Принцип измерения горизонтальных и вертикальных углов. Теодолиты и их части. Отсчетные устройства.

Горизонтальный угол – это ортогональная проекция пространственного угла на горизонтальную плоскость. Горизонтальный угол BAC на местности измеряют так. На вершине измеряемого угла устанавливают теодолит. Головку штатива располагают примерно над знаком, а её верхнюю площадку приводят в горизонтальное положение. Наконечники ножек штатива вдавливают в грунт.Теодолит центруют над точкой А и по уровню на алидаде горизонт круга приводят с помощью подъемных винтов ось вращения теодолита в вертикальное положение. На точках В и С, фиксирующих направление, между которыми измеряется угол, устанавливают визирные цели: марки, веха, шпильки. Сетку нитей трубы устанавливают в соответствии со зрением наблюдателя. Для этого трубу наводят на светлый фон небо белую стену, и вращая окулярное кольцо в поле зрения трубы, добиваются четкого изображения сетки нитей. После наведения и попадания в поле зрения трубы визирной цели фиксируют направление, зажимая закрепительные винты алидады и трубы. Вращением фокусирующей кремальеры добиваются резкого изображения визирной цели.Наводящими винтами алидады и трубы совмещают центр сетки с изображением визирной цели. Существует несколько способов измерения углов. Наиболее постой способ совмещение нулей лимба и алидады или «от нуля» в этом случае нуль алидады совмещают с нулем лимба. Алидаду закрепляют, оставляя незакрепленным лимб. Трубу наводят на визирную цель и закрепляют лимб.После этого алидаду открепляют наводят трубу на другую визирную цель и закрепляют алидаду. Отсчет на лимбе даст значение измер угла. Как правило отсчеты по лимбу производят дважды.

 

Вертикальный круг служит для измерения вертикальных углов.

Вертикальный угол или угол наклона – это угол, заключенный между наклонной и горизонтальными линиями, вертикальный угол измеряют по вертикальному кругу аналогичным образом одним направлением служит фиксированная горизонт линия.Если наблюдаемая точка находится выше горизонта, вертикальный угол – положителен, если ниже то отрицателен. В вертикальной плоскости теодолитом измеряют углы наклона и зенитные расстояния. при измерении вертикальных углов исходным направлением является горизонтальное. Отсчеты ведутся по шкалам, нанесенным на вертикальный круг теодолита. для вычисления значений углов наклона определяют место нуля М0. Место нуля – это отсчет по вертикальному кругу, соответствующий горизонтальному положению визирной оси и положению уровня при алидаде вертикального круга в нульпункте, или горизонтальности отсчетного индекса у теодолитов с компенсатором при вертикальном круге.Место нуля определить так - устанавливают теодолит, приводят его в рабочее положение, находят хорошо видимую точку и наводят на неё трубу при круге лево. При наличии уровня при вертикальном круге приводят пузырек его в нуль пункт и берут отсчет по вертикальному кругу. Трубу переворачивают через зенит, теодолит на 180 град и при круге право наводят крест сетки нитей на ту же точку. Вновь приводят пузырек в нуль пункт. И берут второй отсчет по вертикальному кругу. При работе с теодолитом 3Т30 М0 вычисляют по формуле М0= (П+Л+180 ГРАД) /2. место нуля может иметь любое значение важно чтобы при измерении вертикальных углов оно оставалось постоянным. Для удобства вычислений желательно чтобы М0 было близким, а ещё лучше равным нулю. Измерение вертикальных углов основано на конструктивной особенности теодолита, лимб вертикального круга которого жестко скреплен на лимбе с трубой. С визирной осью трубы совпадают направления вертикального круга 0-180 или 90-270 град. Лимб, вращаясь вместе с трубой, подводит к отсчетным индексам различные отсчеты. Разность отсчетов между двумя направлениями, между направлением и горизонтальным отсчетным индексом даст значение вертикального угла от горизонтали до измеряемого направления.

Теодолиты и их части

Основным угломерным прибором на местности является теодолит - оптико-механический прибор, с помощью которого измеряют горизонтальные и вертикальные углы, расстояния и магнитные азимуты.По точности теодолиты различают трех типов: высокоточные - ТО5,Т1; точные -Т2, Т5 и технические - Т15, Т30. В перечисленных типах теодолитов цифры соответствуют точности (средней квадратической погрешности) измерения горизонтального угла одним приемом в секундах.По конструкции теодолиты делятся на повторительные и простые. У повторительных теодолитов лимб и алидада имеют раздельное и совместное вращение, что позволяет производить измерения горизонтальных углов путем откладывания значения угла на лимбе несколько раз. Все эти теодолиты имеют оптический центрир. Объектив центрира расположен внутри вертикальной оси, а окуляр выведен наружу и расположен у одной из подставок зрительной трубы. Теодолит Т30 относятся к разряду технических, с повторительной системой вертикальной оси. Система отсчитывания односторонняя. измерении горизонтальных углов.

Основные узлы и принадлежности технического теодолита

1) горизонтальный круг, состоящий из лимба - оцифрованной по ходу часовой стрелки круговой полосы с градусными делениями;

2) алидада - часть, расположенная соосно с лимбом и несущая элементы отсчетного устройства;

3) цилиндрический уровень - предназначен для приведения плоскости лимба горизонтального круга в положение перпендикулярное относительно отвесной линии (горизонтальное положение);

4) зрительная труба - состоит из объектива, окуляра, сетки нитей и фокусирующего устройства с кремальерой;

5) вертикальный круг - устроен аналогично горизонтальному и предназначен для измерения углов наклона;

6) подъемные винты - служат для приведения пузырька цилиндрического уровня на середину;

7) становой (закрепительный) винт - закрепляет теодолит на штативе и позволяет подвесить нитяной отвес.

Отсчетные устройства.

Приспособление, несущее единицу измерения, называется рабочей мерой. Отсчитывание по шкале рабочей меры производят по отсчетному индексу (начало и конец отрезка линии, сторона угла, штрих логарифмической линейки, стрелка весов и т.п.). В общем случае отсчетный индекс устанавливается между двумя штрихами шкалы; один из них называют младшим штрихом (мл.), другой - старшим (ст.).

Отсчет N по шкале равен сумме двух величин:

N = Nмл + x, где Nмл - значение младшего штриха шкалы, Nмл = 55,

x - доля цены деления шкалы от младшего штриха до отсчетного индекса, x = 0,6

Штриховой микроскоп. Отсчетным индексом в штриховом микроскопе является неподвижный штрих, выгравированный на стеклянной пластинке, помещенной на пути хода лучей, идущих от осветительного окошка через штрихи лимба в отсчетный микроскоп. Оценка доли деления лимба выполняется на глаз. Из опыта установлено, что при отсчитывании на глаз наибольшая точность достигается при видимом расстоянии между штрихами 2.00 мм и толщине штрихов 0.10 мм; при таких условиях ошибка отсчета составляет 0.1 деления.

В поле зрения окуляра штрихового микроскопа видны деления лимба и отсчетный индекс - штрих; отсчет по горизонтальному кругу (Г) равен 69 47', по вертикальному (В) - 358 150'

Шкаловой микроскоп. На пути хода лучей от осветительного окошка через штрихи лимба в поле зрения микроскопа помещена стеклянная пластинка с гравированной шкалой. Длина шкалы равна длине одного деления лимба?; шкала разделена на n равных частей, цена одного деления шкалы шкалового микроскопа обозначается буквой? и равна? =? / n.

Отсчетным индексом является нулевой штрих шкалы шкалового микроскопа. Доля деления лимба от младшего штриха шкалы лимба до отсчетного индекса измеряется непосредственно по шкале микроскопа, так как направления возрастания делений на лимбе и на шкале микроскопа противоположные (рис.4). Доля деления шкалы микроскопа оценивается на глаз. Полный отсчет по лимбу равен сумме отсчетов по младшему штриху лимба Nмл и по шкале микроскопа Nш:

N = Nмл + Nш,