5. Угловые измерения

Угловые измерения (измерения горизонтальных и вертикальных углов) необходимы при создании ГГС, для выполнения топографических съемок местности и решении многих геодезических задач при строи­тельстве инженерных сооружений. Точность измерения углов характе­ризуется их средней квадратической погрешностью. Для знакомства с приборами, применяемыми.в угловых измерениях, целесообразно вначале изучить отдельные их части.

5.1. Части геодезических приборов

Прибор, служащий для измерения горизонтальных и вертикальных углов, называется теодолитом. Он состоит из следующих основных частей.

5.1.1. Цилиндрический уровень

Он предназначен для приведения осей теодолита в горизонталь­ное и вертикальное положения. Уровень представляет собой стеклян­ную трубку, верхняя часть которой изогнута по дуге окружности ра­диуса R (рис.5.1, а).

Трубка наполнена легкой жидкостью (спирт, эфир). Небольшое свободное пространство, заполненное парами этой жидкости, выглядит в виде пузырька. Поскольку пары всегда легче жидкости, то пузырек имеет свойство занимать всегда наивысшее положение в трубке. Точка в средней части ампулы называется нуль-пунктом. На наружной части ампулы нанесены деления. Если концы пузырька расположены симмет­рично относительно нуль-пункта, то говорят, что пузырек находится в нуль-пункте (рис.5.1, а, б).

Определение. Осью цилиндрического уровня UU₁ назы­вается касательная к дуге ампулы в точке нуль-пункта.

Можно доказать, что если пузырек находится в нуль-пункте, то ось уровня UU₁ занимает горизонтальное положение (рис.5.1, а). И нао­борот, если пузырек не в нуль-пункте, то ось уровня наклонна к гори­зонту (рис.5.1, в). Таким образом, для приведения оси уровня UU₁ в го­ризонтальное положение необходимо привести пузырек уровня в нуль-пункт. В дальнейшем при работе с теодолитом выполнение этой опера­ции будет требоваться постоянно. Точность уровня тем выше, чем больше радиус R. Изготавливают различной точности уровни с ценой деления от 10" до 2' .

5.1.2. Зрительная труба

Она предназначена для увеличения разрешающей способности гла­за и точного наведения теодолита на точки местности. В простейшем случае зрительная труба имеет две линзы: объектив и окуляр (рис.5.2, а).

В современных геодезических инструментах применяются зрительные трубы с внутренней фокусировкой. Между объективом и окуля­ром ставится двояковогнутая линза, перемещающаяся внутри трубы с помощью кремальеры. Изменение положения этой линзы меняет положе­ние фокуса объектива, поэтому она называется фокусирующей линзой.

В окулярной части трубы находится стеклянная пластинка с на­несенными взаимно-перпендикулярными штрихами 3 (рис.5.2, а, б) кото­рая называется сеткой нитей. Центральная точка К называется перекрес­тьем сетки нитей. Важнейшим понятием для зрительной трубы является ее визирная ось.

Определение. Визирной осью W W₁ называется прямая, проходящая через оптический центр объектива точку О и перекрестье сет­ки нитей К.

Навести трубу (теодолит) на точку местности - это значит сов­местить ее с визирной осью. При этом точка будет видна в перекрестье сетки нитей.