153544-317914

квадратическая погрешность функции (средняя квадратическая погрешность объема) извест-

на, необходимо найти среднюю квадратическую погрешность её аргумента.

Контрольные вопросы

1.Какие бывают погрешности при геодезических измерениях?

2.Как избежать грубых погрешностей?

3.Как свести к минимуму влияние систематических погрешностей?

4.Какие погрешности называют случайными?

5.Какими свойствами обладают случайные погрешности?

6.Какие измерения называют неравноточными?

7.Что является вероятнейшим значением измеренной величины?

8.Какие погрешности называют вероятнейшими?

9.Какие критерии используют для оценки точности результатов измерений?

10.Какие погрешности называют относительными, а какие абсолютными?

11.Что такое предельная погрешность?

12.Как вычислить среднюю квадратическую погрешность функции?

13.Какие измерения называют равноточными?

14.По каким формулам вычисляется средняя квадратическая погрешность отдельного измерения и арифметической середины?

15.Чему равна средняя квадратическая погрешность суммы независимо измеренных величин?

53

ТЕМА «УГЛОВЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ»

КЛАССИФИКАЦИЯ ТЕОДОЛИТОВ

Одним из видов геодезических работ являются угловые измерения, которые обычно выполняются с помощью теодолитов, обеспечивающих измерения вертикальных и горизон-

тальных углов с точностью порядка 1"… 60".

В настоящее время различные фирмы выпускают теодолиты: оптические и цифровые

(электронные).

В зависимости от допустимой погрешности измерения горизонтального угла одним приемом в лабораторных условиях теодолиты подразделяются на:

– высокоточные (Т05, Т1) – предназначены для измерения углов при развитии госу-

дарственных геодезических сетей, построении специальных геодезических сетей, как основы для точных разбивочных работ, изучения деформаций сооружений, а также при установке и монтаже оборудования угловыми методами;

– точные (Т2 и Т5) – предназначены для измерения горизонтальных и вертикальных углов в триангуляции и полигонометрии 3 и 4 классов, а также аналитических сетях 1 и 2

разрядов: они могут быть использованы также при строительстве сооружений, изучении их деформаций, монтаже машин и заводского оборудования;

– технические (Т15, Т30 и Т60) – применяются для проложения на местности теодо-

литных и тахеометрических ходов, выполнения плановых и высотных съемок, при реког-

носцировочных и изыскательских работах.

В зависимости от конструктивных особенностей различают теодолиты следующих исполнений:

–с уровнем при вертикальном круге (обозначение не применяется);

–К – с компенсатором углов наклона (компенсатор углов наклона применяется вме-

сто уровня при вертикальном круге);

–А – с автоколлимационным окуляром (автоколлимационные);

–М – маркшейдерские;

–Э – электронные;

–П – теодолит имеет трубу прямого изображения.

Допускается сочетание различных вариантов исполнения в одном приборе. Для со-

временных модификаций теодолитов перед обозначением типа теодолита указывается по-

рядковый номер модели.

54

Например, теодолит 4Т30П: 4 – порядковый номер модели; Т – теодолит оптический; 30 – средняя квадратическая погрешность измерения угла одним приемом; П – теодолит имеет трубу прямого изображения.

В таблице 1 приведены основные параметры теодолитов, выпускаемых в Российской Федерации.

Таблица 1 – Технические характеристики теодолитов

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 7

УСТРОЙСТВО ТЕОДОЛИТОВ ТЕХНИЧЕСКОЙ ТОЧНОСТИ

Цель работы: изучить название основных частей прибора, освоить их взаимодейст-

вие и научиться производить отсчеты по горизонтальному и вертикальному кругам.

Устройство теодолита 4Т30П

Теодолит 4Т30П – оптический штриховой теодолит с односторонней системой отсче-

та по лимбу. Он предназначен для измерения вертикальных и горизонтальных углов, изме-

рения расстояний с использованием нитяного дальномера зрительной трубы, а также ниве-

лирования горизонтальным лучом с помощью уровня при трубе. Используется при проло-

жении теодолитных и тахеометрических ходов, плановых и высотных съемках, при реког-

носцировочных и изыскательских работах.

Корпус зрительной трубы теодолита 4Т30П представляет единое целое с горизонталь-

ной осью, установленной в лагерах колонки 6 (рисунок 1).

Коллиматорные визиры 4,16 предназначены для грубой наводки на цель. При пользо-

вании визиром глаз должен быть па расстоянии 25...30 см от него. 55

Точное наведение зрительной трубы на предмет в горизонтальной плоскости осущест-

вляется наводящим винтом 14 после закрепления алидады винтом 9, в вертикальной плоско-

сти наводящим винтом 15 после закрепления винтом 2.

1 – кремальера; 2 – винт трубы закрепительный; 3 – окуляр микроскопа; 4,16 – визир; 5 – зеркало подсветки; 6 – колонка; 7 – подставка; 8 – рукоятка перевода лимба; 9 – винт алидады закрепительный; 10 – юстировочные винты цилиндрического уровня; 11 – кольцо окуляра диоптрийное; 12 – колпачок; 13 – уровень при алидаде; 14 – винт алидады наводящий; 15 – винт трубы наводящий; 17 – оптический центрир; 18 – закрепительный винт лимба.

Рисунок 1 – Теодолит

Горизонтальный и вертикальный круги разделены через 1°. Горизонтальный круг имеет круговую оцифровку от 0 до 359°, а вертикальный – секторную от 0 до – 75° и от – 0 до – 75°.

Изображения штрихов и цифр обоих кругов передаются в поле зрения микроскопа, оку-

ляр 3 которого устанавливают по глазу до появления четкого изображения шкал вращением ди-

оптрийного кольца. Отсчет по кругам производят по соответствующим шкалам микроскопа.

Поворотом и наклоном зеркала 5 достигают оптимального освещения поля зрения.

Перестановку участков горизонтального круга между приемами проводят рукояткой

8 после нажатия на нее вдоль оси вращения.

В комплект теодолита входят: уровень, ориентир-буссоль и окулярные насадки. Уро-

вень, входящий в комплект, устанавливают на зрительную трубу теодолита вместо коллима-

торного визира 4 для установки визирной оси зрительной трубы горизонтально при выпол-

нении нивелирования.

Окулярные насадки применяются для удобства наблюдения предметов,

расположенных под углами более 45° к горизонту. Насадки надевают на окуляры зрительной

56

трубы и отсчетного микроскопа (рисунок 2). Окулярная насадка представляет собой призму,

изменяющую напавление визирной оси на 80°. Призма заключена в оправу, свободно вращающуюся в обойме. Насадка на зрительную трубу снабжена откидным светофильтром для визирования на Солнце.

устанавливается на кронштейн, расположенный на боковой крышке теодолита. Положение магнитной стрелки наблюдают в зеркале, которому придают нужный наклон. Магнитную

стрелку в нерабочем состоянии арретируют вращением винта, расположенного в нижней

части корпуса буссоли. Северный конец стреки окрашен в синий цвет. Для уравновешивания стрелки на южном конце установлен передвижной грузик.

Для хранения и переноски прибора в процессе эксплуатации теодолит и принадлежности укладывают в футляр в соответствующие гнезда (рисунок 4). При упаковке наводящие винты устанавливают в среднее положение, зрительную трубу – в горизонтальное;

закрепляют все вращающиеся части, завинчивают до ограничения подъемные винты, окуляры

зрительной трубы и отсчетного устройства.

4

5

57

Дополнительно теодолит комплектуется геодезическим штативом ШР-140,

встроенным оптическим центриром и фонарем для подсветки шкалы микроскопа.

Штатив (рисунок 5) и оптический центрир служат для установки теодолита над точкой, закрепленной на местности – вершиной измеряемого угла. Раздвижные ножки штатива шарнирно соединены с головкой, на которую становым винтов крепится теодолит.

На одной из ножек имеется пенал для нитяного отвеса и гаечного ключа. Оптический центрир встроен в подставку теодолита.

Снятие отсчетов с лимбов

В верхней части поля зрения отсчетного микроскопа (рисунок 5.6), обозначенной бук-

вой В или V (для шкалы микроскопа с ценой деления 1'), видны штрихи лимба вертикального круга; в нижней части, обозначенной буквой Г или Н (для шкалы микроскопа с ценой деле-

ния 1'), – штрихи лимба горизонтального круга.

Рисунок 6 – Поле зрения отсчетного микроскопа:

а) для теодолитов с кругами, разделенными на 360° и с ценой деления шкал микроскопа 5'(4Т30П): отсчет по лимбу горизонтального круга 125° 05,5', отсчет по лимбу вертикального круга минус 0° 26'; б) для теодолитов с кругами, разделенными на 360° и с ценой деления шкал микроскопа 1' (3Т5КП): отсчет по лимбу горизонтального круга 215° 44', отсчет по лимбу вертикального круга 25° 26'.

Отсчет проводят по шкалам с округлением до 30", индексом для отсчитывания служит штрих лимба. Если шкала для вертикального круга имеет два ряда цифр, то по нижнему ряду цифр со знаками «–» берут отсчет в том случае, когда в пределах шкалы находится штрих лимба с тем же знаком, и записывают отсчет также со знаком «–» (-6, … -0, справа – налево).

58

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 8

ПОВЕРКИ И ЮСТИРОВКИ ТЕОДОЛИТОВ

Цель работы: закрепить знания, полученные на лекциях, приобрести навыки выпол-

нения поверок и юстировок теодолита.

Основные оси и плоскости теодолита

Несмотря на разнообразие типов теодолитов, все они создаются по одной геометриче-

ской схеме, основанной на принципе раздельного измерения горизонтальных и вертикаль-

ных углов.

Основные оси теодолита (рисунок 7):

Основная ось (ось вращения, вертикальная ось) теодолита I – I – линия, перпендику-

лярная к горизонтальному кругу и проходящая через его центр.

Визирная ось V – V – воображаемая прямая, соединяющая центр сетки нитей и опти-

ческий центр объектива.

Ось цилиндрического уровня горизонтального круга U – U – касательная к внутрен-

ней поверхности ампулы уровня в нуль-пункте (нуль-пункт уровня – наивысшая точка ампу-

лы, середина делений на ампуле).

Рисунок 7 – Схема основных осей теодолита

59

Горизонтальная ось (ось вращения трубы) Н – Н – линия, вокруг которой вращается зрительная труба в вертикальной плоскости.

Ось оптического центрира К' – К".

Плоскость лимба – плоскость, проходящая через внутренние концы делений лимба.

Коллимационная (визирная) плоскость – плоскость, образованная визирной осью при вращении зрительной трубы вокруг ее оси Н – Н.

Поверки и юстировки теодолита

Для получения с помощью теодолита неискаженных результатов измерений, все его механические и оптические системы должны быть качественно собраны и соответствующим образом ориентированы в пространстве друг относительно друга.

Для учета и выявления этих факторов вводят понятие инструментальные погрешно-

сти, т.е. отклонения в реальном инструменте или его частях от идеальной схемы. Такого ро-

да погрешности делят на две группы:

–вызванные неточностью изготовления или сборки прибора, или его частей;

–как результат неправильного взаимного расположения отдельных частей и осей ин-

струмента.

К первой группе относятся:

-погрешности нанесения штрихов лимба;

-недостаточное качество изготовления оптики;

-несовпадение центров лимба и алидады (эксцентриситет);

-отклонение точности отсчетных устройств от паспортных данных;

-плохая работа винтов и т.д.

Такие погрешности выявляются в процессе исследований прибора и, как правило, не могут быть устранены без заводской помощи. Для технической точности многие исследова-

ния не имеют смысла.

Вторая группа инструментальных погрешностей, связанная с неправильным взаим-

ным расположением оптических и механических систем прибора, выявляется специальными действиями, которые называют поверками прибора, а устраняются действиями, называемы-

ми юстировкой (регулировкой).

Очевидно, что для теодолита в первую очередь должны проверяться основные принципы:

– горизонтирование, визирование, центрирование, отсчетное устройство, что и будет говорить о согласованности действия систем прибора, и таким образом, о степени выполне-

ния им своих функциональных обязанностей.

60

Рассмотрим подробно процедуры выполнения основных поверок. На основании

Сборника инструкций по производству поверок геодезических приборов, их начинают с про-

верки технического состояния, которые включают:

1. Внешний осмотр: комплектность, отсутствие механических повреждений, чистота поля зрения оптических систем и угломерных кругов и т.д. Что возможно – необходимо ис-

править.

2. Проверка взаимодействия узлов: плавность вращения зрительной трубы, алидады,

алидады с лимбом, всех винтов, в том числе закрепительных и фокусировочных.

Основные поверки состоят из проверки выполнения условия (поверки) и если возможно,

исправления выявленных рассогласований (юстировки). Обычно поверки содержат 4 пункта:

1.Название поверки.

2.Геометрическое условие поверки.

3.Краткая процедура выполнения поверки.

4.Выводы, где обязательно отражается, что позволяет делать прибор при выполнении условия поверки. При необходимости юстировки – ее описание с числами.

Поверки по геометрическим условиям делят на:

-поверки установки прибора;

-визирования;

-поверки дополнительных средств.

Поверки установки содержат:

-поверку цилиндрического уровня;

-поверку равновеликости подставок.

Поверки визирования содержат:

-поверку сетки нитей;

-поверку коллимационной погрешности;

-поверку места нуля.

Из дополнительных устройств, при необходимости использования, поверяют или ис-

следуют нитяной отвес, уровень при зрительной трубе, нитяной дальномер и ориентир-

буссоль.

Поверка цилиндрического уровня при алидаде горизонтального круга

Название: Поверка цилиндрического уровня при алидаде горизонтального круга.

Геометрическое условие: Ось цилиндрического уровня при алидаде горизонтального круга должна быть перпендикулярна к вертикальной оси вращения прибора.

61