Вопрос 2. Как установить теодолит в рабочее положение?

Описание

Теодолит представляет собой оптический прибор высокой точности, предназначенный для замера углов между выбранными точками «в поле».
Устройство нужно для того, чтобы проводить съемку и измерение как горизонтальных, так и вертикальных углов на рельефе земной поверхности, а также на промышленных и жилых конструкциях. Также он предназначен для измерения дальномерных расстояний.

Практичный и надежный, теодолит сегодня применяется в самых разных сферах хозяйственно-экономической деятельности. Им пользуются и на суше, и на воде: строители и железнодорожники, геодезисты и геологи, полярники и нефтяники. С развитием промышленности и приборостроения постоянно совершенствуется точность измерений и расширяется модельный ряд устройств: на рынке появляются приборы, удовлетворяющие самым разным запросам, как по конструктивным и функциональным особенностям, так и по цене.

В статье рассмотрим устройство инструмента, его принцип действия и применение.

Основы использования в полевых условиях

Теодолит – это не калькулятор, который можно включить и интуитивно разобраться в его кнопочках. Но и ничего сложного работа с теодолитом при соблюдении некоторых базовых рекомендаций не представляет. Основная последовательность операций представляет собой следующие шаги:

1. Перед началом работы следует ознакомиться с инструкцией к конкретной модели прибора. Многие, даже профессиональные мастера, в силу каких-то своих личных причин упускают этот важный шаг, а ведь именно инструкция по эксплуатации и прочая техническая документация производителя позволит разобраться в предназначении винтов, кнопок и клавиш и выяснить, как работать с теодолитом, быстрее и понятнее попыток самостоятельного изучения.

Помимо общего описания прибора инструкция по использованию обычно содержит последовательность действий при топографических и геодезических изысканиях с наглядными иллюстрациями проведения измерений. Нелишними будут и правила безопасности и правильного хранения инструмента, позволяющие серьезно увеличить срок его службы.

1. Перед началом непосредственного выполнения измерительных работ выполняется установка теодолита в рабочее положение, которая заключается в последовательном выполнении следующих действий:

• надежная фиксация, без каких-либо шатаний, ножек штатива-треноги на поверхности грунта или любой твёрдой поверхности напрямую влияет на точность результирующих показаний;
• центрирование прибора над вершиной угла достигается путем совмещения вертикальной оси вращения зрительной трубы с вершинной точкой измеряемого угла;
• установка горизонта инструмента – вертикальная ось вращения теодолита должна быть приведена в строго вертикальное по отвесу положение;
• правильная постановка зрительной трубы сводится к чёткой фокусировке изображения сетки нитей путем вращения окулярного колена под зрение конкретного человека;
• установка системы отсчетов для оптических приборов представляет собой четкую фокусировку изображений шкал или штриховой кодировки горизонтального и вертикального кругов путем вращения колена окуляра микроскопа.

Центрирование прибора и его горизонтирование осуществляется методом последовательных приближений.

1. В качестве объектов измерения выбираются две опорные точки местности с учетом особенностей участка или контрольные точки строительной конструкции – А и Б. Расстояние между выбранными точками должно попадать в диапазон 100 – 400 метров, конкретная величина этого показателя зависит от масштаба проводимой теодолитной съемки и необходимой точности угловых измерений.

1. Осуществляется наведение визирной трубы на точку А до ее расположения на вертикальной оси сетки нитей и считываются показания по горизонтальному лимбу, результаты измерения фиксируются в полевом журнале (для оптических теодолитов) или отображаются на жидкокристаллическом дисплее с сохранением во внутренней памяти устройства (для электронных инструментов).

Далее при ослаблении фиксирующего винта трегера зрительная труба малым ходом плавно перемещается на точку Б со считыванием соответствующих показаний. При необходимости возможна установка дополнительных межевых знаков.

1. Другим подметодом, дающим совместно с п.4. бÓльшую точность выполняемых работ, является перевод зрительной трубы в точку Б через зенит при несколько ином расположении круга. Допустимое расхождение обоих методов не должно быть более двойной определенной для микроскопа точности.

Результирующее значение измерений, выполненных двумя способами, определяется как среднеарифметическое.

1. Часто используемый при необходимости измерений из одной опорной точки круговой прием состоит в следующем:

Отсчет со следующей точки выполняется передвижением трубы по часовой стрелке при слегка ослабленных винтах. Затем алидада приводится в исходное положение, визирная труба переводится через зенит, т.е. выполняется п. 5.

Следует помнить, что при расчете среднего арифметического необходимо учитывать погрешность измерений.

1. Измерение горизонтальных углов может выполняться и без учета положения прибора: зрительная труба поочередно наводится на две опорные точки, являющиеся основой угломерных измерений. Одновременно ведется отсчет по лимбу горизонтального круга. Для определения базовых координат объектных точек следует учитывать разность отсчетов.
2. Задачей геодезиста является не только получение координат опорных точек, но и контрольная проверка результатов выполненных полевых измерений, анализ и оценка их точности. Для этого разработаны определенные методики с необходимыми формулами расчета. В случае использования в геодезических и инженерно-строительных изысканиях электронных моделей теодолитов расчеты выполняются автоматическим образом с минимальными погрешностями, и их результаты выводятся на жидкокристаллический дисплей.
3. Теодолит, как и любые высокоточные геодезические приборы, один раз в межповерочный интервал должен подвергаться поверкам, выполняемыми компетентными метрологическими органами или сервисными центрами, обладающими государственной лицензией на проведение такого рода работ, и при необходимости юстировке.

Постепенно теодолиты вытесняются более совершенными и, в то же время, более сложными для понимания и использования приборами, расширенный функционал которых неизменно сказываются на их значительной стоимости. Но, по-прежнему, отлично выполняющие свой функционал недорогие по стоимости теодолиты любых типов остаются любимыми и проверенными помощниками специалистов строительных профессий.

Следуя приведенным несложным рекомендациям по вопросу как пользоваться теодолитом, владелец геодезического теодолита подарит ему долгие годы активной работы с максимально достоверными измерениями и расчетами.

Привет студент

Установка теодолита в рабочее положение выполняется перед началом любых с ним работ, касается это основных измерительных работ, либо специальных работ, связанных с установлением его работоспособности.

Установка теодолита в рабочее положение заключается в его центрировании над вершиной измеряемого угла, горизонтировании и установке для наблюдений зрительной трубы и отсчетной системы. При проведении поверок в большинстве случаев центрирование теодолита не выполняют.

Центрирование — это совмещение его вертикальной оси вращения с вершиной измеряемого горизонтального угла. Горизонтирование — приведение вертикальной оси вращения теодолита в отвесное положение. Для центрирования теодолита 2Т30П используется отвес, который подвешивается на крючок станового винта штатива.

Горизонтирование и центрирование выполняют методом последовательных приближений.

Становым винтом через резьбовое гнездо подставки теодолит прикрепляется к плоской головке штатива. Предварительно штатив необходимо установить так, чтобы плоскость его головки заняла примерно горизонтальное положение, а острие отвеса совпало с вершиной угла.

Рис. 1. Центрирование теодолита

При этом ножки штатива должны быть надежно зафиксированы в грунте, либо быть устойчивыми на твердой поверхности, например, асфальте. Небольшие перемещения острия отвеса над вершиной измеряемого угла достигаются перемещением самого теодолита при ослабленном становом винте. После выполнения центрирования становой винт снова необходимо зажать.

Горизонтирование теодолита 2Т30П рекомендуется выполнять в указанной ниже последовательности.

1. Установить ось цилиндрического уровня по направлению двух любых ножек штатива и, ослабив у одной из них зажим раздвижной системы, по возможности точно привести пузырек уровня к середине ампулы.

Рис. 2. Горизонтирование теодолита а — предварительное горизонтирование ножками штатива; б — горизонтирование подъемными винтами подставки

2. Установить ось цилиндрического уровня по направлению на третью ножку штатива и изменением ее длины привести пузырек уровня к середине ампулы (поз. 2). Проверить позицию 1 по двум ножкам штатива.

3. Установить ось уровня на два любых подъемных винта подставки и, вращая эти винты в противоположные стороны примерно на одинаковый угол, привести пузырек точно на середину ампулы.

4. Установить ось уровня по направлению на третий подъемный винт подставки (по симметрии частей колонки или по отсчетам по шкале ГК) и вращением этого винта привести пузырек уровня точно на середину ампулы (поз. 2). Проверить позицию 1, а затем снова позицию 2, и при необходимости поправить положение пузырька.

Установка зрительной трубы и отсчетной системы для наблюдений заключается в установке четкого (по глазу) изображения сетки нитей вращением окулярного колена зрительной трубы и четкого изображения шкал ГК и ВК вращением окулярного колена зрительной трубки отсчетной системы.

Многие теодолиты снабжены оптическими центрирами. Установка теодолита в рабочее положение (центрирование и горизонти-рование) с помощью оптического центрира выполняется приближениями.

Найти в поле зрения оптического центрира точку, над которой производится центрирование, и закрепить в грунте или на твердой поверхности ножки штатива, следя за тем, чтобы изображение точки находилось как можно ближе к центру поля зрения центрира.

Выполнить установку пузырька цилиндрического уровня с помощью ножек штатива, а затем — с помощью подъемных винтов подставки, как это выполняется при использовании отвеса.

При нарушении условия центрирования необходимо ослабить становой винт и переместить теодолит на головке штатива до совмещения центра поля зрения оптического центрира с вершиной измеряемого угла. Повторить действия по центрированию и горизонти-рованию по ножкам штатива и подъемным винтам подставки до достижения желаемого результата.

Горизонтирование может считаться удовлетворительным, если при любом положении колонки теодолита пузырек цилиндрического уровня при горизонтальном круге будет отклоняться от своего среднего положения не более чем на 2 деления ампулы.

Рис. 3. Устройство оптического центрира

Используемая литература: В.Н. Попов, С.И. Чекалин. Геодезия: Учебник для вузов.- М.: «Горная книга», 2007.

Скачать реферат: У вас нет доступа к скачиванию файлов с нашего сервера. КАК ТУТ СКАЧИВАТЬ

Пароль на архив: privetstudent.com

Устройство

Конструкция теодолита состоит из базовых частей, которые усложнялись с развитием техники, оснащая его большим количеством функций. Строение инструмента:

• Металлическую треногу с регулируемым штативом и подставкой;
• Центровой отвес и пузырьковый цилиндрический уровень для ровной установки устройства на подставку (трегер);
• Три выравнивающих подъемных винта трегера для горизонтирования прибора;
• Алидаду – верхняя вращающаяся часть прибора, на которой располагаются подвижная зрительная трубка и отсчетный механизм;
• Винты алидады – наводящий и закрепляющий;
• Вертикальный и горизонтальный (лимб) круги, размеченные на угловые градусы;
• Винты горизонтального круга: наводящий и закрепляющий;
• Трубку с наводящим и закрепляющим винтами осуществляющими регулировку резкости изображения, окуляром со стороны смотрящего и объективом, обращенным к объекту наблюдения;
• Окуляр: в него и в объектив устанавливаются линзы, с нанесенной сеткой (коллимационной плоскостью); или датчикилазер (электронная система);
• Кремальеру – винтовой элемент для фокусировки изображения в окуляре;
• Опоры для оси вертикального вращения трубки;
• Отсчетное устройство – оптический микроскоп (со специальным визиром, шкаловой или штриховой линзой и специальным зеркальцем или автономным источником света для считывания показаний).

В современных моделях могут отсутствовать некоторые составные части (например, винты или оптический визир отсчетного устройство), но, при этом, содержать в конструкции дополнительные элементы, например, фото- видеокамеру, лазерную указку, дисплей и клавишную панель настройки.

Основные части современного теодолита – алидада, зрительная труба, лимб или горизонтальный круг, подставки, цилиндрический уровень, подъемные винты и вертикальный круг.

Горизонтальный круг

Горизонтальный и вертикальный круги теодолита – основные круговые оси прибора, необходимые для замера углового наклона исследуемого объекта.

Горизонтальный круг, или лимб [в переводе с англ. кромкакайма] представляет собой кольцо из стекла, с нанесенными на него штриховыми угловыми числовыми значениями (градусы, минуты, иногда и секунды).

Шкала представляет собой полный круг от 0-го до 359-го градуса.

Шаг лимба зависит от показателя точности теодолита.

Лимб и алидада

Алидадой [от арабской транслитерации – alidade – бок, сторона] называется вся верхняя конструкционная часть теодолита. Она закрепляется на оси непосредственно над лимбом и позволяет конструкции вращаться в горизонтальной плоскости.

Алидада включает в себя колоннообразные опоры: на одной из них располагается вертикальный замерный круг, а в другую вмонтирован микроскоп отсчетного устройства, с помощью которого можно точно определить угол заданный поворотом алидады по окружности лимба. Между опорами располагается подвижный в вертикальной плоскости цилиндр трубки. Алидада и лимб закрываются герметичными кожухами из металла или высокопрочного пластика для предохранения от загрязнения и деформации.

Алидада, трубка и лимб являются ведущими подвижными элементами прибора. Алидада задает отсчет относительно исследуемых точек, после чего для фиксации системы координат кольцо лимба вращается и закрепляется винтами относительно исследуемых точек.

Любой угломерный прибор, как правило, состоит из следующих элементов:

• Зрительной трубы. Имеет определённую кратность увеличения. Крепится к трегерным колонкам.
• Вертикального и горизонтального круга (лимба). По ним производят отсчёт.
• Шкалового или штрихового микроскопа. Нужен для того, чтобы снимать показания с кругов.
• Поворотной линейки (алидады), жёстко скреплённой с лимбами. На ней нанесены штрихи.
• Наводящих и закрепительных винтов, которые нужны для плавной настройки и фиксации положения устройства.
• Центрира (оптического отвеса). Позволяет определить координаты прибора над точкой местности.
• Штатива для установки прибора.

Устройство теодолита

Основные элементы из которых состоит теодолит:

• Лимбы с градусными и минутными делениями (горизонтальный и вертикальный).
• Алидада – подвижная часть теодолита, к которой крепится система отсчитывания по лимбу и визирному устройству.
• Зрительная труба (визирное устройство) с закрепительным и наводящим винтами.
• Отвес для центрирования над точкой. Может быть, как оптическим, так и лазерным.
• Трегер (подставка) с подъемными винтами и круглым уровнем для горизонтирования теодолита.
• Микроскоп для снятия отсчетов.

Комплектация теодолита зависит от области, в которой он будет применяться. Он может быть дополнен ориентиром-буссолем, дальномерными насадками, визирными маркерами и пр. В некоторых работах используются узкоспециализированные теодолиты: маркшейдерские, астрономические, гироскопические.

Поверка и юстировка

Перед началом работы большинство измерительных приборов необходимо откалибровать и убедиться, что он работает корректно, а измеряемые геометрические величины не выходят за пределы установленных погрешностей. Такая процедура называется поверкой. Если же после ее завершения обнаруживаются, что аппарат работает некорректно, необходимо произвести юстировку – то есть с помощью винтов или клавиш корректно выставить «нулевые» показатели прибора.

Для корректной работы теодолита, при первой эксплуатации следует убедиться, что:

• Основная вертикаль прибора расположена параллельно колоннообразным опорам и перпендикулярно горизонтальному замерному кругу и алидаде;
• Нити в оптической сетке трубки соответственно совпадают с горизонталью (определяется горизонтальным круговым вращением с фокусом на удаленной точке) и вертикалью (определяется с помощью удаленного отвеса на нитке);
• Визирные оси в объективах трубки совпадают и составляют точный перпендикуляр к горизонтальной оси алидады – то есть если трубку перевернуть на 180 градусов, визирная ось не сместиться ни влево, ни вправо от базового значения;
• Ось, на которой крепится сама трубка, не имеет перекосов по высоте и составляет перпендикуляр с основной вертикальной осью прибора теодолита;
• Горизонтальные оси на обоих объективах должны быть параллельны.

В современных приборах, корпус которых пломбируют, за соблюдение этих показателей отвечает изготовившее устройство предприятие. Если по какому-то из пунктов поверки наблюдаются расхождения, следует обратиться в специализированную мастерскую или к представителю компании-изготовителя.

Разновидности теодолитов

Прежде, чем взять в руки угломерный прибор и начать с ним работу, нужно изучить модели теодолитов, которые представлены на современном рынке.

Подобный геодезические приборы классифицируют по следующим параметрам:

• Точность. Основной параметр, который влияет на стоимость прибора – средняя квадратическая ошибка определения углов. Бывают высокоточные, точные и технические теодолиты.
• Область применения (геодезический, астрономический, маркшейдерский).
• Конструкция отсчетного устройства (простая, повторительная). Приборы с простой конструкцией оснащены алидадой, жёстко скреплённой с вертикальной цилиндрической осью. В приборе повторительного типа возможно как одновременное вращение алидады и лимба, так и автономное. При такой конструкции возможно неоднократное измерение одного и того же угла.
• Физическая природа носителя информации (оптический, электронный). Главным преимуществом первого варианта является абсолютная независимость от элементов питания. Кроме этого, отсутствие электронного оснащения позволяет работать с оптическим теодолитом при самых неблагоприятных погодных условиях. Действие электронных приборов основано на двоичной системе исчисления, которая позволяет уменьшить объем данных и осуществлять записи измерений прямо на карту памяти устройства. Благодаря электронной памяти можно забыть про многостраничные полевые журналы. При этом существенно повышается скорость съёмки и уменьшается количество неточностей при снятии отсчёта.

Принцип работы

Базовый принцип действия прибора заключается в наведении зрительной трубки на цель, после чего, с помощью геометрической проекции наблюдаемых через объектив горизонтальной и вертикальной осей, через отсчетное устройство по лимбу возможно измерить углы отклонения каждой оси.

Для того, чтобы работать с теодолитом, от оператора требуется определенный уровень знаний в области геометрии, механики и астрономической геодезии, а также практические навыки обращения с высокоточными устройствами. Существующие в промышленности электронные приборы во многом упрощают эксплуатацию, но и в принципах их работы желательно разобраться заранее.

В упрощенном виде, процедура работы с теодолитом, не зависимо от его типа, сводится к следующим действиям:

1. Размещение штатива и выравнивание теодолита по горизонтальной поверхности, принимаемой за линию отсчета;
2. Наведение поочередно на две условные отметки объекта, сначала «на глаз» с помощью трубки, а затем более точно наводящими винтами;
3. Фиксация значений расположения точек вертикальной или горизонтальной нитью на визире. Двигаться при этом нужно по часовой стрелке;
4. Проведение расчетов на основании данных, зафиксированных на горизонтальном или вертикальном лимбе при фокусе на каждой из точек. Таким образом, будет получено нужное значение угла между прямыми, на которых расположены искомые отметки.

Порядок работы с теодолитом

Работать с теодолитом можно двумя способами:

• Полярным. В основе проведения измерений лежат две точки с известными значениями. Расчёты производят от второй точки на первую. Далее вымеряют расстояние между ними. Завершающий этап – привязка теодолитного хода к каждой из отметок.
• Используя створы с перпендикулярами. Данный метод применяют при производстве разбивочных работ. Он заключается в откладывании прямых углов на местности при поэтапном прохождении прибором каждой отметки.

В инструкции для теодолита чётко говорится о том, что прежде, чем начать работать с прибором, его нужно настроить. Подготовительный этап включает в себя:

• Центрирование.
• Горизонтирование.
• Фокусировку.

Инструкция по приведению теодолита в рабочее положение

Подготовка теодолита к работе включает в себя три основных этапа: центрирование, горизонтирование и фокусировку.

Центрирование

Подразумевает установку прибора со штативом над центральной зоной измерительного пункта. Во время геодезических операций для центрирования используют нитяной отвес или оптический центрир. Точность выполняемой работы и точность центрирована взаимосвязаны. На глаз определяют центральную точку геодезического пункта. Над этим центральным сектором размещают прибор.

Нижняя область станового винта оснащена крючком, на который следует подвесить нитяной отвес. Наблюдая за остриём груза отвеса и передвигая ножки штатива, фиксируют прибор с точностью 3–5 см. Так, чтобы расстояние между остриём грузика и центром не превышало 3–5 см. Далее следует вдавить треногу в землю, осуществляя контроль по грузику за нахождением прибора относительно центра.

Последним шагом должно быть ослабевание станового винта штатива. При перемещении трегера пальцами правой руки острие грузика отвеса должно очутиться прямо над центром. Выполнив это, можно затянуть становой винт.

Горизонтирование

Конечная цель этого этапа — добиться, чтобы горизонтальный круг теодолита оказался в горизонтальной плоскости. Ось вращения же должна принять отвесное положение. Теодолит должен быть развернут так, чтобы цилиндрический уровень поворотной линейки расположился вдоль двух подъемных винтов.

Ослабевая или затягивая подъёмные винты, приводят уровневый пузырёк в нулевой пункт. Пузырёк может быть как с левой стороны от середины, так и с правой. От этого зависит, в каком направлении нужно вращать подъёмные винты.

Дальше теодолит разворачивают на 90 градусов. Подключают третий подъёмный винтик. Пузырь приводят к нулевому пункту.

Контроль горизонтирования проводят посредством разворачивания прибора в несколько различных положений. Горизонтирование считается выполненным успешно, если в любом произвольном положении пузырёк уровня отклоняется от середины не больше чем на одну риску.

Рассматриваемая схема применима, если алидада горизонтального круга оснащена цилиндрическим уровнем. Некоторые теодолиты при поворотной линейке имеют круглый уровень. При таком раскладе прибор фиксируют в произвольном положении. Начинают поочерёдно вращать три подъёмных винтика, приводя мембранную капсулу к нулевой отметке. Осуществляют контроль качества проделанного горизонтирования.

Выполнив последовательно центрирование и горизонтирование теодолита, можно обнаружить, что ось вращения прибора приняла отвесное положение и проходит через центр геодезического пункта.

Фокусировка

Фокусируют сетку нитей этого геодезического девайса перед самым началом измерительных работ. Вращают диоптрическое кольцо окуляра наблюдательной трубы прибора до того, пока не появится чёткая картина сетки нитей.

Фокусируют шкалу отсчетного механизма путём вращения диоптрического кольца микроскопа, пока не будет наблюдаться чёткая градация шкалы. Проводя фокусировку и последующие измерения, стараются добиться достаточного освещения шкалы, используя зеркало подсветки.

Перед началом замеров проводится установка теодолита в рабочее положение. От того, насколько надежно закреплен прибор, зависит максимальная точность вычислений. Приведение теодолита в рабочее положение заключается в его установке над точкой: центрирование, горизонтирование, а также установка трубы для проведения наблюдений.

Центрирование теодолита служит для совмещения лимба горизонтального круга с линией отвеса, которая проходит через точку расположения прибора. Горизонтирование теодолита приводит оси вращения в отвесное состояние. Плоскость лимба занимает в это время горизонтальное положение.

Первичное горизонтирование делается в процессе установки штатива, а точная регулировка производится винтами с использованием цилиндрического уровня. Однако теодолитом нужно еще уметь пользоваться. Чтобы получить необходимые для этого знания, естественно, было бы неплохо пройти хотя бы начальный обучающий курс, поскольку обращение с таким высокоточным прибором не терпит небрежности.

Установка теодолита в рабочее положение и способы измерения горизонтального угла

При рабочем положении теодолита его вертикальная ось должна проходить через вершину измеряемого угла и занимать отвесное положение. Для этого необходимо произвести центрирование, приведение вертикальной оси теодолита в отвесное положение и установку зрительной трубы для визирования по глазу.

Центрирование теодолита заключается в следующем. Сначала теодолит, закрепленный на штативе при помощи станового винта, центрируют над вершиной измеряемого угла приближенно, пользуясь нитяным отвесом и заглубляя соответствующие ножки штатива в землю. Затем производят точное центрирование, перемещая прибор по головке штатива. Нитяный отвес позволяет центрировать теодолит с погрешностью около 5 мм. Теодолиты типа ТЗО можно центрировать с точностью до 1 мм при помощи его зрительной трубы, направленной объективом вниз.

Установка теодолита (горизонтирование), т. е. приведение плоскости горизонтального лимба в горизонтальное, а вертикальной оси прибора в отвесное положение, выполняется с помощью подъемных винтов и цилиндрического уровня, укрепленного на алидаде горизонтального круга. Для этого цилиндрический уровень ставят по направлению двух подъемных винтов подставки и, вращая их в противоположных направлениях, устанавливают пузырек в нуль-пункт. Затем поворачивают алидаду на 90° и посредством третьего подъемного винта, вновь приводят пузырек в нуль-пункт. В правильно установленном теодолите пузырек цилиндрического уровня не должен отклоняться от нульпункта более чем на одно деление ампулы при любом положении алидады на лимбе.

Установка зрительной трубы для визирования по глазу

заключается в получении отчетливого изображения сетки нитей и наблюдаемого предмета. Для получения резкого изображения сетки нитей зрительную трубу наводят на небо или белый освещенный предмет и вращают диоптрийное кольцо окуляра. Четкости изображения наблюдаемого предмета добиваются перемещением фокусирующей линзы зрительной трубы, для чего вращают кремальерное кольцо. Зрительную трубу по глазу обычно устанавливают один раз и лишь в случае необходимости подправляют фокусирование. Установка по предмету производится каждый раз при наведении на разноудалённые визирные цели.

Четкости изображения делений лимба и отсчетной шкалы в микроскопе добиваются вращением диоптрийного кольца микроскопа.

Измерение горизонтальных углов. Для уменьшения влияния эксцентриситета алидады горизонтального круга, а при измерении углов между визирными целями, расположенными под разными углами наклона относительно горизонта, и, соответственно, исключения влияния коллимационной погрешности и наклона горизонтальной оси на конечный результат, угол измеряют при двух положениях вертикального круга: лево (Л) и право (П). Такие действия называют измерением угла полным приемом

. Однократное измерение угла при одном (любом) положении вертикального круга называют измерением угла
полуприёмом
.

Горизонтальные углы между пунктами и точками в ходах геодезической сети могут бытьправыми

или
левыми
по ходу. Последовательность наведения зрительной трубы на задний или передний по ходу пункты зависит от того, какой угол (правый или левый) надо измерить. При этом следует учитывать направление возрастания подписей делений лимба (по ходу часовой стрелки или против). В теодолитах типа ТЗО деления лимба подписаны по ходу часовой стрелки.

Измерение угла способом приемов. Теодолит устанавливают над точкой 3 вершиной угла β

(рис. 5.36,
а
), приводят его в рабочее положение, закрепляют лимб и, освободив алидаду, последовательно визируют зрительной трубой на вехи, поставленные в точках 2 (задней или правой) и 4 (передней или левой), лежащих на сторонах горизонтального угла.

Если точка 2 считается задней, а точка 4 передней, то угол β

будет правым по ходу. Для точного наведения центра (креста) сетки нитей зрительной трубы на визирную цель пользуются наводящими винтами алидады горизонтального круга и зрительной трубы, а после наведения на каждую точку (2 и 4) берут отсчеты по шкалам микроскопа.

Обозначим отсчеты при визировании на заднюю точку 2 через а1

, а на переднюю точку 4 — через
а2
. В первом случае им соответствует дуга
аа1
, во втором —
аа2
(рис. 5.36,
а
). Тогда искомый угол между двумя направлениями равен отсчету на заднюю точку минус отсчет на переднюю точку:

β = а1 — а2.

Рис. 5.36. Схема измерения горизонтальных углов:

а)

— способом приемов;
б)
— способом повторений

Указанные действия с теодолитом составляют первый полуприём измерения угла.

Закончив измерение угла первым полуприёмом, зрительную трубу переводят через зенит, открепляют горизонтальный лимб, поворачивают его по часовой стрелке приблизительно на 1-2° и вновь закрепляют. После этого приступают к измерению угла β

при втором положении вертикального круга (при Л, если в первом полуприеме измеряли при П), выполняя все действия, как и в первом полуприеме. Это —
второй полуприем
измерения горизонтального угла
β
. Запись всех отсчетов и вычисление измеряемого угла производят в журнале (табл. 5.1).

Два полуприема составляют полный прием измерения угла. За окончательное значение измеряемого угла принимают среднее значение угла из двух полуприемов в случае допустимого расхождения между ними. Для нашего примера окончательное значение угла равно 87°11,2′, являющееся результатом измерения угла полным приемом.

Допустимость расхождения результатов измерения между первым и вторым полуприемами, как правило, определяется точностью теодолита и техническими требованиями и не должно превышать двойной точности отсчетного устройства.

Если расхождение недопустимое, то проверяют записи и вычисления в журнале и при отсутствии ошибок в вычислениях углы измеряют вновь, аккуратно зачеркнув одной линией ошибочные результаты.

Таблица 5.1

Журнал измерений горизонтальных углов

Дата 13.05.1995 г. Теодолит: 2Т30 № 40687 Наблюдал: Бегляров Н.С.

Погода: облачная Видимость: хорошая Записывал: Кнопин К.Н.

Примечание. В круглых скобках цифры обозначают последовательность действий при измерении угла и записи результатов в журнале.

Если отсчет на заднюю точку по абсолютному значению меньше отсчета на переднюю точку, как это показано в табл. 5.1 для полуприема при П, то при вычислении угла по формуле (5.31) к отсчету на заднюю точку прибавляют 360° и из полученной суммы вычитают отсчет на переднюю точку. В нашем примере β

=19º 01,5′ + 360º — 291º 50,5′ = 87º 11,0′.

Каждый отсчет записывается в полевой журнал измерения горизонтального угла четкими цифрами. В журнале категорически запрещено стирать запись, небрежно зачеркивать, замазывая предыдущее значение, писать цифру по цифре. Непосредственно на станции выполняются все вычисления и, только убедившись в качестве измерений, переходят на следующую точку.

Измерение углов способом круговых приемов. Если в данной точке требуется измерить горизонтальные углы между несколькими направлениями, пользуются способом круговых приемов. Для этого теодолит приводят в рабочее положение над вершиной измеряемого угла, закрепляют лимб и, вращая алидаду по ходу часовой стрелки, последовательно визируют на все точки по заданным направлениям. Отсчеты берут по горизонтальному лимбу. Последнее визирование производят снова на начальную точку. Полученный при этом отсчет по горизонтальному лимбу не должен отличаться от того, который был взят при первоначальном визировании на эту же точку, на величину, превышающую 2t- двойную точность отсчетного устройства. Такие действия с теодолитом составляют первый полуприем

.

После этого зрительную трубу теодолита переводят через зенит и снова последовательно визируют на те же точки, но в обратном порядке, т. е. вращая алидаду против хода часовой стрелки. Заканчивают измерение визированием и отсчетом на начальную точку. Эти действия составляют второй полуприем.

Из двух полуприемов складывается один прием измерений. Таких приемов делают несколько для повышения точности измерений и ослабления влияния погрешностей делений лимба, но перед каждым из них лимб переставляют на угол 180°/n, где n- число приемов.

Измерение угла способом повторений. Способ повторений применяют с целью повысить точность измерения угла за счет некоторого уменьшения в нем погрешностей отсчетов. Сущность способа состоит в том, что при одном и том же положении вертикального круга горизонтальный лимб n раз последовательно поворачивают на величину измеряемого угла β

, как бы многократно откладывая на лимбе этот угол до значения «n
β
» (рис. 5.37,
б
).

После приведения прибора в рабочее положение над вершиной угла β устанавливают на лимбе отсчет близкий к 0º или равный 0º 00′ и закрепляют алидаду на лимбе. Затем, отпустив закрепительный винт лимба, вращают его совместно с алидадой и точно визируют на левую точку С и закрепляют лимб. Берут по микроскопу отсчет и записывают его в журнал. Потом открепляют алидаду горизонтального круга и, плавно вращая её по ходу часовой стрелки, визируют на правую точку А, выполняя окончательное совмещение креста сетки нитей с визирной целью ввинчиванием наводящего винта алидады. По микроскопу берут контрольный отсчет (на рис. 5.37,б

он равен 87º13′).

Описанные действия составляют первое

повторение.

Затем приступают ко второму повторению измерения угла. Для этого, оставив лимб и алидаду скрепленными, отпускают закрепительный винт лимба и плавно вращают алидаду с лимбом по ходу часовой стрелки, пока визирная ось не спроектируется на точку С. После этого лимб закрепляют, не производя отсчета, отпускают алидаду и визируют зрительной трубой на точку А, заканчивая окончательное наведение на нее вращением наводящего винта алидады. Отсчет по микроскопу не производят. На этом завершается второе повторение. Последующие повторения выполняют в том же порядке, а заканчивают n

-кратное повторение (измерение) угла визированием на правую точку А, после чего берут последний отсчет по микроскопу.

Измерение угла способом совмещения нулей лимба и алидады. Способом «от нуля» измеряют углы повторительным теодолитом одним полуприёмом для быстрого контроля измеренных углов. Этот способ заключается в том, что стоя на точке 3 (см. рис. 5.36,а

), поворотом алидады устанавливают её на отсчет по лимбу, равный нулю. Затем поворотом лимба с алидадой наводят трубу (визирную ось) по левой стороне угла на точку 4 и закрепляют лимб. Теперь, освободив закрепительный винт и вращая алидаду, наводят трубу по правой стороне угла на точку 2 и, снимая в микроскопе отсчет по лимбу, получают значение измеряемого угла
β
.

Примечание. 1.Угол β

будет являться полярным, если направление 3 — 4 принять за полярную ось. При топографической съемке местности такой прием носит название — полярный способ съемки.

2. Построение заданного (проектного) угла β

от исходного направления осуществляют следующим образом. После скрепления лимба и алидады на нулевом отсчете и ориентирования лимба по исходной левой стороне угла, открепляют алидаду и вращают её по ходу часовой стрелки и устанавливают на отсчет по лимбу, равный значению заданного (проектного) угла
β
. По направлению зрительной трубы (визирной оси) закрепляют колышком проектную точку — конец проектной линии.

Измерение магнитных азимутов линий. Для ориентирования линий местности по магнитному меридиану попутно с измерением угла можно измерить магнитные азимуты сторон угла при помощи ориентир — буссоли. Для этого после скрепления лимба с алидадой на нулевом отсчете вращают его до нулевого отсчета по кольцу ориентир-буссоли против северного конца магнитной стрелки. Тогда нулевой диаметр лимба будет ориентирован по магнитному меридиану. Закрепляют лимб. Теперь, открепляя алидаду и наводя зрительную трубу на снимаемую точку, отсчетом по лимбу получают значение измеряемого магнитного азимута.

Подготовка к работе

Для того чтобы проводить качественные замеры на местности, теодолит важно установить и привести в рабочее положение.

Для этого последовательно проводится ряд предварительных операций.

Центрирование

Это первый этап развертывания прибора, который подразумевает выбор центральной точки отсчета при проведении замеров. Когда точка определена, оператор укрепляет над ней штатив, после чего, используя оптику (центрир) или нить с грузом, закрепленную на штативе (отвес), выравнивает площадку так, чтобы она располагалась по линии центра и параллельно нити отвеса. Таким образом, размещенный на штативе теодолит не будет отклоняться по вертикальной оси.

Горизонтирование

После того как прибор будет ровно стоять по вертикали, необходимо также произвести выравнивание по горизонтальной оси. Эта процедура называется горизонтированием и осуществляется тремя подъемными винтами горизонтальной алидады. Ориентироваться, в зависимости от модели прибора, необходимо на цилиндрический или круглый уровень алидады горизонтального круга. Оперируя винтами, оператор приводит воздушный пузырек уровня в положение 0. Допустимое отклонение не должно превышать 1 деление на уровне.

Фокусировка

После того, как теодолит выровнен и закреплен по центру точки отсчета, проводится фокусировка – настройка точности прорисовки сетки зрительной трубки и отсчетного устройства. Первая осуществляется поворотом окулярного кольца трубки до тех пор, пока нити сетки не будут видны максимально четко.

Для фокусировки второму оператору следует вращать диоптрийное кольцо на отсчетном устройстве, добиваясь четкого видения штрихов-делений на шкале микроскопа.

Во время строительства очень важно правильно заложить фундамент. От этого будет зависеть дальнейшее возведение здания. На начальной стадии проводятся измерения с помощью различных профессиональных приборов: нивелиров, дальномеров, тахеометров. Теодолит заменяет их все. С его помощью можно измерить углы и расстояние (если встроен дальномер) между стенами, перегородками, элементами конструкции.

Совет специалиста. На глинистой, болотистой почве рекомендуется устанавливать железобетонные сваи. Их также используют при строительстве домов в непосредственной близости от других зданий. Сваи должны иметь вертикальное положение. Если отклонение будет больше 1,5 — 2°, нужно предпринимать меры по выравниванию. Если сваи будут под наклоном, вся постройка может перекоситься и со временем разрушиться.

Перед тем, как выезжать на место, нужно обязательно проверить исправность всех элементов теодолита: зрительной трубы (хорошо ли она закреплена и вращается), винтов, блока управления, ампул уровней, целостность оптических линз и поверхностей, а также наличие всех деталей в комплекте (кисти, отвеса, дождевика, трегера, штатива и других).

Подготовка — первый и самый важный этап в измерениях. От него будет зависеть все дальнейшие. Если теодолит будет установлен неверно, результаты работы будут неудачные.

На строительной площадке нужно найти ровную поверхность, в грунт которой крепко вставляем штатив. Удаленность от предмета измерения не должна превышать минимального расстояния визирования, указанного в паспорте устройства. Обычно этот показатель составляет от 1 до 2 метров. Отрегулируйте высоту ножек таким образом, чтобы она соответствовала вашему росту. Помните, что штатив должен быть строго вертикален.

Чтобы закрепить теодолит, нужно установить трегер (подставку), а затем на него сам прибор. Воспользуйтесь цилиндрическим уровнем, чтобы отрегулировать ровность всех установок. Пузырек должен быть посередине колбы. Правильность можно также проверить, применив отвес, который предусмотрен в комплекте, и визир над зрительной трубой. Крест в объективе визира должен быть направлен точно на объект.

На следующем этапе настраивается и закрепляется зрительная труба. Для того, чтобы изображение объекта в окуляре было четким, плавно поворачивайте колёсико на трубе. Если техника оснащена не только прямым, но и перевернутым изображением, поверните зрительную трубу на 180 градусов и посмотрите, совпадает ли прицел с объектом.

60 делений шкалы (каждое обычно соответствует 1 угловой минуте) должны быть хорошо различимы. Буквы H и V около шкал соответствуют горизонтальному и вертикальному кругам, которые тоже нужно отрегулировать. Устойчивое положение всех элементов обеспечивается закручивающимися винтами. Перед измерением нужно также помнить про блокировку компенсатора, которая осуществляется с помощью специальной кнопки или винта.

Замер угла оптическим теодолитом при установке фундамента осуществляется следующим образом. На местах, где предполагается возводить стены, должен быть временный каркас из досок. С помощью оптического теодолита направляем окуляр на определенную точку на одной из временных стен, и берем ее за ноль. Затем направляем объектив на точку стены, которая находится по отношению к ней под углом.

Из координат на правое направление вычитаем данные на левое направление. Если значения на правое направление будут меньше, нужно прибавить к ним 360 градусов. Также измеряем все углы здания. Горизонтальные углы должны быть прямыми. По аналогичной системе измеряется вертикальный угол, только вычитаем из координат нижнего направления координаты верхнего.

При использовании цифрового прибора измерения проводятся гораздо проще и быстрее. Рассмотрим этот процесс на примере модели теодолита CST/berger DGT10 F0340543N0. Выставляем цель – данная точка будет считаться за ноль, для этого нажимаем на кнопку «OSET». Далее «переводим» зрительную трубу на другой объект и закрепляем.

На экране появятся цифры, которые и будут координатами данного горизонтального угла. Запоминаем показания, нажатием на кнопку «HOLD». Для измерения вертикального угла зрительную трубу направляем на нужную точку и фиксируем положение винтами с двух сторон. После этого можно делать замер по выше представленной технологии.

Правильная эксплуатация

Не зависимо от того, какой моделью теодолита – электронной или классической, предстоит пользоваться, важно помнить, что это чувствительный прибор высокой точности, требующий аккуратного обращения и корректной эксплуатации.

От пункта к пункту его следует перевозить в специальном, предназначенном для конкретной модели коробе или футляре, стараясь не допускать тряски и падения прибора с высоты.

Механические детали конструкции при вращении на осях или винтах должны свободно двигаться, но не должны быть разболтаны и при необходимости плотно фиксироваться во время эксплуатации устройства.

Рекомендуется также всегда внимательно следить за оптическими компонентами – окуляры и визиры необходимо беречь от пыли и грязи, и не допускать их деформации (сколы, трещины и т.п.)

Отдельное внимание уделяется штативу – при размещении следует убедиться, что тренога расположена устойчиво, а все ножки и площадка крепко зафиксированы.

Для выполнения высокоточных измерений важно знать все тонкости при обращении с геодезическим прибором. От навыков геодезиста во многом зависит, в какой степени полученные при измерении цифры будут соответствовать реальному положению вещей, окажется ли достаточно прочной и долговечной возводимая конструкция.

Данный геодезический прибор имеет ряд преимуществ:

• С его помощью можно проводить точнейшие угловые измерения, невзирая на экстремальные климатические условия и специфику местности. Без помех работает в интервале температур от -25 до 50 градусов.
• На точность полученных данных не оказывают влияние нестандартные условия работы, поэтому теодолит можно брать даже в экспедиции.
• Компактный размер облегчает транспортировку прибора.
• Элементарная и быстрая калибровка и юстировка.

Преимущества теодолита

Такой угломерный аппарат, как теодолит, обладает целым рядом преимуществ:

• Высокая точность проводимых измерений.
• Возможность проводить замеры в разных климатических условиях.
• С прибором можно работать на местности с любым рельефом.
• Компактность и мобильность.
• Относительная простота калибровки и юстировки.

Измерение вертикальных углов теодолитом – как сделать это самостоятельно?

Вначале прибор необходимо достаточно надежно закрепить на штативе. Далее выбирают две точки объекта, проводимых измерений. Зрительную трубу при помощи винта и диоптрийного кольца наводят на выбранные точки.

После этого вертикальная нить зрительной трубы совмещается с одной из точек и проводится считывание данных с горизонтального круга. Постепенно ослабляя винт фиксации, трубу перемещают по часовой стрелке на другую точку и также снимаются показания.

Измерение углов теодолитом иногда делают с применением кругового приема, который целесообразен в случае, когда приходится проводить измерения из одной точки. Для этого теодолит устанавливается в нужном месте. Лимб должен быть как можно ближе к нулю.

Затем начинают вращать алидаду до полного совмещения нулевого штриха микроскопа с нулевым штрихом на лимбе. Далее следует немного ослабить зажим и направить трубу на точку. По окончании замеров, затягивают стопорный винт и делают расчеты.

Измерение горизонтальных углов теодолитом проводится вне зависимости от его положения. Для проведения таких замеров зрительную трубу поочередно наводят на пару точек, между которыми необходимо провести замер и одновременно проводится отсчет по горизонтальному кругу. Величину угла определяют на основании разницы отсчетов.

Измерение горизонтальных углов с использованием теодолита проходит в две или три стадии, в зависимости от типа устройства. Если используется классический теодолит, к двум измерительным добавится одна вычислительная.

Принимая, что вершиной искомого угла является установленный прибор, оператор наводит вертикальную нить сетки зрительной трубки на первую отметку и фиксирует значение на горизонтальном лимбе. В современных теодолитах с электронной «начинкой» отметка определяется на лимбе автоматически и закрепляется как 0 с помощью кнопок на панели прибора; в традиционных – отмечается оператором через окуляр отсчетного устройства и заносится в журнал измерений.

После этого по часовой стрелке трубка наводится на вторую отметку. Электронный прибор, при этом, высчитает угол сам и выведет показания на экран. При работе с традиционным устройством, оператор должен будет через микроскоп снять показания с горизонтального лимба и, путем геометрических операций, вычислит значение искомого угла.

Пошаговая инструкция как пользоваться теодолитом

• 1 шаг. При работе с геодезическим оборудованием, стоит учитывать, что для получений точных результатов измерений необходимо проводить регулярные поверки и юстировки теодолита. Кроме этого требуется делать периодический контроль геометрических параметров, так как результаты работы геодезиста или строителя, порой, не терпят ошибок даже в несколько угловых секунд.
• 2 шаг. Когда оборудование проверено можно приступать к работе с теодолитом. Для начала необходимо закрепить прибор над точкой с известными координатами, используя штатив-треногу и центрир или нитяной отвес. Приняв ее за точку отсчета, с помощью уровней и наводящих винтов отцентрировать прибор. Итогом должно стать абсолютно горизонтальное положение прибора, а также расположение теодолита строго над точкой.
• 3 шаг. С помощью визира необходимо предварительно навестись на цель, а винтами навест сетку нитей на цель наиболее точно. Таким образом определяется центр измеряемого объекта. Данные действия производятся с помощью зрительной трубы, но при недостаточности света можно использовать дополнительно специальное зеркало с подсветкой. После выполнения этой процедуры производится снятие отсчетов вертикального и горизонтального углов с помощью микроскопа теодолита.
• 4 шаг. Для получения высокой достоверности результатов измерений проведение измерений теодолитом рекомендуется повторить несколько раз (приемов). По результатам многократных измерений определяются средние значения вертикальных и горизонтальных углов.

Алгоритм работы с прибором

1. С помощью треноги устанавливают теодолит.
2. Наблюдательная труба направляется в сторону двух опорных точек.
3. Наведя прибор на первую точку, производят фиксацию и измерение вертикальной нити.
4. Проводят отсчёт по горизонтальному кругу. Полученные данные заносят на бумагу. Аналогичную операцию проводят с другой точкой.
5. Наблюдательную трубку переводят, минуя зенит, а затем меняют положение круга.
6. В случае незначительных расхождений останавливаются на среднем значении.
7. Показания лимба должно быть нулевым или стремиться к этому значению.
8. Алидаду вращают до тех пор, пока не совпадут нулевые отметки на лимбе и микроскопе.
9. Проводят следующий круг измерений.

Чтобы прибор постоянно показывал правильные значения, следует позаботиться об условиях его хранения. Лучше всего хранить теодолит в специальном кейсе. Укладывают и достают прибор, придерживая его за подставки или рукоятки. Завершив работу с прибором, прежде чем убрать его в кейс, ослабляют винты, расположенные на зрительной трубе и алидаде.

Когда устанавливают штатив, то ослабляют винты. Выполнив регулировку, винты полностью зажимают. Становым винтом выполняют надёжную фиксацию теодолита сразу же после того, как он будет установлен на штатив. Наводящие и подъёмные винты не расслабляют и не зажимают до упора. При перемещении теодолита на небольшие расстояния его закидывают на плечи вместе со штативом. Большие расстояния прибор должен преодолевать, будучи убранным в кейс.

Что такое нивелир

В картографических и геодезических измерениях в паре с теодолитом применяется еще одно устройство – нивелир.

Прибор служит для определения горизонтали поверхности и измерения разницы в высотах на ландшафте или строящемся объекте.

Главное отличие в том, что по конструкции нивелир проще теодолита, но для работы с ним при проведении расчетов нужен помощник. В базовой комплектации устройство также состоит из трубки, установленной на штативе, но, в отличие от теодолита, нивелир имеет только одну горизонтальную плоскость вращения.

Именно по ней оператор ориентирует сетку трубки прибора, проводя измерения. При этом разница в высотах фиксируется с помощью размеченной рейки, которую в точке измерений вертикально держит помощник.