Измерение горизонтального угла способом приёмов

Измерение вертикального угла

Производство работ тахеометром Trimble M3 DR 2. Измерение вертикальных углов, расстояний. Измерения вертикальных углов по нескольким направлениям. Запись результатов наблюдений в журнал, вычисление вертикальных углов, контроль измерений и вычислений. Измерения расстояний лазерным дальномером.

3.1. Измерение горизонтального угла.

Индивидуально каждый студент должен провести измерение и вычисление горизонтального угла в пределах допустимой погрешности и результаты занести в журнал полевых измерений горизонтальных углов (табл. 1).

Таблица 1

№ приёма	Точка стояния	КЛ КП	Точка визиро- вания	Отсчёт по горизон тальному кругу	Значение угла из полу-приёма	Среднее значение угла из полу-приёма	Окончательное значение угла из полу-приёма
I	А	КЛ
КП
КЛ
КП
КЛ
КП
КЛ
КП
КЛ
КП
II	В	КЛ
КП
КЛ
КП
КЛ
КП
КЛ
КП
КЛ
КП

Индивидуально каждый студент должен провести измерение и вычисление вертикального угла в пределах допустимой погрешности и результаты занести в журнал полевых измерений вертикальных углов (табл. 2).

Таблица 2

Точка стояния	КЛ КП	Точка визиро- вания	Отсчёт по шкале вертикального круга	Значение места нуля МО	Значение вертикального угла
А	КЛ
КП
КЛ
КП
КЛ
КП
КЛ
КП
КЛ
КП
В	КЛ
КП
КЛ
КП
КЛ
КП
КЛ
КП
КЛ
КП

3.3. Определить «место нуля» (МО) и угол наклона ( ν ).

Место нуля МО и угол наклона ν определяют по формулам:

МО = (КП + КЛ) / 2; (19)

ν = (КЛ – КП) / 2; (20)

ν = КЛ – МО = МО – КП. (21)

Вертикальным углом ν или углом наклона является угол в вертикальной плоскости между наклонной линией визирования и её проекцией на горизонтальную плоскость. Контролем качества измерений вертикальных углов – является постоянство МО при наблюдениях на различные точки визирования. Для тахеометров допустимое значение колебаний места нуля составляет ~ ± 2′.

Методические указания

Оптический визир служит для предварительного наведения трубы на цель, точное наведение в вертикальной плоскости осуществляется наводящим винтом вертикального круга при зажатом закрепительном винте.

Вращение тахеометра и точное наведение зрительной трубы в горизонтальной плоскости осуществляется наводящим винтом горизонтального круга при зажатом закрепительном винте.

Для измерения горизонтального угла АОВ тахеометр устанавливают в вершине угла на точке О, с помощью отвеса центрируют его не грубее 2 мм и с помощью подъёмных винтов и уровня приводят в рабочее положение (рис. 24).

Измерения начнём при КЛ. Используя оптический визир, наводим зрительную трубу на точку 1 и закрепляем винт. Точное наведение перекрестия сетки нитей на цель (точка 1) производят с помощью наводящего винта. Наблюдают в микроскоп отсчетного устройства и, меняя положение зеркала подсветки, достигают наилучшей видимости шкал горизонтального и вертикального кругов. Берут отсчет по шкале горизонтального круга и записывают в графу 4 журнала полевых измерений горизонтальных углов (табл. 1).

Открепив алидаду винтом, закрепляющим горизонтальный круг, зрительную трубу наводим на точку В и, закрепив винт, точное наведение перекрестия сетки нитей на цель завершают наводящим винтом. Берут отсчёт, записывают в графу 5 (табл. 1).

Значение горизонтального угла АОВ (Р) получается из разности отсчётов на точку В и точку А:

˂АОВ = в - а, (22)

если отсчёт по лимбу горизонтального круга В будет меньше отсчёта А, то к нему прибавляют 360° (рис. 25).

Для измерения угла при круге право (КП) трубу переводят через зенит и повторяют вышеописанные действия в той же последовательности. Все наведения трубы на точки А и В при круге право производят, действуя закрепительным и наводящим винтами. Отсчёт при КП записывают в графу 5 (табл. 1) и вычисляют значения угла из полуприема - графа 6, среднее значение угла из приема - графа 7 и окончательное значение угла - графа 8.

Рис. 25. Схема измерения горизонтального угла

Сравнив измеренные углы при КЛ и КП, определяют их расхождение, которое не должно превышать двойной точности измерения угла данным тахеометром (табл. 3).

№ станции	Поло­жение круга	Точка на­блю­дения	Отсчёты по горизон- тальному кругу		Рср
I	КЛ	В	313°З1	64°45'	64° 44'30"
А	248°46'
КП	В	133°30'	64°44'
А	68°46'

Таблица 3

Вертикальный угол измеряют с помощью вертикального круга при

КЛ и КП. Действуя закрепительным винтом трубы и наводящим винтом, среднюю горизонтальную нить наводят на точку А сначала при одном круге (КЛ) и берут отсчёт по лимбу вертикального круга, затем, открепив алидаду горизонтального круга, переводят трубу через зенит. Среднюю нить наводят на точку А при КП и берут отсчёт. Отсчёты записывают в графу 4 табл. 2 измерения вертикальных углов.

При наведении трубы на цель, следят за положением пузырька цилиндрического уровня при алидаде горизонтального круга, который должен быть в нуль-пункте и при КЛ и при КП.

По значениям отсчётов двух кругов КЛ и КП вычисляют МО - место нуля вертикального круга и угол наклона линии по формулам (19), (20) и (21).

Колебания МО при измерении вертикальных углов не должны превышать значения погрешности измерения вертикального угла одним приёмом, равной ~ 2'.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4

ИЗУЧЕНИЕ НИВЕЛИРА И ВЫПОЛНЕНИЕ ЕГО ПОВЕРОК

Нивелир - это прибор, предназначенный для определения превышений между двумя точками на земной поверхности методом геометрического нивелирования с помощью горизонтального луча и реек.

Цель работы: изучить устройство глухого нивелира с цилиндрическим уровнем Н-3, освоить правила отсчитывания по нивелирной рейке и измерения расстояний нитяным дальномером.

Выполнить поверки и юстировки нивелира.

Порядок выполнения лабораторной работы.

Задание 1.

1.1. Начертить схему геометрических осей нивелира, показав обязательное взаиморасположение осей.

1.2. Перечислить названия геометрических осей вращения нивелира:

1.

2.

3.

4.

1.3. Написать каким геометрическим условиям должен
удовлетворять нивелир.

Геометрические условия нивелира:

1.

2.

3.

Задание 2.

2.1. Сделать копию рисунка 26 и обозначить цифрами на нём основные части и винты нивелира Н-3.

2.2. Записать названия частей и винтов нивелира Н-3 по порядку

Рис. 26. Нивелир Н-3

Задание 3.

3.1 Освоить правила отсчитывания по нивелирной рейке и измерения расстояний нитяным дальномером (рис. 27). Дать свое изображение поля зрительной трубы нивелира с изображением части нивелирной рейки, сетки нитей и пузырька цилиндрического уровня.

Вычислить расстояние от нивелира до рейки по формуле:

I = (C_H-Св) • k, (23)

где k — коэффициент дальномера, k = 100;

С_н — отсчёт по нижней нити креста сетки нитей;

С_в — отсчёт по верхней нити креста сетки нитей;

Рис. 27. Вид поля зрения нивелира Н-3

а — отсчет по средней нити.

Отсчеты по рейке: С_В = 1100 мм; С_Н = 1400 мм; а = 1250 мм,

I = (Сн - Св) • к = 30 м.

Задание 4.

4.1. Выполнить поверки круглого уровня, положения сетки нитей и главного условия нивелира. Ответить на вопрос - требуется ли юстировка нивелиру.

поверка круглого уровня................................................. ();

поверка положения сетки нитей.................................... ();

поверка главного условия нивелира............................. ().

В скобках указать, какое геометрическое условие проверяется.

4.2. Результаты проверки главного условия нивелира занести
табл.4. Выполнить вычисления превышения (hj_₂) и ошибки х в двойном
нивелировании по формулам (24) — (30):

с учётом ошибки, hi = h₂ (h₁.₂); (24)

hi = i₁ — ai, (25) h₁ = i₁ + х — a₁; (26)

h2 = a2 — i₂, (27) h2 = a2 — i2 — х; (28)

i₁ + х — a₁ = a₂ — i₂ — х; (29)

№	Высота	Отсчёты	Превышение	Ошибка,	Правильный
станции	прибора,	по	h,	х,	отсчёт
	мм	рейке a,	мм	мм	a'i,
		мм			мм
	ii =	a1 =
	ii =	ai =

4.3. Начертить схему двойного нивелирования, поясняющую величины ai, a2, ii, i2, х.

Таблица 4

_{x =} a^_i₁+± (30)

Правильный отсчёт при i2 вычисляется по формуле:

a'₂ = a₂ - х. (31) Исправление цилиндрического уровня производят, если х > 4 мм.

Методические указания

Нивелир Н-3 предназначен для геометрического нивелирования. В рабочем положении его визирная ось горизонтальна. По способу приведения визирной оси в горизонтальное положение он относится к нивелирам с цилиндрическим уровнем при зрительной трубе.

Главным требованием, предъявляемым к нивелиру Н-3, является параллельность оси цилиндрического уровня визирной оси трубы.

Перед началом работ необходимо убедиться, что инструмент пригоден для нивелирования. Проверка работоспособности отдельных частей прибора и правильности взаимного расположения его осей

производится с помощью поверок. В случае каких-либо отклонений, проводят работы по их исправлению, т.е. юстировку прибора.

Приведение нивелира в рабочее положение (установку оси вращения нивелира в отвесное положение) выполняют подъемными винтами по круглому уровню.

а) б) в)

Рис. 28. Поле зрения окуляра зрительной трубы нивелира Н-3: а, б - изображение концов пузырька уровня не совпадает; в - изображение концов пузырька уровня совпадает

Перед взятием отсчетов по рейке наблюдатель, глядя в окуляр зрительной трубы, следя за положением пузырька цилиндрического уровня и вращая элевационный винт, выводит пузырек в нуль-пункт, т.е. приводит в контакт изображение половинок противоположных концов пузырька уровня в поле зрения окуляра (рис. 28).

Поверки и юстировки нивелира Н - 3

1. Ось круглого уровня должна быть параллельна оси вращения нивелира (U₁ U₁ || ТТ).

Вращением подъемных винтов приводят пузырёк уровня на середину. Верхнюю часть нивелира поворачивают на 180°. Если пузырёк не сместился, то условие выполнено. В противном случае юстировочными винтами уровня перемещают его к нуль-пункту на половину дуги отклонения, затем подъёмными винтами переводят на середину. Поверку и юстировку повторяют (рис. 29).

2. Вертикальный штрих сетки должен быть параллелен оси вращения нивелира, а горизонтальный - перпендикулярен к этой оси (вв || ТТ, гг 1 ТТ).

Приводят ось вращения нивелира в отвесное положение. Наводят вертикальную нить сетки на шнур отвеса, расположенного на расстоянии 20 - 25 м от нивелира. Если вертикальный штрих сетки не совпадает со шнуром отвеса, условие не выполнено.

Рис. 29. Поверка круглого уровня нивелира

В таком случае снимают окулярную часть трубы и открывают оправу с сеткой, оправа привинчена тремя винтами. Отпускают верхний и нижний винты на целый оборот, а средний на четверть оборота. Затем поворачивают пластину в нужную сторону. Надевают окулярную часть трубы и проверяют положение вертикальной нити. После её установки закрепляют средний, а затем верхний и нижний винты оправы сетки, а также окулярную часть трубы (рис. 30).

Поверку можно выполнить и другим способом, при котором проверяется условие «горизонтальная нить сетки нитей должна быть перпендикулярна оси вращения инструмента».

Зрительная труба наводится на хорошо заметную точку и вращением наводящего винта зрительной трубы точка переводится в другую позицию.

Если точка отошла от горизонтальной нити, поверка считается невыполненной, и если это произошло в полевых условиях и необходимо закончить работу, то брать отсчёты по рейке рекомендуется по центру сетки нитей.

Рис. 30. Поверка сетки нитей

3. Ось цилиндрического уровня должна быть параллельна визирной оси (U₂U₂ || VV).

Иначе это поверка называется: поверка главного условия нивелира.

Это условие поверяют с помощью двойного нивелирования вперёд двух точек 1 и 2, закреплённых на расстоянии 30 - 40 м друг от друга на линии 1-2 (рис. 31).

Нивелир устанавливают над точкой 1, приведя его в рабочее положение, измеряют при помощи нивелирной рейки его высоту ii над точкой 1. Затем визируют на рейку, установленную над точкой 2 и, приведя элевационным винтом пузырёк уровня в нуль-пункт (совмещая концы пузырька в поле зрения трубы), берут отсчёт по рейке ai (равный истинному отсчёту a'_i плюс ошибка х за счёт непараллельности оси визирования нивелира и оси уровня).

Превышение (h₁.₂) между точками 1 и 2 вычисляют, как в случае «нивелирования вперёд» по формуле (25), с учетом ошибки (26), где х -погрешность отсчёта вследствие того, что между визирной осью и осью уровня существует угол «а», который на момент поверки неизвестен и его требуется определить.

Нивелир и рейка меняются местами, приводят прибор в рабочее положение, измеряют новую высоту прибора i2 и берут отсчёт по рейке а2 (который в сумме равен истинному отсчёту а₂' и ошибке х - за счёт непараллельности оси визирования нивелира и оси уровня):

а = а' + х; (31) а' = а — х. (32)

Превышение между точками 1 и 2 находят по формулам (27), (28) и далее, используя формулу (29), находят значение х по формуле (30).

х - погрешность, обусловленная наклоном визирной оси к горизонту

Рис. 31. Схема двойного нивелирования

Ошибка, вызываемая несоблюдением главного условия нивелира, не должна превышать по абсолютной величине 4 мм.

Теперь, зная х, можно определить истинный отсчёт

ai' — а1 — х;

а2' = а2 —х,

(33) (34)

когда визирная ось горизонтальна.

В случае несоблюдения главного условия у нивелира Н-3 производят юстировку. Исправления производят, если х > 4 мм.

При необходимости можно вычислить и угловую величину ошибки.

Величина угла а вычисляется по формуле:

а'' =

(х / S) • р'',

(35)

где S - горизонтальное расстояние между 1 и 2; р'' - число секунд в радиане;

а'' - угол между визирной осью и осью цилиндрического уровня, выраженный в секундах.

Угол а'' не должен превышать 20''.

Если вычисленное значение х не превышает 4 мм, то полагают условие практически выполненным.

В противном случае, не снимая прибор со второй станции, проводят его юстировку.

Для этого при помощи элевационного винта устанавливают горизонтальный штрих сетки нитей на отсчёт по рейке, равный

а' = а — х

При этом изображения концов пузырька уровня разойдутся. Немного ослабив шпилькой боковые юстировочные винты цилиндрического уровня, при помощи вертикальных юстировочных винтов (вращая их в противоположные стороны) добиваются совмещения изображения концов пузырька. Затем закрепляют боковые юстировочные винты.

Рис. 32. Электронный нивелир 33

Поверку для контроля повторяют.

РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ ДЛЯ ВЫНОСА ОСИ ТРАНШЕИ В НАТУРУ.

СХЕМА ПРИВЯЗОК ТОЧЕК К МЕСТУ

ШАХТА

Дата добавления: 2014-11-08