Загальні теоретичні положення

Рис.1.1 – Схема вимірювання кутів на місцевості

Нехай на місцевості маємо три точки А, О і В, які знаходяться на різних абсолютних висотах. Вершина кута АОВ знаходиться в точці О. Для визначення планового положення точок вимірюють горизонтальний кут. Під ним розуміють кут між горизонтальними проекціями О¢а¢ і О¢в¢ на площині Н відповідно сторін ОА і ОВ. Горизонтальні кути можуть приймати значення від 0° до 360°.

Для визначення перевищень між точками вимірюють вертикальні кути (кути нахилу).

Під вертикальним кутом розуміють кут між стороною і її проекцією на горизонтальну площину (рис.16, кути В¢ОВ і А¢ОА). Вертикальні кути завжди відраховують від проекції до сторони. Якщо сторона вище проекції, то кут рахують додатнім ( =+ n_А), а якщо нижче, то від’ємним ( =- n_В). Вертикальні кути можуть приймати значення від +90° до -90°.

Для вимірювання горизонтального кута на його вершині розміщують горизонтальний круг з поділками. Центр кругу розміщують в горизонтальній площині і в прямовисній лінії, яка проходить через вершину кута. Тоді кут b між напрямками на точки А і В, які співпадають у вертикальних площинах Q i R, відповідно, з напрямками Оа і Ов на горизонтальному крузі обчислюють за формулою

. (1.1)

Такий принцип вимірювання кутів на місцевості реалізований у приладі, який називають теодолітом.

Залежно від точності вимірювання кутів, умов використання та інших характеристик теодоліти бувають різних конструкцій. Але, в основному, кожний прилад відповідає основній схемі (рис.36).

Будова теодоліта:

Теодоліт складається з скляного круга, який називають лімбом 1. Лімб розмічений поділками від 0° до 360° за ходом годинникової стрілки. Центр лімба встановлюють за лінією виска, яка проходить через вершину O (рис.1.1) кута. При вимірюванні кута лімб є нерухомим і горизонтальним.

 

Рис. 1.2 – Схема будови теодоліта

Над лімбом розміщена верхня частина, яка обертається навколо вертикальної осі теодоліта і складається з алідади 2 та зорової труби 3. При обертанні зорової труби навколо горизонтальної осі НН₁ утворюються вертикальні площини, які називають колімаційними. Горизонтальна вісь НН₁ встановлена на колонках 4. Вісь ZZ₁ називають вертикальною віссю обертання приладу.

На алідаді є індекс, що дозволяє фіксувати її положення на шкалі лімба. Для підвищення точності відліку застосовують спеціальний пристрій.

Вісь обертання теодоліта встановлюють у вертикальне положення за допомогою циліндричного рівня 5 при допомозі піднімальних гвинтів 7. При цьому площина лімба буде горизонтальною.

Зорова труба може обертатися навколо осі НН₁ від 0° до 360°. На одному з кінців осі обертання труби закріплений вертикальний круг 6, який обертається з нею.

Вертикальний круг може розміщуватись від зорової труби зліва (КЛ) або праворуч (КП).

В комплект теодоліта входять бусоль, висок, штатив. Бусоль служить для вимірювання магнітних азимутів та румбів. Висок служить для центрування приладу. Штатив являє собою триногу з металевою головкою, до якої закріплюється теодоліт за допомогою станового гвинта 8.

Частини теодоліта, що обертаються, мають закріпні гвинти для фіксації їх в нерухомому стані і навідні для плавного руху.

За точністю вимірювання кутів теодоліти розподіляються на високоточні, точні та технічні. Ми будемо розглядати тільки технічні теодоліти і зупинимось на відліку за штриховими та шкаловими мікроскопами. Принцип відліку нескладний. Розглянемо його для двох конструкцій теодолітів: Т30 і 2Т30.

Для Т30 поле зору відлікового пристрою або штрихового мікроскопа показано на рис.1.3.

Горизонтальний - 70°05¢

Вертикальний - 358°50¢

 

 

Рис.1.3 – Поле зору теодоліта Т30

Для теодоліта 2Т30 застосовано шкаловий мікроскоп. На рис.38 зображено поле зору мікроскопа при крузі справа (а) і крузі зліва (б).

Відліки за шкалами знімають з точністю до 0,1 поділки, що становить 0,5¢.

а б

 

Рис.1.4 – Поле зору теодоліта 2Т30

а) горизонтальний - 125°13,5¢; б) горизонтальний - 305°13,5¢;

вертикальний - –3°22,0¢;  вертикальний - +3°22,0¢.

Слід зауважити, що відліки з вертикального круга знімають так само, як і з горизонтального. В залежності від знаку кута нахилу необхідно використовувати різні шкали, які мають відповідне оцифрування. Наприклад, на рис.38, а відлік за вертикальним кругом (КП) буде: – 3° 22,0¢; а на (1.4,б) при КЛ: +3° 22,0¢.

Для встановлення теодоліта в робоче положення необхідно: закріпити його на штативі; встановити над точкою, з якої необхідно виміряти кут; виконати центрування; привести вісь обертання теодоліта у вертикальне положення; встановити чітке зображення візирної сітки зорової труби; навести на предмет і добитися чіткого його зображення.

Теодоліт встановлюють над вершиною кута так, щоб головка штатива була наближено горизонтальна, а висок знаходився над кілочком, який позначує вершину кута. Ніжки штатива встановлюють в грунт, натиснувши ногою на металеві наконечники. Переконавшись у стійкості приладу, необхідно ослабити становий гвинт і виконати більш точне центрування, переміщуючи тедоліт на головці штатива. Далі піднімальними гвинтами прилад приводять в горизонтальне положення. Спочатку встановлюють рівень горизонтального круга вздовж двох піднімальних гвинтів і приводять його бульбашку на середину. Потім, повернувши алідаду на 90° вздовж третього гвинта, також приводять бульбашку в нуль-пункт. Центрування приладу та приведення його у вертикальне положення перевіряють ще раз. За допомогою окулярної трубочки приводять чітке зображення сітки ниток і наводять на предмет, добиваючись його чіткого зображення за допомогою гвинта кремальєри. Після виконання таких дій прилад готовий до роботи.

 

Програма роботи

1. Вивчити будову теодоліта.

2. Навчитись знімати відліки з горизонтального та вертикального кругів.

3. Набути навичок приведення теодоліта в робоче положення.