9980

51

1. Неперпендикулярность оси вращения трубы SS и основной оси ОО. Её влияние исключают путем измерения углов при КЛ и КП.

2. Коллимационная ошибка за счёт неперпендикулярности визирной оси VV и оси вращения трубы SS. Её влияние исключают путем измерения углов при КЛ и КП.

3. Ошибка визирования – её полностью исключить нельзя, она зависит от качества зрительной трубы.

4. Ошибка отсчитывания – её величина зависит от точности отсчётного приспособления.

Ошибки центрирования:

Эти ошибки возникают за счёт неточного центрирования теодолита в вершине А измеряемого угла и неправильной установки вешек в точках В и С.

Если теодолит установлен в точке А' (вместо А), а вешки в точках В' и С' (вместо В и С), то при измерении горизонтального угла ВАС будет измерен неправильный угол В'А'С'. Для исключения этого необходимо, во-первых, тщательно центрировать теодолит в вершине А измеряемого горизонтального угла. Во-вторых, вешки В' и С' надо устанавливать строго по створу АВ и АС.

Для исключения влияния невертикальности вешек на точность измерения горизонтального угла следует наводить перекрестие сетки нитей на самую нижнюю видимую часть вехи.

11.ПРОСТЫЕ ТЕОДОЛИТЫ И ЭЛЕКТРОННЫЕ ТАХЕОМЕТРЫ

Упростых теодолитов (в отличие от повторительных теодолитов) нет закрепительного и наводящего винтов лимба.

52

3Т5КП

Г:127о05,3'

2Т2

Г:17о25'27"

3Т2КП

У теодолита 2Т5 закрепительные винты 2 трубы и 6 алидады соосны с наводящими винтами 3 и 5. Лимб наводящего винта не имеет. Для перестановки лимба необходимо нажать на рукоятку 4 и повернуть его на требуемый угол. Алидада вертикального круга снабжена уровнем 9, пузырёк которого приводится в нуль-пункт винтом 7 и наблюдается через поворотную призму 10 .

Теодолит 2Т5 снабжён шкаловым микроскопом. В поле зрения микроскопа 1 видны изображения градусных делений вертикального В и горизонтального Г кругов и две неподвижные шкалы, длины которых равны расстоянию между соседними градусными делениями В и Г лимбов. Шкалы разделены на 60 частей с ценой деления 1'. Каждый десятый штрих обозначен от 0 до 6. Подсветка отсчётной системы осуществляется зеркалом 8, а её фокусировка – вращением окулярной трубочки микроскопа 1. При отсчёте число градусов определяется по штриху лимба, расположенного в пределах шкалы, а число минут

– непосредственно по шкале. На глаз можно оценить десятую долю наимень-

53

шего деления шкалы, поэтому отсчёт по ней производится с точностью 0,1'(на рисунке отсчёт по Г кругу 127 05,3').

Шкала теодолита 2Т5 для отсчитывания по вертикальному кругу имеет две оцифровки. Верхняя оцифровка служит для отсчитывания, когда в её пределах находится штрих без знака, а нижняя – когда в пределах шкалы располагается штрих со знаком минус (на нашем рисунке отсчет по вертикальному кругу – 0 34,5').

Теодолит 2Т5К является модификацией теодолита 2Т5. Он снабжён оптическим компенсатором при вертикальном круге вместо уровня 9. Теодолит 3Т5КП – третья модификация теодолита Т5, имеющая зрительную трубу прямого изображения.

У теодолита 2Т2 закрепительные винты 3 и 5 трубы и алидады соосны с их наводящими винтами 4 и 6. Перестановка Г лимба осуществляется путём одновременного нажатия на специальную рукоятку и её вращения (на рисунке она не видна). Пузырёк уровня при алидаде вертикального круга приводится в нуль-пункт винтом 7 и наблюдается через поворотную призму 9. Ручка 10 служит для переноски теодолита и для установки на ней визирной вешки.

Теодолит 2Т2 снабжён оптическим микрометром, подсветка которого осуществляется зеркалом 8, а фокусировка – вращением окулярной трубочки микроскопа 1. Оптическая система теодолита передаёт изображения диаметрально противоположных штрихов Г и В кругов в поле зрения отсчётного микроскопа, в котором устроены три окна.

В верхнем окне видны цифры (у нас 17), обозначающие число градусов, и шкала (543210) десятков минут. В центральном окне наблюдаются диаметрально противоположные штрихи горизонтального круга (двойные) или вертикального круга (одинарные). В общем случае изображения верхних и нижних штрихов не совпадают. В боковом окне видны деления оптического микрометра, где цифры слева обозначают минуты, а справа – секунды. Цена наименьшего деления 1", точность отсчитывания составляет десятые доли секунды.

Введение в поле зрения отсчётного микроскопа изображений Г или В круга производится поворотом переключателя, расположенного рядом с рукояткой 2 (на рисунке он не виден). Каждый градус Г и В кругов подписан и разделен на три части, следовательно цена деления лимбов 20'.

Отсчёт производится после совмещения в центральном окне изображений верхних и нижних штрихов лимба вращением рукоятки 2 микрометра. Затем в верхнем окне отсчитывают число градусов (у нас 17 ) и точно по ним отсчитывают десятки минут (20'). В боковом окне отсчитывают по штриху слева минуты (5'), а справа – секунды (27"). Полный отсчёт равен 17 25'27".

Теодолит 3Т2КП – третья модификация теодолита Т2, имеющая зрительную трубу прямого изображения и оптическим компенсатор вместо уровня при алидаде вертикального круга.

54

Характерной чертой 50–70-х годов нашего столетия явилось широкое внедрение в геодезическое приборостроение достижений физики, оптики, механики, электротехники и др. Появилась тенденция соединения теодолита со светодальномером и микро-ЭВМ. В результате такого синтеза были созданы

электронные тахеометры, которые позволяют автоматизировать процесс угловых и линейных измерений и совместную обработку результатов этих измерений.

С помощью электронного тахеометра можно определять горизонтальные углы, зенитные расстояния, наклонные дальности, горизонтальные проложения, превышения или высоты визируемых точек, приращения координат или координаты точек визирования и др.

h. Приведенный здесь электронный тахеометр SET 530R/R3 позволяет измерять углы с точностью 5'', дальность измерения расстояний: на одну призму 5000 м с точностью ±(2+2х10-6хD) мм, без отражателя – 350 м с точностью

±(3+2х10-6хD) мм.

На современном этапе особое место отводится тахеометрам с устройством автоматического наведения на точки визирования с помощью лазерного пучка и с измерением расстояний без применения специальных оптических отражателей (пассивное отражение).

55

12. ЛИНЕЙНЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ

Задача линейных измерений заключается в определении горизонтальных проложений линий местности.

Способы линейных измерений подразделяются на непосредственные и косвенные. Непосредственный способ осуществляется с помощью механических мерных приборов. Косвенный – с помощью физико-оптических дальномеров или соответствующих линейно-угловых построений. Для контроля линии измеряют дважды – в прямом и обратном направлениях.

12.1. НЕПОСРЕДСТВЕННЫЙ СПОСОБ ЛИНЕЙНЫХ ИЗМЕРЕНИЙ

В настоящее время этот способ осуществляется с помощью различных рулеток и дорожных колёс. В геодезических работах широко используются тесёмочные, металлические (плоские, желобчатые) и фиберглассовые рулетки длиной 5, 10, 20, 30, 50, 100 м с открытым или закрытым корпусом.

57

Поправка за наклон l всегда отрицательна. При угле наклона местности меньше 2 поправка за наклон мала и её можно не учитывать. Если вместо угла наклона известно превышение h между концами измеряемого отрезка, то по-

и так далее для каждого наклонного отрезка.

Поправка за температуру

lt = ( t – tk )L ,

где = 0,0000125 – коэффициент теплового линейного расширения стали; t – температура, при которой производятся измерения; tk – температура, при которой производилось компарирование мерного прибора (tk 20 ). Знак поправки lt определяется знаком разности ( t – tk ), причем поправку учитывают, если разность эта больше 8 .

Поправка за компарирование

Компарирование – это сравнение длины мерного прибора с длиной эталона. Расхождение l равно (lф – l0) , где lф – фактическая длина мерного прибора, определяется на компараторе; l0 – номинальная длина, которая должна быть.

58

Суммарная поправка за компарирование равна lК = n l , где n - число откладываний мерного прибора на линии АВ. Знак поправки соответствует знаку разности (lф – l0).

Точность измерения расстояний стальной рулеткой зависит от следующих ошибок: компарирования; отклонения рулетки от створа; искривления рулетки в горизонтальной и вертикальной плоскостях; пренебрежения поправками за наклон (все это систематические ошибки); непостоянства натяжения рулетки в 10 кг; неточного учёта поправок за наклон и температуру (случайные ошибки).

Относительная ошибка измерений стальной рулеткой составляет 1/3000 в благоприятных условиях (асфальт, дорога, ровная местность) и 1/1000 в неблагоприятных условиях (пересеченная местность, болото, кустарник). В среднем она равна 1/2000.

12.2. КОСВЕННЫЙ СПОСОБ ЛИНЕЙНЫХ ИЗМЕРЕНИЙ

Применяемые приборы – светодальномеры, радиодальномеры, опти-

ческие дальномеры. Принцип измерения расстояний свето– или радиодальномерами основан на временном (импульсном), фазовом или частотном методах.

Принцип измерения расстояний оптиче- скими дальномерами основан на оптикомеханическом решении параллактического треугольника. Так, если в точку В измеряемой линии поместить базис известной длины b, а в точке А измерить угол на концы этого базиса, то можно вычислить высоту треугольника d, которая и является искомым расстоянием АВ:

d b2 ctg 2 .

Существуют оптические дальномеры с постоянным базисом b и переменным параллактическим углом и дальномеры с постоянным углом и переменным базисом b. К последним относится нитяный дальномер в зрительных трубах геодезических приборов, а в качестве базиса используется нивелирная рейка. В таком дальномере постоянный параллактический угол формируют две дальномерные нити сетки – верхняя в и нижняя н.

59

Теория нитяного дальномера вытекает из подобия заштрихованных треугольников, откуда следует Е/f = n/вн, поэтому Е = fn/вн, но поскольку рассто-

яние между дальномерными нитями вн и фокусное расстояние объектива f есть величины постоянные, то их отношение f/вн = К – также постоянная величина, которая называется коэффициентом дальномера. Значения f и вн подбираются такими, чтобы коэффициент дальномера был равен 100. Тогда расстоя-

ние АВ будет равно: L = E + f + = Kn + (f + ) = Kn + C ,

где С – постоянная поправка дальномера. Промышленность выпускает трубы геодезических приборов с внутренней фокусировкой, у которых С = 3–5 см и такую поправку, как правило, не учитывают.

Процесс измерения расстояний нитяным дальномером заключается в следующем. Прибор (теодолит, нивелир) устанавливают в точке А, а в точке В – вертикально нивелирную рейку. Визируют на рейку и определяют количество сантиметровых делений между верхней и нижней дальномерными нитями, которое при К=100 будет соответствовать количеству метров между точками А и В. Поэтому перед производством измерений необходимо убедиться в том, что

коэффициент дальномера К = 100.

Для этого закрепляют на ровном участке прямую линию длиной 120–150 м, забивая колышки через 20–30 м. Рулеткой измеряют расстояния от каждого колышка до начального, то есть L1, L2 ,..., Lm. Установив теодолит в точке О, определяют n1, n2 ,…, nm – количество сантиметровых делений между дальномерными нитями по рейке,