Инженерная геодезия 5 страница

а'

γ

а"

Рис. 34. Третья поверка теодолита

7.5. Способы измерения горизонтальных углов.

В геодезии используется три способа измерения горизонтальных углов: способ приемов, способ круговых приемов и способ повторений. В любом случае перед измерением угла теодолит устанавливают в вершине измеряемого угла и приводят в рабочее положение.

Способ приемов (полуприемов, рис. 35) заключается в том, что

1). Теодолит устанавливают в вершине измеряемого угла и приводят в рабочее положении (центрируют и горизонтируют при помощи подъемных винтов, см. рис. 31).

2). Закрепляют лимб и при открепленной алидаде визируют на первую точку (В), расположенную справа от наблюдателя и берут отсчет по лимбу горизонтального круга в_КП.

3). Открепляют алидаду, визируют на вторую точку (С) и берут по лимбу горизонтального круга второй отсчет с_КП.

4). Вышеуказанные действия составляют первый полуприем. Вычисляют угол

β_КП=в_КП – с_КП.

5). Смещают лимб горизонтального круга грубо на 2°÷5° поворотом его наводящего винта, переводят трубу через зенит и выполняют второй полуприем при другом положении вертикального круга, повторяя действия 2).и 3). Получают β_КЛ=в_КЛ – с_КЛ; если β_КЛ – β_КП ≤ 2t, то β=. Результаты измерений записывают в журнал специальной формы (см. лабораторную работу).

При визировании на точки работают закрепительными и наводящими винтами алидады и зрительной трубы. Лимб должен быть закреплен и неподвижен.

Лимб смещают после первого полуприема, чтобы измерения выполнялись на разных участках лимба и были независимы друг от друга.

С

0 с_КП С КЛ с_КЛ

КП

в_КП

в_КЛ

А

В В

0

веха

теодолит В

штатив веха

β

А

отвес С

Рис. 35. Схема измерения горизонтального угла

7.6. Теория вертикального круга. Измерение вертикальных углов

Вертикальный круг, служащий для измерения вертикальных углов, как и горизонтальный круг состоит из лимба и алидады (рис. 36). Его принципиальным отличием является то, что алидада с отсчетным устройством (индексом, штрихом, шкалой, биссектором) связана с подставкой зрительной трубы и при измерении углов наклона неподвижна. Лимб же жестко связан с осью вращения зрительной трубы и вращается вместе с ней. Линия, соединяющая нули алидады должна быть вертикальна в оптических теодолитах. Для придания ей такого положения в теодолитах имеется цилиндрический уровень при алидаде вертикального круга или автоматический индекс и наводящий винт. В современных теодолитах используются компенсаторы, автоматически приводящие линию нулей алидады вертикального круга в требуемое положение. Лимб вертикального круга в большинстве случаев имеет секторную оцифровку – два сектора положительных и два отрицательных. При этом линия нулей лимба вертикального круга должна быть параллельна линии визирования зрительной трубы. За основное положение лимба вертикального круга может быть принят либо круг право, либо круг лево (теодолит 2Т30).

Расчетные формулы по определению места нуля и вертикальных углов приводятся в паспортах приборов и зависят от типа оцифровки и основного положения вертикального круга – «круг лево» (КЛ) или «круг право» (КП).

Если принять за основное положение круг лево, предположить, что линия нулей алидады горизонтальна при положении пузырька уровня на середине, а линия нулей лимба параллельна оси визирования зрительной трубы, то угол наклона всегда будет равен отсчету по вертикальному кругу при круге лево. Отсчет же по вертикальному кругу при горизонтальном положении трубы будет равен нулю. Если линия нулей алидады наклонена к горизонту, то есть место нулей (нуля) изменено, то в угол наклона необходимо ввести поправку за счет места нуля – МО (рис. 37).

лимб вертикального круга (КЛ)

алидада ВК

линия нулей алидады

Рис. 36. Устройство вертикального круга

КЛ=ν

0 0 +5

0' ν КЛ

ν ν гориз.

0' 0' линия

+10 МО

+5

0 0 0'

-5 -5

-20 -10 -15

+20 +5

0

0' -5 ν КП

-10

горизонтальная линия

-10

-5 МО

0 0'

+5

+20

Рис. 37. Определение МО

Из рисунка 37 видно: ν = ; ν =; ν = ; МО = .

0'0' – линия нулей алидады; ν – угол наклона (вертикальный угол); КЛ, КП – отсчеты по вертикальному кругу при положении зрительной трубы слева и справа.

Место нуля в теодолите должно быть близким или равным нулю. Если это не так, то место нуля исправляют – приводят к 0°. Сначала определяют значение МО. Визируют на удаленную высокорасположенную точку при двух положениях вертикального круга, берут отсчет по лимбу вертикального круга. Затем вычисляют место нуля, угол наклона. Если значение МО не близко к 0°, на лимбе вертикального круга при помощи наводящего винта зрительной трубы устанавливают значение угла наклона. При этом перекрестие сетки нитей сместится с точки наведения. Возвращают его назад при помощи пары вертикальных исправительных винтов сетки нитей (исправление для теодолитов технической точности).

После исправления повторяют измерение МО. Значение МО должно быть постоянно для данного прибора.

7.6.1. Порядок измерения угла наклона

Предположим, нужно измерить угол наклона линии 1 – 2. Для этого устанавливают теодолит в точке 1, приводят в рабочее положение, измеряют высоту инструмента (рис. 38). Отмечают значение высоты инструмента на вехе или рейке, которую устанавливают в точке 2. Наводят перекрестие сетки нитей на отмеченное место, то есть визируют на высоту инструмента при двух положениях вертикального круга КЛ и КП, берут отсчеты по лимбу вертикального круга. Далее вычисляют МО и угол наклона по приведенным выше формулам.

i

2

ν

горизонтальная

плоскость

i

1 ν

Рис. 38. Измерение угла наклона

7.7. Точность измерения углов

На точность измерения горизонтальных углов влияют как возможные ошибки прибора (ошибки отсчетного устройства, градуировки лимбов, фокусировки трубы, расположения отдельных частей прибора), так и условия производства работ (квалификация исполнителя, погодно – климатические условия, растительность, рельеф и т.д.).

Точность измерения угла способом приемов определяется как

m_β=, где t – точность взятия отсчета.

Кроме того, точность измерения горизонтальных углов зависит от точного центрирования прибора, и правильной расстановки визирных целей (см. рис. 39).

веха

правильно ошибочно

теодолит

β′

β

β

β′

Рис. 39. Ошибки при измерении горизонтальных углов из-за неточного

центрирования теодолита и неправильной установки визирных целей

Точность измерения вертикальных углов в основном зависит от точности установки прибора, ошибки взятия отсчета и рефракции атмосферы. Для технических теодолитов точность измерения вертикальных углов в 1,5 раза ниже точности измерения горизонтальных углов.

8. Линейные измерения

8.1. Способы измерения расстояний

Линейные измерения в геодезии разделяют на непосредственные и косвенные. Цель любых линейных измерений – получение горизонтальных проложений линий местности.

Механические Геометрические Физические даль-

1 дальномеры 2 номеры 3

точность

до 1:100000 до 1:5000 до 1:1000000

Принцип действия:

укладка мерного при- свойство электромаг- волновая природа

бора нитных волн распрост- эл.-магн. волн –

раняться прямолинейно световых и радио-

волн

∆

Б ε

λ/2 λ/2 λ/2 ∆φ

∆φ=F(λ/2, D)

Рис. 40. Классификация приборов для линейных измерений

При непосредственном способе длину линии местности измеряют при помощи механических мерных приборов: мерных лент, рулеток: металлических и тесьмяных (длина 1, 3, 10, 20 м), инварных проволок (длина 24, 48 м), длиномеров АД-1 (500м) и АД-2 (1000м), инварными жезлами с концевыми марками для короткобазисного метода измерений (длина 2м).

Таблица 1 – Нормативные относительные погрешности измерений механическими мерными приборами[1]

Обозна-чение типо- разме-ров	Наименование	Длина, м	Ширина Толщина, мм	Нормативная сред. квадратическая относительная погрешность измерения	Преимущественное назначение
ЛЗ	Лента землемерная	20, 24, 50	10÷15 0,4÷0,5	1:1500	Топ.-геод. съемки и разбивочные работы в строительстве.
ЛТ	Трос землемерный	50, 100		1:1000	То же+ геодезич. обеспеч. геологических работ.
ЛЗШ	Лента землемерная шкаловая	20, 24, 50	10÷15 0,4÷0,5	1:2000	Инж.-геодезич. съемочные и разбивочные работы на дневной поверхности и под землей.
РК	Рулетка на крестовине	50; 75; 100	10÷12 0,20÷0,25	1:2000	То же и в строительстве
РС	Рулетка стальная простая	2; 5; 10; 20; 30; 50	10÷12 0,16÷0,22	1:2000 1:5000	Разбивочные работы средней точности.

Ленты типа ЛЗ (штриховые). В комплект входят: сама лента, металлическая кольцевая оправа и комплект из 6 или 11 шпилек. Лента на концах вблизи ручек имеет косые вырезы для шпилек и нарезанные штрихи. За общую длину ленты принимают расстояние между этими штрихами. Каждый метр на ленте отмечен металлической оцифрованной пластиной, полуметры обозначены металлическими заклепками, а дециметры – сквозными круглыми отверстиями, расположенными по оси ленты. Сантиметры считывают «на глаз».

При перевозке и хранении ленту наматывают на металлическую кольцевую оправу и закрепляют винтами.

Ленты типа ЛЗШ (шкаловые) – имеют на концах сантиметровые и миллиметровые шкалы длиной 10-15 см, благодаря этому повышается точность измерений длин линий. Точность отсчитывания 0,2÷0,5мм, отсчеты по задней и передней шкалам берутся одновременно. Натяжение ленты производится динамометром. Остаток длины линии ≤10см измеряют с помощью рулетки. Длину линии вычисляют по формуле:

Д=где

ℓ - длина ленты, n – количество уложений ленты, П и З соответственно отсчеты по задней и передней шкалам ленты, r – остаток (домер).

Если при измерении длины линии ленту не укладывать на землю, а подвешивать, точность измерений увеличивается в 2-2,5 раза по сравнению с точностью, указанной в таблице.

Трос землемерный ЛТ – стальной 7-ми жильный канатик в пластмассовой изоляции. Трос разделен на метры кольцевыми металлическими поясками. Отсчеты берут с точностью 0,1м.

Рулетка типа РК – первый дециметр разбит через 1мм, остальная часть через 1см.

Рулетка типа РС – по всей длине имеет деления через 1мм, используется для измерения расстояний, не превышающих ее длины.

Длиномер – мерный диск со счетным механизмом и направляющими роликами.

8.2. Измерение длин линий землемерной лентой

Измерение длины линии АВ осуществляют два исполнителя следующим образом. Задний исполнитель берет одну шпильку из комплекта, остальные шпильки берет передний мерщик.

Закрепив шпилькой задний конец ленты в начальной точке А, задний исполнитель ориентирует переднего таким образом, чтобы лента легла строго в створе измеряемой линии. Передний исполнитель, слегка встряхнув ленту, натягивает ее и закрепляет передний конец ленты шпилькой в точке 1. После этого задний исполнитель вынимает шпильку, а передний оставляет свою в земле, и оба перемещаются вперед на длину ленты. Затем задний исполнитель закрепляет конец ленты за шпильку, оставленную передним исполнителем, и ориентирует его по створу измеряемой линии. Передний исполнитель, встряхнув и натянув ленту, закрепляет шпилькой ее передний конец в точке 2, и процесс измерения повторяется. Таким образом, число шпилек в руке заднего исполнителя соответствует количеству отложенных лент.

После того, как в руке переднего исполнителя не остается ни одной шпильки, задний исполнитель, вынув последнюю шпильку из земли и оставив ленту на месте, передает ему шпильки. Каждая такая передача фиксируется производителем работ. Число передач шпилек задним исполнителем переднему соответствует количеству отложенных 100- или 200-метровых отрезков от начала измеряемой прямой (см. рис.41).

Поскольку расстояние между измеряемыми точками, как правило, не кратно числу уложенных лент, то всегда остается отрезок от последней шпильки до конечной точки измеряемой линии. Этот отрезок называют остатком (домером). Его измеряют по метровым и дециметровым меткам ленты.

Дата добавления: 2014-01-11