лекции по геодезии. Общие сведения по геодезии. Предмет геодезии
 Скачать 15.89 Mb.
|
|
Тема: Поверки и юстировки теодолита. Измерения углов. 1. Поверки теодолита Поверки теодолита заключаются в установлении правильности выполнения ряда геометрических условий, предъявляемых к прибору. Исправления замеченных неисправностей называется юстировкой.  1.1. 1–я поверка. Ось уровня должна быть перпендикулярна вертикальной оси вращения прибора     Если пузырек отклонился от середины более чем на одно деление, то исправительными винтами уровня пузырек перемещают к середине ампулы на половину дуги отклонения.  На вторую половину пузырек уровня перемешают при помощи тех же подъемных винтов. Для контроля поверку повторяют. 1.2. 2–я поверка. Одна из нитей сетки должна быть горизонтальна, другая – вертикальна  В противном случае отверткой ослабляют четыре крепежных винта окуляра, расположенных под колпачком, и поворачивают окулярную часть трубы до совмещения вертикальной нити сетки с нитью отвеса, после чего винты вновь закрепляют.  1.3. 3–я поверка. Визирная ось зрительной трубы должна быть перпендикулярна оси вращения трубы (коллимационная ошибка)  Для выявления коллимационной ошибки выбирают удаленную, хорошо видимую точку, расположенную так, чтобы линия визирования была примерно горизонтальна.  Находят пересечение нитей на эту точку и производят отсчет по горизонтальному кругу. Например, при круге право он равен 198о33,0’.  Наводят пересечение нитей на ту же точку при круге лево и производят отсчет. Например: КЛ = 18 º 30,0’.  Величину коллимационной ошибки С вычисляют по формуле:  Знак перед 180о выбирается в зависимости от знака слагаемого КЛ–КП; если оно положительно, то знак «-», если отрицательно, то «+». В примере:   . Если С не превышает двойную точность по шкале прибора, то исправление не производится. В нашем примере точность шкалы теодолита Т30 составляет 0,5', и значение С > 1' недопустимо.  Если С превышает двойную точность отсчета по шкале прибора, то нужно исправить положение визирной оси. Для этого вычисляют исправленный отсчет по горизонтальному кругу, в котором число градусов берется из последнего отсчета, а количество минут вычисляется как среднее арифметическое числа минут обоих отсчетов.  В приведенном примере исправленный отсчет будет равен 18033,0', его устанавливают по горизонтальному кругу наводящим винтом алидады. Пересечение нитей сойдет с точки.  1.4. 4–я поверка. Ось вращения зрительной трубы должна быть перпендикулярна вертикальной оси теодолита (гарантируется заводом)        Снова наводят перекрестие нитей сетки на точку и опускают трубу до горизонтального положения.  Если отметки совпадут, условие выполнено.  2. Приведение теодолита в рабочее положение 2.1. Центрирование прибора  Центрирование теодолита заключается в установке центра лимба над вершиной измеряемого угла с помощью отвеса. 2.2. Приведение плоскости лимба в горизонтальное положение  Приведение плоскости лимба в горизонтальное положение с помощью уровня горизонтального круга и подъемных винтов. Устанавливают уровень параллельно двум подъемным винтам и с их помощью перемещают пузырек на середину.  Поворачивают алидаду на 90° и третьим подъемным винтом устанавливают пузырек уровня в нуль–пункт. 2.3. Установка трубы по глазу  Установка трубы по глазу производится вращением диоптрийного кольца до наилучшей видимости нитей сетки, при этом труба должна быть наведена на светлый фон.  2.4. Установка по предмету  Установка трубы по предмету производится с помощью кремальеры, вращением которой добиваются четкого изображения предмета.  3. Измерения теодолитом 3.1. Горизонтальный угол  Измерение горизонтальных углов может быть выполнено способом приемов, способом повторений и способом круговых приемов. В инженерной практике наиболее распространенным является способ приемов. Измерение начинается с наведения на правую точку. Измерение угла состоит из двух полуприемов (КП, КЛ). Между полуприемами лимб сбивают на 1–2º.    Затем с помощью наводящих винтов алидады и зрительной трубы производят окончательное навидение на визирную цель. Далее производят отсчет с правой визирной цели. Отсчет записывают в журнал.  После этого открепляем алидаду и наводим теодолит на левую визирную цель. Снова проводим отсчет.  Значение угла равно разности отчетов на правую и левую визирную цель. Если значение отсчета на правую визирную цель получается меньше значения отсчета на левую визирную цель, то к нему прибавляется 360º. Таким образом, получаются значения угла из первого полуприема.   Далее переводят трубу через зенит и поворачивают алидаду на 180 º, смещают лимб примерно на 1–2º, для чего делают два–три оборота наводящим винтом лимба. Аналогично выполняется измерение угла вторым полуприемом. Отсчеты записывают в журнал.  Контроль: расхождение значения углов в полуприемах не должно превышать двойной точности прибора. Если расхождения значений угла более 1', запись в журнале зачеркивается, отсчет на лимбе сбивается и измерение повторяется. За окончательное значение угла берут среднее арифметическое, полученное из двух полуприемов. Окончательное значение округляется до 0,1'. 3.2. Угол наклона Угол наклона – вертикальный угол, составленный направлением на данную точку с горизонтальной плоскостью.  Вертикальный угол измеряется с помощью вертикального круга. Вертикальный круг состоит из лимба и алидады. В отличие от горизонтального круга, лимб вращается вместе со зрительной трубой при неподвижной алидаде. Нулевой диаметр алидады приводится в горизонтальное положение при помощи цилиндрического уровня. Если нулевой диаметр алидады параллелен оси уровня, то отсчет по вертикальному кругу дает угол наклона V. Если это условие не выполняется, необходимо определить место нуля вертикального круга.  Перед измерением угла наклона прибор устанавливают в рабочее положение. Наводят среднюю горизонтальную нить сетки на определяемую точку – например, при круге право.  Пузырек может при этом отойти от середины ампулы. В таком случае его устанавливают в середину подъемным винтом, расположенным в направлении визирования. Если горизонтальная нить сетки сойдет с точки, ее снова подводят.   И производят отсчет при круге право. Отсчет записывают в журнал.  Затем переводят трубу через зенит и поворачивают алидаду на 180º.  И производят аналогичные действия при круге лево.  Затем вычисляют место нуля (М0). Местом нуля называется отсчет по вертикальному кругу, когда визирная ось зрительной трубы горизонтальна, а пузырек уровня находится в нуль–пункте. Место нуля и угол наклона вычисляются по формулам:  Показателем правильности измерения служит постоянство места нуля, колебание которого не должно превышать двойной точности прибора, то есть 1' для (2T30). ЛЕКЦИЯ 10 Тема: Линейные измерения 1. Приборы для измерения линий Линейные измерения на местности могут выполняться непосредственно (с помощью мерных приборов) и косвенно (с помощью дальномеров). В качестве мерных приборов используются: 1.1. Стальные мерные ленты со шпильками  1.2. Стальные рулетки различной длины (от 2 до 100 м) в открытом или закрытом корпусе  1.3. Инварные ленты и проволоки (сплав железа и никеля в соотношении 64:36) 1.4. Дальномеры различной точности  Наиболее простым из дальномеров является нитяной. Более сложные – светодальномеры и лазерные.  Для транспортировки лента наматывается на металлическое кольцо. До начала работы новой лентой ее следует прокомпарировать. Компарирование ленты – это сравнение длины рабочей ленты с длиной эталона. Выполняется на компараторах.  На концах компаратора укрепляются металлические шкалы длиной 150 мм. При компарировании измеряется температура воздуха (tкомп.). 2. Порядок измерения линии лентой Перед измерением линии конечные точки закрепляются. В конце линии ставится веха. При длине линии более 200 м она предварительно провешивается, то есть в створ линии ставятся дополнительные вехи.  Измерение линии производят два мерщика – передний и задний. У заднего мерщика одна шпилька, а у переднего – 10. Задний мерщик выставляет переднего в створ линии и собирает шпильки. Когда у заднего мерщика набирается 10 шпилек, он передает их переднему и записывает передачу.  Схема измерения линии лентой В результате длина линии вычисляется по формуле:  ,где N – количество передач по 10 шпилек; n – количество шпилек у заднего мерщика, не считая шпильки, которая в земле; r – остаток. Линия обязательно измеряется прямо и обратно. При измерении записывается температура воздуха (tизм.). ЛЕКЦИЯ 4 Тема: Введение поправок в измеренную длину линии. Определение неприступных расстояний. Дальномеры 1. Учет поправок при линейных измерениях. Точность измерений В измеренное значение длины линии вводят следующие поправки: ΔDk – поправка за компарирование, ΔDt – поправка за температуру, ΔDν – поправка за наклон линии.  ,где D – длина измерительной линии, Δl – поправка за компарирование. Если поправка положительная, то есть длина ленты больше 20 м, то поправка прибавляется, если отрицательная – отнимается.  ,α – линейный коэффициент расширения стали (12*10-6); поправка за температуру вводится если (tизм. – tкомп.) > 8º.   ; ; ; ; .Тогда в общем виде:  .При измерении длин линий не только мерной лентой, но и другими мерными приборами (рулетками, инварными проволоками) вводятся те же поправки. Точность измерений линий лентой зависит главным образом от характера местности: при идеальных условиях – 1/3000; при средних условиях – 1/2000; при неблагоприятных условиях – 1/1000. Например: точность 1/2000 означает: на 100 м ± 5 см. 2. Определение неприступных расстояний В некоторых случаях, вследствие каких–либо препятствий, измерить линию продольного хода непосредственно лентой невозможно. 2.1. 1–й случай: (точка В недоступна для линейных измерений). По теореме синусов Разбиваем на местности ≈ равносторонний треугольник. Измеряем углы: ß1, ß2, ß'1, ß'2 и базисы b1, b 2. Тогда неприступное расстояние АВ определяется по теореме синусов:   ; ; .При заданной точности измерения базисов 1:2000, предельное расхождение между двумя определениями d не должно превышать 1:1000. За окончательное значение берется среднее из двух определений.
Разбиваем на местности примерно равнобедренные треугольники ABC, ABC1. Этот способ применяется, когда между точками A и В нет взаимной видимости.   Измеряются базисы: a1, a 2, b1, b 2. Расстояние определяется по теореме косинусов. Расстояние определяется дважды. Расхождение между двумя определениями – 1/1000. За окончательное значение берется среднее. 5. Оптические дальномеры Наиболее распространенным типом дальномеров является нитяной.  Здесь р – расстояние между дальномерными нитями; n – количество делений дальномерной рейки между дальномерными нитями; р – коэффициент дальномера, который обычно равен 100; n – количество делений дальномерной рейки, видимых в трубу между дальномерными нитями. Расстояние с помощью нитяного дальномера определяется по формуле:  .При измерении наклонных расстояний дальномером визирный луч направлен наклонно.  Если бы рейка стояла перпендикулярно лучу MN, то взяв по рейке отчет n', мы определили бы расстояние:  где C – постоянное слагаемое дальномера. В действительности же рейка всегда ставится вертикально и берется отчет n. Считая треугольник прямоугольным, получим:   Следовательно:  Тогда горизонтальная проекция d равна:  Исследованиями установлено, что точность измерения расстояний нитяным дальномером при использовании технических теодолитов ≈ 1/300. С другими оптическими дальномерами можно ознакомиться в учебнике Д.А. Кулешова, Г.Е. Стрельникова «Инженерная геодезия для строителей». В настоящее время для определения расстояний разработаны светодальномеры и лазерные дальномеры. Устройство этих приборов основано на измерении времени, необходимого для прохождения электромагнитных волн в прямом и обратном направлениях.   Считая, что скорость распространения электромагнитных волн V известна, можно записать:  .Прибор состоит из приемопередатчика, установленного на начальной точке, и отражателя, установленного на конечной точке линии. Скорость распространения электромагнитных волн в вакууме: V = 2997925 ± 0,4 км/c. ЛЕКЦИЯ 12 |