Тема №18. Поверки теодолита.

Для обеспечения правильности работы, любой прибор должен отвечать ряду геометрических требований. В процессе эксплуатации эти требования могут нарушаться. Поэтому необходимо контролировать эти требования в процессе эксплуатации и исправлять нарушенные условия.

Определение Поверкой называется совокупность операций, направленных на осуществление контроля требуемого условия.

В теодолите такими условиями являются геометрические требования к взаимному расположению осей. Мы рассмотрим четыре оси: ось уровня UU¹ , ось вращения прибора ZZ¹ , ось вращения зрительной трубы HH¹ , визирную ось WW¹.

П.18.1 Поверка цилиндрического уровня. UU¹ZZ¹

Ось цилиндрического уровня должна быть перпендикулярна ось вращения инструмента.

Эта поверка необходима для приведения оси вращения в вертикальное положение или что тоже самое, для приведения плоскости лимба в горизонтальное положение.

Если условие выполняется, то поверка выполнена.

Рис. 28. Поверка цилиндрического уровня.

Если условие не выполняется, то после приведения пузырька в нуль-пункт ось UU¹ займет горизонтальное положение, проведем линию, перпендикулярную оси ZZ¹ , которая образует с осью угол . При развороте на 180⁰ отклонение составит , на величину сместится и пузырек уровня, что указывает на невыполнение условия. Исправление производится исправительными (юстирными) винтами на величину . После этого поверка производится заново до тех пор пока условие не будет выполнено.

П.18.2. Поверка коллимационной ошибки.

Визирная ось должна быть перпендикулярна оси вращения зрительной трубы. Невыполнение этого условия влечет ошибку при снятии отсчетов по лимбу. Поверка выполняется следующим образом: на расстоянии 60-70 м выбирается точка, на нее наводится прибор и снимается отсчет при круге право и при круге лево. После этого вычисляется величина коллимационной ошибки по формуле:

Если величина то условие выполнено, в противном случае вычисляем истинный отсчет по формуле: .

Рис. 29. Определение коллимационной ошибки.

На отсчетном приспособлении устанавливаем вычисленный отсчет по горизонтальному кругу. В этом случае изображение точки наведения сместится из перекрестия сетки нитей. С помощью юстирных винтов, находящихся под кожухом окуляра зрительной трубы, перемещаем сетку нитей так, чтобы изображение вернулось в перекрестие и проводим поверку заново.

Из формулы вычисления истинного отсчета следует, что коллимационная ошибка автоматически исключается, если из двух отсчетов при КЛ и КП брать среднее.

П.18.3. Поверка неравенства подставок.

Ось вращения зрительной трубы должна быть перпендикулярна оси вращения инструмента.

Невыполнение этого условия не позволяет добиваться вертикальности коллимационных плоскостей, что в свою очередь влечет искажение отсчетов по лимбу.

Рис. 30. Поверка неравенства подставок

Порядок проведения поверки. Выбирается высоко лежащая точка на расстоянии 15-20 м. Наводится на нее теодолит при одном из кругов и затем зрительная труба опускается до уровня горизонта, полученная в результате точка фиксируется. Затем это же проводят при другом круге. Если в результате полученные точки совпадут, то условие выполнено. В противном случае требуется исправление,которое выполняется в специальных мастерских

При невыполнении этого условия, как и в случае с коллимационной ошибкой, можно найти правильный отсчет воспользовавшись формулой для вычисления.

П.18.4. Поверка сетки нитей.

Горизонтальный штрих сетки нитей должен быть перпендикулярен к оси вращения прибора.

Порядок проведения поверки. Выбирается далеко расположенная точка. Наводим на нее теодолит так, чтобы изображение точки располагалось в крайнем левом положении на горизонтальном штрихе сетки нитей.

Затем с помощью наводящего винта алидады перемещаем изображение из крайнего левого положения в крайнее правое. Если в результате изображение точки осталось на сетке нитей, то условие выполнено. В противном случае с помощью юстирных винтов поворачиваем сетку нитей и производим поверку заново.

После окончательного исправления необходимо вновь выполнить поверку коллимационной ошибки.

Тема №19 Измерение горизонтального угла методом полного приема.

Прежде чем измерять горизонтальный угол необходимо определить точность, с которой требуется измерить угол. В зависимости от точности теодолиты делятся на три класса:

1. Высокоточные Т05, Т1 - предназначены для измерения углов в триангуляции и полигонометрии 1 и 2 классов.

2. Точные Т2, Т5 - для измерения углов в триангуляции и полигонометрии 3 и 4 классов, 1 и 2 разрядов.

3. Технические Т15, Т30, Т60 - для измерения углов в теодолитных и тахеометрических ходах, съёмочных сетях.

В условных обозначениях теодолитов цифра означает среднюю квадратическую погрешность горизонтального угла одним приемом в секундах.

Все перечисленные теодолиты имеют более современные модификации:2Т2, 2Т5К, 2Т30 и т.д.

До начала работы необходимо выполнить ряд операций для правильного измерения:

1. Центрирование. С помощью отвеса (нитяного или оптического) устанавливают инструмент точно над точкой. В результате центрирования достигается условие, что центр лимба и вершина угла лежат на одной отвесной линии.

2. Приведение оси вращения теодолита в вертикальное положение. Производится с помощью подъемных винтов. Устанавливаем цилиндрический уровень параллельно плоскости двух подъемных винтов. Приводим пузырек в нуль-пункт и поворачиваем теодолит на 90⁰ и вновь приводим пузырек в нуль-пункт. Если у теодолита выполнено условие поверки уровня, то этого достаточно для дальнейшей работы.

Проведение вышеперечисленных операций называется приведением инструмента в рабочее положение.

Обязательным условием правильного измерения угла является неподвижность лимба, причем измерение можно начинать с любого положения теодолита. Угол измеряют дважды при КЛ и КП в следующем порядке. Наводят перекрестие сетки нитей на точку, лежащую правее и снимают отсчет, затем, не меняя круга, наводят на левую точку и вновь снимают отсчет. От отсчета по правой точку вычитают отсчет по левой. Разность отсчетов даст горизонтальный угол между этими точками. Затем тоже самое проводят при другом круге.

Если расхождение между двумя значениями не превышает двух точностей инструмента, то угол измерен правильно и в качестве результата берется среднее из двух углов. Если же расхождение больше, то угол необходимо перемерить.

Предложенная методика обладает следующими достоинствами:

1. Позволяет произвести контроль и отбраковку измерений в случае расхождения углов в полуприемах более чем на две точности теодолита.

2. Позволяет автоматически и полностью исключить коллимационную ошибку.

3. Позволяет автоматически и полностью исключить влияние неперпендикулярность оси вращения теодолита и оси вращения зрительной трубы.

4. Позволяет автоматически и полностью исключить влияние эксцентриситета (несовпадения оси вращения теодолита и центра лимба).

Тема № 20 Влияние установки теодолита и вех на измеряемое направление.

Пусть А точка стояния, а В - точка наведения. (Рис. 31)

Из-за ошибки центрирования центр лимба будет над точкой , следовательно линией визирования будет линия В. Это приведет к погрешности в отсчетах. Обозначим - величина линейного смещения.

Из треугольника . Из анализа видно, что x_min при Q = 0⁰ и Q = 180⁰ , т.е. когда т.А¹ находится на линии АВ впереди или сзади т. А и максимально при Q = 90⁰ и Q = 270⁰.

Аналогичная ситуация при неправильной установке вехи в т. В. Из треугольника АВВ¹ т.е. y_min при Q = 0⁰ и Q = 180⁰ , и при Q = 90⁰ и Q =270⁰

Рис. 31.

Величины х и у называются погрешностями центрирования и редукции и пропорциональны сдвигам и и обратно пропорциональны расстоянию между точками. Из анализа у можно сделать вывод, что если нельзя поставить веху в т. В, то её надо ставить или перед или за т. В.

Тема № 21 Измерение углов наклона.

Определение Углом наклона называется угол, образованный визирной осью с плоскостью горизонта. Углы наклона могут быть положительными и отрицательными.

Измеряются с помощью вертикального круга.

Для измерения угла наклона необходимо фиксировать горизонтальную плоскость, что достигается с помощью уровня при алидаде горизонтального круга. В некоторых приборах имеется специальный уровень при вертикальном круге или компенсатор.

В теодолите 2Т30 вертикальный круг наглухо закреплен со зрительной трубой и вращается вместе с ней. В устройстве при приведении в рабочее положение при горизонтальном положении визирной оси должны совпадать нулевые штрихи вертикального круга и отсчетного микроскопа. Чаще всего на практике это не так.

Эти формулы для теодолита 2Т30. Для различных типов теодолитов формулы могут немного отличаться. В принципе можно добиться того, что место нуля будет равняться нулю.

Определение: Местом нуля вертикального круга называется отсчет по вертикальному кругу при горизонтальном положении визирной оси трубы.

Тема № 22 Измерение длин линий мерными лентами.

Расстояние между точками местности можно измерить непосредственно и косвенно. Непосредственные измерения проводятся с помощью стальных мерных лент и рулеток. При косвенных - измеряются некоторые другие величины, а расстояние вычисляется.

Стальная лента представляет собой металлическую полосу, обычно изготовленную из стали или инвара, длиной 20 или 24 м, шириной 15-20 мм и толщиной 0.3-0.4 мм. Она разделена на метровые отрезки, которые отмечены с обеих сторон полотна овальными пластинками (латунными или алюминиевыми), на которых выдавлены порядковые номера метров. Полуметровые деления обозначены заклепками с шайбами. Дециметровые деления обозначены отверстиями в полотне ленты.Измерения стальной лентой позволяют измерить длины линий с точностью от 1:1000 до 1: 3000 в зависимости от условий местности.

Рулетки предназначены для измерения коротких линий. Рулетки бывают стальные длиной 10,20,30,50 и более метров с ценой деления 1 мм и тесьмяные длиной 5,10 и 20 м с ценой деления 1 см.

Точность измерения длин линий стальной рулеткой достигает 1:50000 и выше.

Процесс измерения заключается в последовательном укладывании ленты или рулетки вдоль линии.

При внешней простоте выполняемых работ необходимо обратить особое внимание источникам появления возможных погрешностей:

1. Лента не должна следовать изгибам местности. Поэтому она натягивается с усилием примерно в 10кг.

2. При больших расстояниях может появиться погрешность вследствие неточного укладывания ленты в створе линии. Для исключения этого в начале и конце отрезка устанавливаются вехи и линия провешивается.

3. Фактическая длина ленты может отличаться от номинальной . Эта разность определяется на специальных приборах - компаратарах при температуре 20⁰С.

4. Измерения длин на местности происходит при температуре t, отличной от стандартной. Это вызовет изменение в длине линии вследствие ее температурного расширения по формуле , где - коэффициент температурного расширения.

Поэтому длина линии определяется по формуле . Точность измерений зависит от многих факторов и характеризуется относительной погрешностью , где m_s - средняя квадратическая погрешность определения расстояния, а s - определяемое расстояние. Для стальной ленты это отношение в среднем 1:2000. Для рулеток это отношение выше.

Укладка мерной ленты проводится с помощью шпилек (металлических заостренных штырей) вбиваемых в землю.

Рис. 33.

Для выявления грубых погрешностей длины измеряют в прямом и обратном направлениях. Исходя из вышеуказанной точности, можно определить, что для длины линии 100 м допустимая ошибка не должна превышать 5 см. Если в результате двух измерений разность длин линий не превышает допуск, то в качестве результата берется среднее. Если же разность больше допуска, то измерения производят заново. Чаще всего линии расположены под углом к горизонту. Поэтому измеряют длину линии, а затем приводят ее к горизонту по формуле S =D cos(Рис. 33).

Вычисленное значение называется горизонтальным проложением линии.

Тема №23 Вешение линий

При измерении мерную ленту необходимо строго укладывать вдоль линии, для чего её необходимо обозначить на местности. Процесс обозначения линии на местности называется вешением линии и заключается в расстановке ряда вех в створе линии. То есть отвесной плоскости, проходящей через конечные точки измеряемой линии. Вешение выполняется на глаз или с помощью зрительной трубы инструмента.

На ровной местности вехи устанавливают через 100 – 200 метров, на холмистой – через 20 – 100 метров.

Тема № 24. Определение недоступных расстояний.

Если расстояние между точками невозможно измерить непосредственно, то используют косвенные способы.

Тема № 25 Измерение расстояний физико-оптическими дальномерами.

При косвенных измерениях расстояний используются дальномеры, которые по принципу действия делятся на две группы: оптические и свето- и радиодальномеры.

В основе определения расстояния с помощью оптического дальномера лежит решение равнобедренного треугольника.

Конструкция подбирается так, чтобы один из параметров был константой

Если , то дальномер имеем с постоянным базисом,

Если , то называется дальномер с постоянным углом. Именно этот дальномер реализован в теодолите. Обозначим 0.5ctg=K, тогда D = K

Рис. 36. Принцип измерения расстояния оптическим дальномером:

а – параллактический треугольник;

б – с постоянным параллактическим углом;

в – с постоянной базой

Пусть необходимо измерить расстояние D между точками А и В. В т. А устанавливаем теодолит, а в т. В поставим рейку перпендикулярно визирному лучу. Построим ход лучей идущих параллельно визирному лучу от линий сетки m и n. После прохождения через объектив лучи a и b пересекутся в фокусе и пересекут рейку в точках A и B. Из рисунка будет равно

Рис. 37. Измерение расстояния с помощью нитяного дальномера.

Последняя формула называется формулой нитяного дальномера. Константа К - называется коэффициентом нитяного дальномера. Он зависит от угла , т.е. от расстояния между крайними нитями сетки a и b и подбирается так, чтобы К=100. Постоянная дальномере с - величина малая и ей пренебрегают. С учетом этого формула примет вид D = 100, где - длина отрезка на рейке, видимая между крайними штрихами сетки нитей. На рис. 37 l₀=n.

При приведении наклонной линии измеренной оптическим дальномером к горизонту возникают сложности, связанные с тем что мы измеряем линию над поверхностью земли.При измерении оптическим дальномером необходимо чтобы рейка была перпендикулярна визирному лучу. Но когда точки будут находится на разных уровнях это условие не будет выполняться, так как рейка ставится вертикально.

Снимем отсчеты по рейке и измерим вертикальный угол , тогда

S = Dcos. Мысленно поставим рейку перпендикулярно визирному лучу. Тогда

Измерения нитяным дальномером имеют небольшую точность 1:200 - 1:300, т.е. в 10 раз ниже точности мерной ленты.

Свето- и радиодальномеры по сравнению с оптическими дальномерами обладают значительно более высокой точностью измерений и возможностью измерений больших расстояний и основаны на принципах электронного измерения времени распространения электромагнитных волн между конечными точками измеряемой линии.

В начальной точке устанавливается передатчик, в конечной - отражатель. Передатчик посылает сигнал и затем фиксируется время получения отраженного сигнала. На основании этих данных вычисляется расстояние. Светодальномеры позволяют измерять расстояния от нескольких метров до 50 км с точностью до 1:500 000.Радиодальномеры обладают большей дальностью действия до 150 км. Это объясняется меньшим затуханием радиоволн в атмосфере по сравнению со световыми, а также применением в радиодальномерах активных отражателей, которые усиливают возвращаемый сигнал.

Тема № 26 Понятие о Государственной геодезической сети.

Для изыскания, проектирования и строительства инженерных сооружений, создания планов и карт, а также для решения ряда научных задач на земной поверхности необходимо иметь точки с известными координатами Х,У и высотами Н, вычисленными в единой государственной системе координат. Совокупность таких точек, равномерно расположенных на всей территории страны образуют государственную геодезическую сеть (ГГС). Она делится на плановую и высотную.

Плановая ГГС создается методами триангуляции, трилатерации и полигонометрии.

Триангуляция представляет собой ряд треугольников, в которых измерены все углы и длины концевых сторон (базисы) АВ и СК. Из астрономических наблюдений определяют широту и долготу точек А,В,С,К и азимуты базисов. Решая последовательно треугольники, получим широты и долготы всех вершин треугольников и все длины сторон. После этого в проекции Гаусса - Крюгера переходят к прямоугольным координатам этих точек в единой системе координат.

Если в треугольниках вместо углов измерены все стороны, то такое построение называется трилатерацией.

Полигонометрия представляет собой разомкнутый или замкнутый многоугольник, в котором измерены все стороны и углы.

Пункты плановой ГГС надежно закрепляются на местности. Для обеспечения взаимной видимости между пунктами над ними устанавливают геодезические сигналы (вышки).

По точности плановая ГГС делится на четыре класса. Сеть 1 класса строится в виде ряда треугольников со сторонами 20-25 км. Ряды располагаются вдоль меридианов и параллелей, образуя замкнутый полигон в виде четырехугольника периметром 800-1000 км. Аналогично строится полигонометрический ход 1 класса. Допустимая средняя квадратическая погрешность измерения углов 0.7 секунды. Допустимая относительная погрешность определения базиса 1:400000.

Внутри полигонов 1 класса и самих треугольников строится сплошная сеть треугольников или полигонометрии 2 класса с длинами сторон от 7 до 20 км. Дальнейшее сгущение производится построением пунктов 3 и 4 классов с длинами сторон 5-8 км. Точности определения расстояний и измерения углов естественно ниже, чем в ГГС 1 класса.

Высотная ГГС называется нивелирной и также делится по точности на четыре класса. Нивелирная сеть 1 класса начинается от Кронштадского футштока, который принимается за нуль в нашей стране. Через каждые 5-7 км нивелирные хода 1 класса закрепляются специальными знаками или в земле (репера) или в фундаментах зданий (марки). Дальнейшее сгущение строится в виде полигонов 2,3,4 классов с опорой на пункты более высокого класса. Точность нивелирных сетей принято характеризовать средней квадратической погрешностью на 1 км хода: для 1класса - 0.5 мм,2-2.0мм, 3-5.0мм, 4-10мм.

Тема № 27 Прокладка теодолитных ходов.

Имеющаяся ГГС, а также сети сгущения не могут обеспечить необходимого числа точек с известными координатами вследствие их малой плотности. Возникает задача создания на земной поверхности дополнительных точек с известными координатами и высотами, т.е. создание съемочного обоснования. Оно подразделяется на плановое и высотное.

Одним из способов создания планового съемочного обоснования служит прокладка теодолитных ходов.

Определение Теодолитным ходом называется замкнутый или разомкнутый многоугольник, опирающийся на один или два пункта ГГС, в котором измерены все углы и расстояния.

В зависимости от характера снимаемой территории выбирается форма теодолитных ходов:

1. Разомкнутый - начало и конец которого опираются на пункты геодезического обоснования.

2. Замкнутый (полигон) - замкнутый многоугольник, опирающийся на один пункт.

3. а

   В исячий - один из концов хода опирается на пункт, а второй остается свободным.

Перед началом работы проводится рекогносцировка местности, т.е. обход и осмотр местности с целью отыскания пунктов опорной геодезической сети, окончательного выбора местоположения точек теодолитного хода.

Точки теодолитного хода должны располагаться в местах с хорошим обзором местности, между смежными вершинами теодолитного хода должна обеспечиваться хорошая взаимная видимость. При использовании мерных лент стороны следует располагать по ровным, с твердым грунтом и удобным для измерения линиям местности. Длина сторон хода не должна быть более 350м и менее 20 м

Вершины ходов на местности закрепляются с помощью деревянных кольев, забитых в землю. Для облегчения поиска точек рядом с ними забиваются сторожки - деревянные колья, выступающие над поверхностью земли на 30-35 см. На сторожках указывается необходимая информация: номер точки, дата закладки и др. В процессе закрепления точек теодолитного хода составляется схематический чертеж.

Полевые работы при прокладке теодолитных ходов включают в себя угловые и линейные измерения.

Горизонтальные углы измеряются теодолитами одним полным приемом с точностью не ниже 30^!! Каждый угол измеряется при двух положениях (КЛ и КП) с перестановкой лимба между полуприемами. Чем короче стороны и чем ближе угол к 180⁰, тем точнее необходимо производить центрирование теодолита и вех. Значение углов в каждом полуприеме и среднее вычисляют на станции не снимая прибора. При получении неудовлетворительного результата измерение угла выполняется заново.

Длины сторон в теодолитных ходах выполняется стальными мерными лентами или оптическими дальномерами, обеспечивающими требуемую точность. Для контроля каждая сторона измеряется дважды в прямом и обратном направлениях. Расхождения между результатами двойных измерений длины каждой стороны не должны превышать 1:2000 длины.

Одновременно с линейными измерениями производят измерение углов наклона. В результаты измерения длин линий вводят поправки за компарирование, разность температур и за наклон линии.

Результаты измерений записываются в журнал

Тема № 28 Решение прямой и обратной геодезических задач.

При решении некоторых геодезических задач появляется необходимость в решении некоторых стандартных задач.

1. Прямая геодезическая задача (ПГЗ)

Дано

Требуется найти

2. Обратная геодезическая задача (ОГЗ)

Дано

Требуется найти

Рис. 340. Прямая и обратная геодезические задачи

Преобразование одной плоской прямоугольной системы координат в другую выполняется следующим образом.

Рис. 41. Преобразование одной плоской прямоугольной системы координат в другую.

Тогда

Тема № 29 Камеральная обработка замкнутого теодолитного хода.

По результатам полевых измерений проводится камеральная обработка теодолитного хода. Которая выполняется в специальной ведомости вычисления координат точек теодолитного хода. Для обработки теодолитного хода необходимо знать: измереннные горизонтальные углы, длины линий со всеми внесенными поправками, начальный дирекционный угол ( азимут), координаты опорного пункта.

1. Вычисляется сумма внутренних измеренных углов

2. Вычисляется теоретическая сумма

3. Вычисляется угловая невязка как разность между (1) и (2)

4. Угловая невязка не должна превышать теоретическое значение

При выполнении этого условия производится увязка измеренных углов по формуле и вычислят исправленные горизонтальные углы.

5. Вычисляют дирекционные углы всех сторон

Если обход хода проходил по ходу часовой стрелки, то считают что углы справа по ходу лежащие и вычисление проводят по формуле

Если обход хода проходил против хода часовой стрелки, то считают что углы слева по ходу лежащие и вычисление проводят по формуле

6. При необходимости вычисляют румбы

7. Вычисляют периметр.

8. Производят вычисление приращений координат по формулам ПГЗ.

9. Вычисляют линейную невязку по координатам Х и У по формулам:

10. Вычисляют относительную невязку теодолитного хода . Она не должна превышать 1:2000

11. Рис. 42. Невязка теодолитного хода.

    При выполнении этого условия вычисляют поправки в приращения координат по формулам:

12. Вычисляют исправленные приращения координат

13. Вычисляют координаты точек теодолитного хода.

Контролем правильности будет повторное получение исходных координат.

При невыполнении контрольных условий и отсутствии ошибок в вычислениях необходимо повторно выполнить полевые измерения.

Математическая обработка разомкнутого теодолитного хода мало отличается от вышеприведенной методики. Несколько другие формулы будут в пунктах (2), (9) и в обработке используются координаты и привязочные углы двух пунктов.

На основе полученных прямоугольных координат точек строится план точек теодолитного хода, который является основой для различных горизонтальных съемок или привязочных работ.

Тема № 30 Сущность и методы геометрического нивелирования..

При решении многих практических задач необходимо знать высоты (отметки) точек. Для этого проводится нивелирование, т.е. определение превышения между точками местности и по известной отметке одной точки определяют отметки остальных. Существует несколько способов нивелирования:

1. Геометрическое нивелирование, в котором для измерения превышения используется горизонтальный визирный луч, задаваемый прибором нивелиром.

2. Тригонометрическое нивелирование, в котором используется наклонный визирный луч, задаваемый теодолитом.

1. Гидростатическое нивелирование, основанное на законе сообщающихся сосудов.

2. Барометрическое нивелирование, основанное на определении разности давлений в определяемых точках и др.

В строительной практике наиболее часто используются первые три способа.

Пусть на местности необходимо измерить превышение между точками А и

В. В эти точки устанавливаем вертикально рейки, которые представляют собой

деревянные бруски с нанесенными на них делениями. Если у нас есть

горизонтальный луч, то он отсечет на рейках отрезки a и b.

Тогда превышение определится по формуле h = a - b(1). Если известна отметка

точки А H_A, то можно вычислить отметку точки В по формуле H_B = H_A+ h (2).

Для превышения, определенного по формуле (1) точка А будет называться

задней, а точка В передней. Превышение может быть положительным и

отрицательным.

Горизонтальный луч задается прибором, называемым нивелир. Точка стояния называется станцией. В зависимости от места расположения станции различают два способа нивелирования: метод «из средины» и метод « вперед»

Метод нивелирования «из средины» заключается в том, что нивелир устанавливают на примерно равном расстоянии от реек и превышение и отметку вычисляют по формулам (1), (2). При методе нивелирования «вперед» нивелир устанавливают над одной из точек, определяют высоту от точки до визирного луча (высоту прибора) и определяют отсчет по рейке на другой точке. Тогда превышение определяется как разность между высотой инструмента и отсчетом по рейке.

Точность метода нивелирования «вперед» ниже, поэтому он применяется реже.

Если подставить формулу (1) в формулу (2), то H_B= H_A+ a - b = ГИ - b Величина ГИ = H_A + a называется горизонтом инструмента и часто применяется, когда необходимо определить отметки нескольких точек с одной станции.

Максимально допускаемое расстояние от нивелира до рейки составляет 150-200 м. Если расстояние между точками больше или имеется большой перепад высот, то применяют метод последовательного нивелирования.

Рис. 44. Последовательное (сложное) нивелирование.

При этом методе всю линию разбивают на отрезки и определяют последовательно превышения между соседними точками.

Процесс последовательного нивелирования называется прокладкой нивелирного хода.

Тема № 31 Классификация нивелиров. Устройство нивелира Н3.

Нивелиры по точности делятся на три группы:

1. высокоточные Н05, Н1, Н2 - имеющие среднюю квадратическую погрешность на 1 км двойного хода 0.5-2 мм.

2. точные Н3 - погрешность 3 мм.

3. технические Н10 - погрешность 10 мм.

По конструкции нивелиры делятся на две группы:

- нивелиры с элевационным винтом, визирная ось которых приводится в горизонтальное положение с помощью цилиндрического уровня (Н05,Н2,Н3,Н10).

- нивелиры с самоустанавливающейся осью визирования, т.е. визирная ось приводится в горизонтальное положение автоматически с помощью специального устройства - компенсатора (Н05К, Н3К, Н10К).

В некоторых нивелирах есть лимб для измерения горизонтальных углов. Тогда в шифре появляется буква Л (Н10КЛ).

Все нивелиры с элевационным винтом принципиально одинаковы и отличаются только точностными характеристиками.

Рассмотрим кратко устройство нивелира Н3.

В комплект нивелира входят: штатив, нивелир в футляре, две рейки.

Рис. 45. Схема осей нивелира Н3.

На штативе нивелир закрепляется с помощью станового винта, В нижней части нивелира находится треггер с тремя подъемными винтами для приведения оси вращения нивелира в вертикальное положение. Контролем вертикальности служит круглый уровень. На вращающейся части находится зрительная труба с жестко закрепленным с ней цилиндрическим уровнем. На зрительной трубе та часть, куда мы смотрим - окуляр, противоположная - объектив. Сбоку на зрительной трубе находится кремальера для наведения на резкость. На окуляре находится ребристое кольцо для наведения на резкость сетки нитей. Пользуясь ими попеременно можно добиться того, что будет видна и сетка нитей и рейка.

Под объективом зрительной трубы расположен закрепительный винт для поворота нивелира, Рядом с ним расположен наводящий винт. Возле окуляра расположен элевационный винт.

В поле зрения зрительной трубы слева расположено окно, разделенное на две части. С помощью специальных призм в половинки окна спроецированы изображения половинок пузырька цилиндрического уровня. Когда пузырек находится в нуль-пункте, происходит оптический контакт половинок пузырьков.

У нивелиров с самоустанавливающейся осью визирования цилиндрический уровень и элевационный винт отсутствуют. Их заменяет компенсатор, представляющий собой две прямоугольные призмы, устанавливающиеся под действием силы тяжести маятника в положение, при котором визирный луч сохраняет горизонтальность при небольших наклонах трубы

Тема № 32 Поверки нивелира Н3

Круглый уровень по своей конструкции мало отличается от конструкции цилиндрического уровня. Он имеет более низкую чувствительность, поэтому обычно применяется для предварительного при ведения инструмента.

Определение Осью круглого уровня называется перпендикуляр к сферической поверхности в нуль-пункте.

Очевидно, если пузырек находится в нуль-пункте, то ось круглого уровня занимает отвесное положение.

1. Поверка круглого уровня. Ось круглого уровня должна быть параллельна оси вращения нивелира. Порядок проведения аналогичен порядку проведения поверки уровня у теодолита.

2. Поверка главного условия нивелира с элевационным винтом. Ось цилиндрического уровня должна быть параллельна визирной оси

На местности выбираются две точки на расстоянии 50-70 м. Установив нивелир над точкой А приводят пузырек в нуль-пункт и измеряют высоту прибора i₁. Затем наводят трубу на рейку в точке В и берут отсчет. В случае не выполнения условия вместо правильного отсчета b_np будет b₁, ошибочный на величину x. Таким образом h=i₁-b_пр=i₁-(b₁-x). Меняя местами рейку и нивелир, определяем i₂ и b₂ . Отсюда h= b_пр-i₂= b₁-x-i₂. Решая уравнение относительно x, получим:

Если разность между превышениями не превышает 4 мм, то условие выполнено. Если разность более 4 мм, то вычисляют правильный отсчет по формуле b_np=b-x_, здесь x - разность превышений.

Наводят визирную ось на правильный отсчет с помощью элевационного винта. Очевидно, что пузырек уйдет из нуль-пункта, тогда с помощью юстирных винтов возвращаем пузырек в нуль-пункт и вновь проводим поверку до тех пор пока условие не будет выполнено.