/вн, но поскольку рассто-

яние между дальномерными нитями вн и фокусное расстояние объектива f есть величины постоянные, то их отношение f/вн = К – также постоянная вели-

чина, которая называется коэффициентом дальномера. Значения f и вн подбираются такими, чтобы коэффициент дальномера был равен 100. Тогда расстоя-

ние АВ будет равно: L = E + f + δ = Kn + (f +δ) = Kn + C ,

где С – постоянная поправка дальномера. Промышленность выпускает трубы геодезических приборов с внутренней фокусировкой, у которых С = 3–5 см и такую поправку, как правило, не учитывают.

Процесс измерения расстояний нитяным дальномером заключается в следующем. Прибор (теодолит, нивелир) устанавливают в точке А, а в точке В – вертикально нивелирную рейку. Визируют на рейку и определяют количество сантиметровых делений между верхней и нижней дальномерными нитями, которое при К=100 будет соответствовать количеству метров между точками А и В. Поэтому перед производством измерений необходимо убедиться в том, что