Кремальера это устройство для фокусирования зрительной трубы геодезического прибора

Прибор теодолит используется при выполнении строительных, геодезических и других работ. Устройство теодолита позволяет точно определять значение вертикальных и горизонтальных углов (существуют такие оптические и электронные приборы).

Схема осей повторительного и простого теодолитов: 1 – подставка теодолита, 2 – лимб, 3 – алидада, JJ – основная ось теодолита, UU – ось уровня, VV – визирная ось, ТТ – горизонтальная ось вращения трубы.

Кроме того, что указанным прибором выполняется измерение горизонтальных и вертикальных углов, его также используют для определения расстояния.

В зависимости от точности прибора существует следующая классификация:

• оборудование высокой точности имеет обозначение Т1;
• приборы с обычной точностью обозначаются Т2, Т5;
• для технического использования подойдут приборы Т15, Т30;
• учебное оборудование маркируется Т60.

Исходя из маркировки прибора можно узнать среднеквадратичную погрешность, которую он будет допускать при измерении углов.

Описание самого теодолита

С его помощью производятся достаточно точные измерения горизонтальных и вертикальных угловых величин.

Внешне он выполнен в виде U-образного оптического устройства, расположенного на вращающейся платформе. Платформа устройства выполнена в форме круга, на котором нанесены угловые деления. Кроме горизонтального, имеется в наличии вертикальный круг с такими же угловыми делениями. Для измерения дальности его оснащают различными дальномерами. Современные теодолиты имеют электронные блоки, которые позволяют повысить точность измерений.

Геометрическая схема теодолита

Центрирование теодолита

Центрирование — это совмещение оси вращения прибора с отвесной линией, проходящей через вершину измеряемого угла. Оно

выполняется с помощью шнурового отвеса. Шнур одевают на крючок станового винта. Передвигая планку, изменяют длину шнура так, чтобы остриё отвеса находилось на высоте 1…2 см от точки. Изменяют длину ножек штатива (предварительно ослабив барашки) так, чтобы остриё отвеса отклонялось не более чем на 1…2 см от точки. При этом головка штатива должна быть примерно горизонтальной. Затем ослабляют становой винт и передвигают прибор на головке штатива до совмещения острия отвеса с точкой с точностью 3…5 мм. Становой винт закрепляют.

Горизонтирование теодолита

Горизонтирование — это приведение оси вращения прибора в отвесное положение. Оно выполняется с помощью подъёмных винтов и уровня при алидаде. Поворотом алидады устанавливают уровень по направлению двух подъёмных винтов (рис. 2.5,а). Вращая их в разные стороны, устанавливают пузырёк уровня симметрично относительно центра ампулы — приводят пузырёк уровня в нулъпункт.

Рис. 2.5

Поворачивают алидаду на 900 (рис. 2.5,6). При этом объектив или окуляр трубы расположится над третьим подъёмным винтом. Вращая этот винт, приводят пузырёк уровня в нульпункт. Точность горизонтирования 0,5…1 деление уровня.

Подготовка трубы к наблюдениям

Подготовка трубы к наблюдениям — это фокусировка (установка) трубы по глазу наблюдателя. Для этого вращают диоптрийное кольцо 7 окуляра (рис. 1.1) и добиваются отчётливого изображения сетки нитей.

Визирование на точку

Визирование — это наведение центра (креста) сетки нитей на наблюдаемую точку. Закрепляют лимб. Ослабив закрепительные винты алидады 11 и трубы 12 (рис. 2.2), с помощью визира 9 наводят трубу на марку (наблюдаемую точку). При этом глаз следует располагать на расстоянии 5…20 сантиметров от окуляра. Закрепляют закрепительные винты. С помощью кремальеры 8 фокусируют трубу по предмету, т.е. получают резкое изображение наблюдаемой марки. С помощью наводящих винтов 14, 15 (рис. 2.1) совмещают крест сетки с центром марки.

Отсчитывание по кругам

Отсчёты по кругам делают с помощью шкалового микроскопа, окуляр которого расположен рядом с окуляром трубы. Яркость поля зрения микроскопа регулируют с помощью зеркала 19. Резкое изображение штрихов лимбов устанавливают вращением диоптрийного кольца 18 (рис. 2.1).

Горизонтальный и вертикальный круги теодолита 2Т30 разделены через 1°. Каждый градусный штрих оцифрован.

Поле зрения микроскопа теодолита 2Т30 показано на рис. 2.4. В верхней части, отмеченной буквой В, видны штрихи вертикального круга и шкалы, а в нижней, отмеченной буквой Г, — штрихи горизонтального круга и шкалы. Угловой размер шкал равен одному градусу. Шкала содержит шесть больших — десятиминутных — делений. Каждое большое деление разделено пополам, т.е. всего на шкале 12 делений, а цена наименьшего деления шкалы составляет 5′. Отсчетным индексом служит градусный штрих лимба, находящийся в пределах шкалы. Отсчет берут с точностью 0,1 наименьшего деления шкалы, т.е. с точностью 0,5′.

Следует помнить, что в пределах шкалы может находиться только один градусный штрих лимба.

По шкале для горизонтального круга минуты отсчитывают всегда слева направо от нуля шкалы до градусного штриха лимба. На рис. 2.4 отсчёт по горизонтальному кругу составляет 225° + 10′ + 0,4.5′ = 225° 12,0′.

Шкала для вертикального круга имеет двойную оцифровку. По нижнему ряду цифр (отрицательной шкале) берут отсчёт справа налево, когда в пределах шкалы находится штрих вертикального круга с отрицательным знаком. На рис. 2.4 отсчёт по вертикальному кругу составляет

-(2° + 35′ + 0,5 . 5′) = -2° 37,5’.

Если в пределах шкалы вертикального круга находится штрих лимба без знака, минуты и их доли отсчитывают по верхнему (положительному) ряду цифр слева направо.

Устройство и поверки точных и технических нивелиров

Нивелиры с компенсатором

Такие нивелиры имеют две основные части: трубу и оптико-меха- нический компенсатор наклона оси вращения. Компенсатор работает в не­большом диапазоне (±10…30′). Предварительная установка оси вращения в отвесное положение выполняется с помощью подъемных винтов по кругло­му уровню, цена деления которого должна быть меньше диапазона работы компенсатора. Принципиальная схема работы компенсатора показана на рис. 2.17

рейка

Рис. 2.17

Компенсатор состоит из двух элементов: неподвижного А, скрепленного с корпусом трубы, и подвижного В, свободно подвешенного на ни­тях, лентах или подшипниках. При отклонении оси вращения прибора О1О1 от отвесного положения ОО наклоняется труба, а с ней смещается и сетка нитей С

. Точка подвеса элемента В выбирается так, чтобы при отклонении оси вращения прибора в сместившееся положение сетки нитей
С1
приходил луч от отсчета а0, соответствующего горизонтальному положению визирной оси.

Сетка нитей нивелиров с компенсатором обязательно снабжается юстировочными винтами.

Нивелир типа Н-ЗК (рис. 2.13) выпускался под шифром Н-ЗК, Н-ЗКЛ. Нивелир типа Н-10К (рис. 2.14) выпускался под шифром Н-10КЛ, 2Н-10КЛ.

Все эти нивелиры снабжены бесконечным наводящим винтом, а для наблюдения за положением пузырька круглого уровня в процессе работы имеют зеркало.

Нивелир 2Н-10КЛ имеет следующие важные особенности: кнопку-толкатель для проверки работоспособности компенсатора и фиксатор, по­зволяющий отключать компенсатор и тем самым предохранять его от полом­ки при транспортировке.

Технические характеристики нивелиров с компенсатором

Нивелирные рейки

Нивелиры Н-3 и Н-5 используются в комплекте с двумя рейками типа РН-3, которые выпускаются иод шифром РН-3-3000С, 2РН-3-3000СП, ЗРН- 3-3000СП. Буква С в шифре означает складную рейку, буква П — цифры пря­мого изображения, число 3000 — длину рейки 3 м.

Рейка РН-3-3000С — деревянная двусторонняя шашечная с санти­метровыми делениями. На основной (черной) стороне нулевое деление шка­лы совпадает с пяткой рейки. На дополнительной (красной) стороне оцифровка сдвинута на 4683 мм на первой и на 4783 мм на второй рейке комплек­та. На обеих сторонах реек подписаны все дециметровые деления, изображе­ние цифр обратное.

Рейка 2РН-3-3000СП аналогична предыдущей, но на дополнительной (красной) стороне оцифровка шкалы сдвинута на 3335 мм. Изображение цифр прямое.

Рейка ЗРН-З-ЗОООСП разборная металлическая односторонняя с пря­мым изображением цифр. Рейка состоит из метровых секций. Шкала каждой нечетной секции раскрашена в черный цвет, четной — в красный. При ис­пользовании секций второй рейки длина может быть увеличена до 5 м.

Нивелир Н-10 используется в комплекте с рейками типа PH-10, кото­рые выпускаются под шифром РН-10-3000С (или -4000С), РН-Ю-ЗОООСП (или -4000СП). Эти рейки аналогичны рейкам РН-3. С пяткой рейки на крас­ной стороне совпадает отсчет 4700 или 4800.

Поверка круглого уровня

Условие:

ось круглого уровня
АА
должна быть параллельна оси вращения прибора ОО.

Осью круглого уровня называют нормаль к внутренней поверхности крышки ампулы круглого уровня в нульпункте. С помощью подъемных винтов приводят пузырек круглого уровня в нульпункт. Поворачивают трубу нивелира на 180 . Если пузырек уровня ос­тался в нульпункте, то условие выполнено. Если пузырек сместился более чем на одно деление, то производят юстировку уровня. Для этого возвраща­ют пузырек к нульпункту на половину отклонения с помощью подъемных винтов. Окончательно приводят пузырек в нульпункт, вращая юстировочные винты круглого уровня. Эти винты в нивелире Н-3 расположены под уров­нем и вращаются шпилькой. В нивелирах Н-ЗК, Н-5 и Н-10КЛ они располо­жены над уровнем и вращаются отверткой.

Для контроля поверку повторяют.

Поверка главного условия нивелира.

Условие

: визирная ось
VV
трубы нивелира в момент отсчета по рейке должна быть горизонтальна.

Для нивелиров с цилиндрическим уровнем и с компенсатором это ус­ловие формулируется по-разному.

Для нивелиров с цилиндрическим уровнем: визирная ось VV должна быть параллельна оси цилиндрического уровня UU.

Для нивелиров с компенсатором: визирная ось VV должна оставаться горизонтальной при наклоне оси вращения прибора в пределах расчетного угла компенсации.

Поверка главного условия может выполняться различными способами. В лабораторных условиях студенты выполняют эту поверку на специальном стенде способом двойного нивелирования одних и тех же точек, расстояние между которыми около 50 м. Первое нивелирование выполняется из середи­ны (рис. 2.21), т.е. с равными расстояниями от нивелира до реек (плечами), второе — с неравными плечами (рис. 2.22).

В точках А и В устанавливают рейки, между ними точно в середине ус­танавливают нивелир, приводят его в рабочее положение и берут отсчеты по рейкам а1

и
b1
. Вычисляют правильное значение превышения

h1 = a1 – b1

Рис. 2.21

Выполняют второе нивелирование тех же точек. Нивелир устанав­ливают перед передней точкой В на расстоянии 2…2,5 м от неё. Приводят прибор в рабочее положение, берут отсчеты a2

и
b2
и снова вычисляют пре­вышение

h2 = a2 – b2

Рис. 2.22

По действующим инструкциям допустимая величина угла негоризонталыюсти визирной оси равна 10″, что соответствует 2,5 мм погрешности в отсчете по рейке при расстоянии между точками А и В 50 м. В лаборатор­ных условиях этот допуск увеличивают примерно в два раза и полагают:

если разность полученных превышений х = h1 – h2 ≤ 4 мм, то условие считают выполненным. В противном случае производят юстировку.

Для этого вычисляют правильный отсчет а2′

(рис. 4.14)

Например: а1

= 1578
b1
= 1225 h1 = + 353

а2 =

1420
b2
= 1090 h2 = + 330

х = + 23 > 4 мм

а2′ = 1420 + 23 = 1090 + 353 = 1443 .

При юстировке нивелиров с цилиндрическим уровнем правильный от­счет а2 устанавливают на рейке с помощью элевационного винта. При этом пузырек цилиндрического уровня сойдет с нульпункта. Вращая шпилькой вертикальные юстировочные винты этого уровня, возвращают пузырек в нуль-пункт. Юстировочные винты расположены под крышкой слева от оку­ляра. В нивелире Н-3 за контактом концов пузырька в процессе юстировки наблюдают в окуляр.

При юстировке нивелиров с компенсаторами центр сетки нитей со­вмещают с правильным отсчетом а3, вращая вертикальные юстировочные винты сетки нитей. В нивелире Н-ЗК эти винты вращают отверткой, в ниве­лире Н-10К — шпилькой. При работе с юстировочными винтами следует помнить правило: сначала ослабляют один винт, затем подтягивают второй; если юстировочных винтов четыре, т.е. два горизонтальных и два вертикаль­ных, то сначала слегка ослабляют горизонтальные винты, а затем вращают вертикальные.

Для контроля поверку повторяют.

Например: а3 = 1444 b3

= 1090
h3
= + 354 х =
h1
— h3 = — 1 мм < 4 мм .

При выполнении поверки главного условия нивелира на учебной прак­тике расстояние между точками А и В выбирают равным 50…75 м.

Удобно выполнять эту поверку на специальном стенде, где превыше­ние между точками А и В равно нулю. В таком случае а2′ = b

2, т. е. на даль­ней рейке сразу устанавливают тот отсчет, который виден на ближней рейке.

Электронные тахеометры

Современное состояние науки и техники позволило по-другому подой­ти к традиционным вопросам геодезии. Столетиями господствовавшее на­правление: детальное изучение устройства приборов, их поверок и исследо­ваний, методики измерений, изучение теории математической обработки из­мерений — быстро уступает место принципиально новому подходу:

1.Прибор должен быть абсолютно надёжным, не требующим постоян­ных поверок и юстировок. Вместо этого должна проводиться ежегодная мет­рологическая (профилактическая) аттестация прибора.

2.Прибор должен быть высокоточным, не требующим применения сложной методики измерений. Отклонения осей от теоретической геометри­ческой схемы должны автоматически учитываться в процессе работы. С вы­сокой точностью должны определяться все три координаты точки.

3.Результаты измерений должны приводить к минимальным невязкам, не требующим строгой математической обработки.

Такой подход определил появление электронного тахеометра, или об­щей измерительной станции (total station). В последние годы электронные тахеометры окончательно вытеснили традиционные оптические теодолиты и светодальномеры как отдельные приборы. Электронный тахеометр стал ос­новным прибором для выполнения топографических съёмок, разбивочных работ, решения разнообразных инженерно геодезических задач. Трудно ука­зать задачу, которая не могла бы решаться с помощью современного элек­тронного тахеометра. Объёмы продаж электронных тахеометров неуклонно растут.

Электронный тахеометр состоит из цифрового теодолита, цифрового светодальномера, мощного микропроцессора с набором прикладных про­грамм, электронного накопителя информации, устройства связи с компьюте­ром. Все ведущие приборостроительные фирмы мира выпускают электрон­ные тахеометры: Sokkia, Nikon, Trimble, Leika. Уральский оптико-механический завод выпускает электронный тахеометр ЗТа-5.

Выпускается целый спектр тахеометров, обладающих различной точ­ностью измерения углов (1 — 7″) и линий (1-5 мм), различными возможно­стями и условиями обслуживания.

Конструкция тахеометров постоянно совершенствуется:

• увеличивается мощность излучателя светодальномера, что позво­ляет измерять расстояния до 1200 м без установки на определяе­мой точке отражателя или использовать плёночные отражатели;

• тахеометр снабжается двухосевыми компенсаторами, лазерным визиром, створоискатслем, алфавитно-цифровой клавиатурой, графическим дисплеем, цифровыми фотокамерами.

Работа исполнителя (оператора такого прибора) сводится к визирова­нию на цель (обычно — веху с отражателем) и нажатию кнопки отсчёта. Наиболее квалифицированным, знающим и понимающим местность, её рель­еф и контурную нагрузку, должен быть человек, выбирающий место уста­новки отражателя, т.е. бывший рабочий.

Большую часть времени оператор тратит на приближённое наведение, перефокусировку трубы, точное наведение. Через несколько часов такой ра­боты внимание оператора снижается, устают глаза, руки, ноги, спина, шея. Поэтому дальнейшее развитие конструкций тахеометров идёт по пути их ро­ботизации, т.е. создания приборов:

— с сервомоторами (простых);

— со следящей системой (полуроботов);

— с дистанционным управлением (роботов).

Эти конструкции принципиально отличаются от любого отечественно­го прибора: их создатели стараются обеспечить комфорт и удобство эксплуа­тации, что прямо сказывается на производительности и качестве работы.

1.Тахеометр с сервомоторами. Прибор не имеет закрепительных вин­тов. Вместо наводящих винтов используются маховики управления сервомо­торами. Чем быстрее оператор вращает маховик, тем быстрее поворачивается прибор.

2.Тахеометр со следящей системой. Эта система смонтирована в бло­ке зрительной трубы под объективом и способна принимать сигнал от излу­чателя, закреплённого на вехе вместе с призмой-отражателем (активный от­ражатель). Следящая система тахеометра удерживает прибор в состоянии на­ведения на отражатель. При перемещении вехи с отражателем сервомоторы разворачивают прибор в направлении на излучатель. При этом прибор удер­живает только одну цель и не перемещается за более яркими объектами. Производительность работы с использованием такого прибора повышается примерно на 50%. Оператор только нажимает кнопку отсчета и подаёт ко­манду на переход отражателя.

3.Тахеометр с дистанционным управлением отличается от предыду­щей конструкции тем, что не требует оператора: сам наводится на отража­тель, сам записывает отсчёты, сам подаёт команду на переход отражателя. Исполнитель работ один: он только устанавливает прибор на станции, ориен­тирует его, вводит исходные данные и далее перемещается с отражателем по точкам, подлежащим съёмке.

Пока наибольшим спросом на отечественном рынке пользуются обыч­ные электронные тахеометры.

Заложенные в микропроцессор любого электронного тахеометра основ­ные формулы следуют из рис. 2.1.

Рис. 2.24

α0 и α1 – дирекционные углы исходной и определяемой сторон

β, υ – горизонтальный и вертикальный углы на определяемую точку

S – наклоння длина измеряемой линии, D – горизонтальное проложение

h – превышение между исходной и определяемо точками

h´ — превышение, вычисляемое по измеренному вертикальному углу

l – высота прибора, V – высота визирной цели (отражателя на вехе)

Лгор, Пгор, Лверт, Пверт – отсчеты по горизонтальному и вертикальному кругам.

Рассмотрим принципиальное устройство такого прибора на примере электронного тахеометра SET-330R японской фирмы SOKKIA. Этот тахео­метр полностью русифицирован, имеет двустороннее табло, лазерный указа­тель направления, точность измерения расстояний — 2 мм, точность измере­ния углов — 3″, измеряет расстояния до ста метров без отражателя. При отключении прибора все показатели сохраняются.

При топографической съёмке используют три режима работы прибора:

• основной режим измерений — режим полярных координат;

• режим тригонометрического нивелирования;

• режим прямоугольных координат.

Панель управления тахеометра снабжена клавишами, аналогичными клавиатуре компьютера.

Это 12 функциональных клавиш F — по 4 на каждой из трёх рабочих страниц (PI, Р2, РЗ), ENTER, стрелки для передвижения по экрану во все четыре стороны, клавиша BS (удаление символа слева), FTJNC (выбор нужной страницы), ESC (листание окон табло назад), SFT (Shift — переклю­чение регистров и выбор типа отражателя), ON (включение прибора), ft (подсветка экрана и включение/выключение лазерного указателя). Одновре­менное нажатие на клавиши ON и ft выключает прибор.

На рис. 2.25 показан вид панели управления, где надписи функциональ­ных клавиш на табло соответствуют первой рабочей странице (Р1).

Рис. 2.25

После включения и горизонтирования прибора на табло устанавливается основной режим измерений — режим полярных координат. Слева высвечиваются: надпись «Измерения», значения наклонного расстояния, вертикального и горизонтального углов. Справа будут показаны: постоянная стандартной призмы (если измерения велись на отражатель), поправка за метеоусловия (ррm — в мм/км), тип используемого отражателя (смена типа отражателя клавишей SFT) и остаточный заряд аккумулятора, указатель включения двухосевого компенсатора, номер страницы режима измерений (PI, Р2, Р3).

В нижней строке табло на первой странице (Р1) в основном режиме:

• над клавишей F1 будет надпись РАССТ — при нажатии на эту кла­вишу прибор измеряет расстояние в заданном режиме, вычисляет результаты и выдаёт на табло значения измеренного наклонного расстояния S, вертикального ВУ и горизонтального ГУ углов;

• над клавишей F2 будет надпись S D h — при нажатии на эту клавишу прибор переходит в режим тригонометрического нивелирования, а на табло отражаются значения наклонной длины S, горизонталь­ного проложения D и превышения А (над уровнем горизонтальной оси вращения трубы, что соответствует h’ на рис. 2.1);

• над клавишей ГЗ будет надпись УСТ 0 (ориентирование лимба) -при нажатии на эту клавишу надпись УСТ 0 мигает; при повторном нажатии на клавишу F3 происходит обнуление отсчёта по горизон­тальному кругу, т.е. ориентирование лимба;

• над клавишей F4 будет надпись КООРД — при нажатии на эту кла­вишу прибор переходит в режим прямоугольных координат.

Работа в первых двух режимах съёмки может выполняться сразу после включения прибора, а работа в режиме прямоугольных координат требует предварительной подготовки:

• выбирают основной режим съёмки;

• на странице Р1 нажимают клавишу F4 КООРД для входа в экран Координаты;

• клавишей J выбирают пункт Ориент ст и затем Коорд ст;

• нажав клавишу F3 РЕДКТ, входят в режим редактирования и по­следовательно вводят значения координат станции (ХО, Y0, НО), вы­соту прибора (Выс И) и визирной цели (Выс Ц); при этом изменение показаний в нижней строке цифр получают с помощью клавиши FUNC;

• по окончании набора нажимают клавишу F4 ДА — снова будет вы­веден экран Координаты;

• трубу прибора наводят на начальное направление, выбирают пункт Уст ГУ, вводят ноль или значение дирекционного угла начального направления (например, значение 125° 16′ 34″ вводится как 125.1634), используя клавишу FUNC и J . Прибор готов к выпол­нению съёмки.

Для съёмки наводят трубу на отражатель, установленный на снимае­мой точке, клавишей ESC снова входят в экран Координаты, выбирают пункт Наблюдения — прибор начинает измерение расстояния и на табло вы­водятся значения трёх координат, вертикального и горизонтального углов. Такие действия повторяются на каждой снимаемой точке.

Кроме координат, можно вывести на экран значения наклонного рас­стояния, горизонтального проложения, превышения, если клавишей ESC выйти на первую страницу (Р1) основного режима измерений. Результаты всех измерений могут быть записаны в накопитель информации.

При сгущении опорных геодезических сетей и при съёмке кривых час­то используют метод «свободной станции», т.е. свободно выбранной опорной точки, с которой видно несколько пунктов с известными координатами. При этом измерения выполняются «на себя». Типичным примером служит обрат­ная засечка (угловая или линейно-угловая). В приборе предусмотрено авто­матическое решение задачи с уведомлением о достаточности исходных дан­ных для нахождения решения. Если исходных данных будет больше мини­мального необходимого числа, прибор выполни! уравнивание и выдаст со­общение о полученных средних квадратических погрешностях координат определяемой точки.

Пример последовательности работы с тахеометром при решении об­ратной засечки по координатам трех точек.

Клавишей FUNC находим страницу 2 (Р2), входим в меню, Обратная засечка, J , ХУН, J, нажимаем F3 РЕДАКТИРОВАНИЕ . Вводим коорди­наты первой точки: X, У, Н, высоту отражателя (или нуль при работе в безот­ражательном режиме); клавишей со стрелкой -» переходим на следующий экран и аналогично вводим координаты второй точки; той же клавишей -» переходим на третий экран и вводим координаты третьей точки. Если счита­ем, что трёх точек достаточно, то нажимаем F4 Измерение, переводя прибор в режим измерений — основной режим работы. Число исходных точек может быть от 2 до 10.

Визируем на первую исходную точку и нажимаем F1 РАССТ. На эк­ран выводятся полярные координаты точки и предлагается ввести новую вы­соту отражателя, если это нужно. Нажимаем F4 ДА, визируем на вторую точку, F4 ДА; визируем на третью точку, F4 ДА. Как только измерений бу­дет выполнено достаточно для решения задачи, над функциональными кла­вишами появятся надписи: F1 — Вычис, F2 — Редкт , F3 — НЕТ , F4 — ДА . Можно либо продолжить измерения, либо закончить.

Нажав F1 или F4, запускаем блок вычислений и на экране появляются координаты определяемой точки и погрешности определения по осям X, У.

Если снова нажать F4 ДА, то полученные координаты будут установ­лены в качестве координат станции при съёмке. Нажав ещё раз F4 ДА, вый­дем на экран установки дирекционного угла направления на первую исход­ную точку. Нажав F3 НЕТ, возвратимся в основной режим съёмки без уста­новки дирекционного угла.

Для решения инженерно-геодезических задач особо интересны две встроенные функции: 1) определение высоты недоступного объекта (НО) и 2) определение недоступного расстояния (ОНР). Первую функцию удобно использовать, когда нельзя получить отражённый сигнал при измерениях без отражателя, например, при определении высоты подвеса провода (верти­кальный габарит).

Рис. 2.26

Работу выполняют в такой последовательности (рис. 2.26):

• устанавливают отражатель непосредственно под объектом, измеря­ют высоту отражателя V;

• наводят прибор на отражатель и в основном режиме работы на странице PI нажимают клавишу Fl РАССТ — прибор измеряет рас­стояние и вычисляет горизонтальное проложение D = Scos v;;

• ослабив закрепительный винт трубы, наводят трубу на провод;

• клавишей FUNC переходят на вторую страницу (Р2) экрана, нажи­мают клавишу F1 МЕНЮ и выбирают пункт Высота НО; начина­ется вычисление превышения hi по формуле

для остановки измерений и вычислений нажимают клавишу F4 СТОП — на табло в строке Выс появляется значение превышения h,;

• вычисляют значение высоты объекта над землёй h = h1 + V.

Примечание: в приборах этой и других фирм (например, Trimble) с большей дальностью работы в безотражательном режиме и с более узким лучом, отражённый сигнал можно получить непосредственно от провода и решать данную задачу прямым способом, определяя отметку нужной точки на кабеле.

Вторую функцию удобно применять при обмере элементов фасадов зданий (рис. 2.26). В этом случае измеряются только расстояния до двух то­чек, а все остальные элементы вычисляются.

Работу выполняют в такой последовательности:

• наводят трубу тахеометра на точку 1 (например, на верхнюю левую точку оконного проёма) и в основном режиме работы на странице Р1 экрана нажимают клавипгу F1 Раест — прибор измеряет расстояние Sj в безотража-тельном режиме, вычисляет ; ;

• наводят трубу на точку 2 (например, на нижний правый угол окон­ного проёма);

• клавишей FUNC переходят на третью страницу экрана (РЗ), нажи­мают клавишу Fl ОНР. Прибор измеряет расстояние S2 и на табло появля­ются записи:

Определение HP

S =

D =

h =

где наклонная длина S соответствует диагонали проёма S; горизонтальное проложение D соответствует ширине проёма d; превышение h- высоте про­ёма h. Задача решается по следующим формулам:

h2 = S2sinv2; D2 = S2cosv2;

; h=h1-h2;

Выход из режима ОНР — клавишей Esc.

Более простые задачи решаются с помощью электронного тахеометра в безотражательном режиме элементарно. Например:

— определение строительного подъема балки (рис. 2.27)

Рис. 2.27

Строительный подъём f, или стрела изгиба балки в вертикальной плос­кости, определяется по формуле

Для определения превышений используют режим тригонометрического нивелирования S, D, h. Тахеометр устанавливают в произвольной точке, с которой видны точки по концам и в середине балки. Так как величина подъ­ёма всегда мала, то точность определения точки 2 в середине балки и, тем более, точек 1, 3 по краям балки может быть достаточно низка — порядка 1 м.

Если стрелу изгиба нужно определять в динамике, т.е. под изменяю­щейся нагрузкой, то сначала наблюдают точки 1, 3, затем точку 2 в моменты изменения величины нагрузки, нажимая на клавишу F1 Расст.

2. Проверка вертикальности конструкции (рис. 2.28).
Рис. 2.28

Невертикальность конструкции — это смещение точки 2 относительно точки 1 по двум взаимно перпендикулярным направлениям. При проверке вертикальности колонн устанавливают тахеометр в точке А по направлению, перпендикулярному ряду колонн. Это направление принимают в качестве оси X. В основном режиме измеряют наклонное расстояние S1 и, нажав кла­вишу F2 S, D, h, определяют горизонтальное проложение D1 . Нажав клави­шу F4 КООРД, переходят в координатный режим и задают координаты станции:

ХА= -D1; YA= 0. В этом случае X1 = 0; Y1 = 0 .

Выполняют наблюдения на верхнюю точку 2. Прочитанные координа­ты будут прямо величинами , . Остаётся по теореме Пифагора вычис­лить вектор крена f.

Если конструкция В имеет переменное сечение, то в результаты изме­рений вводят поправки, определяемые по строительным чертежам.

Тахеометры различных фирм обладают несколько разными возможно­стями, но все они — это высокопроизводительные, удобные и надежные при­боры широкого спектра действия.

Вместе с приёмниками сигналов спутниковых навигационных систем и совершенными программами обработки результатов измерений электронные тахеометры составляют линию, обеспечивающую любые потребности са­мых разнообразных отраслей строительного производства.

Ввод отметки точки

Войти в меню, выбрать Input RL, попадаем в экран редактирования. Клавиши с и d в этом режиме служат для прокрутки цифр 0.. .9, десятичной точки и знаков + и -. Каждую набранную цифру отметки нужно подтвердить клавишей ENTER.

Раздел 3. ОСНОВЫ ПРОМЫШЛЕННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ В ГОРНОМ ДЕЛЕ

Принятие Федерального закона «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» стало основой при формировании новой отрасли российского законодательства по промышленной безопасности, которая появилась в новой редакции общеправового классификатора отраслей законодательства в 1997 г. (Собрание законодательства Российской Федерации. 1997. №1. Ст. 119).

Законодательство по промышленной безопасности занимает одно из важнейших мест среди таких отраслей права, как экологическая и пожарная безопасность, законодательство о санитарно-эпидемиологическом благополучии населения, законодательство по охране труда, защите населения и территории от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера.

Федеральный закон «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» разрабатывался с учетом международного опыта регулирования отношений в данной области. Государства с развитой рыночной экономикой и страны ЕЭС успешно применяют на практике международные и национальные правовые акты, регулирующие отношения в области промышленной безопасности, к которым относятся Директива №82/501/ЕЭС «О предотвращении крупных промышленных аварий» (Директива Севезо), система актов CIMAH по безопасности в промышленности (Великобритания) и др.

Принятие Федерального закона «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» существенным образом изменило правовые отношения в области промышленной безопасности и потребовало разработки пакета подзаконных нормативных правовых актов, которые должны были раскрыть конкретные механизмы применения и использования тех или иных нормативных документов, направленных на снижение риска возникновения аварий при эксплуатации опасных объектов.

При подготовке данного учебного пособия ставилась цель обеспечить широкий круг пользователей аналитическим, толковательным и справочным материалом, который позволил бы объективно представить требования Федерального закона «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» к состоянию промышленной безопасности, как на строящихся, так и действующих производственных объектах.

Приведённые в книге данные будут полезны при разработке мероприятий, направленных на предупреждение потенциальных аварий и катастроф, а также ликвидацию их последствий на опасных объектах.

Резкий прогресс развития производства на всех уровнях деятельности человека привёл к возникновению и эксплуатации опасных производственных объектов, представляющих потенциальную опасность для здоровья обслуживающего персонала, жизни и здоровья людей, находящихся в пределах функционирования этих объектов, а также имущества и среде их обитания.

На современном этапе развития промышленности остро стоит проблема организации работ по совершенствованию промышленной безопасности на опасных производственных объектах в целях недопустимости аварийных ситуаций при их эксплуатации.

В законе «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» определены следующие термины и понятия:

1. Промышленная безопасность опасных производственных объектов (далее – промышленная безопасность) – состояние защищённости жизненно важных интересов личности и общества от аварий на опасных производственных объектах и последствий указанных аварий.

2. Авария — разрушение сооружений и (или) технических устройств, применяемых на опасном производственном объекте, неконтролируемые взрыв и (или) выброс опасных веществ.

3. Инцидент – отказ или повреждение технических устройств, применяемых на опасном производственном объекте, отключение от режима технологического процесса, нарушение положений настоящего Федерального закона, других федеральных законов и иных нормативных правовых актов Российской Федерации, а также нормативных технических документов, устанавливающих правила ведения работ на опасном производственном объекте.

4. Гражданская ответственность — возникшая по закону обязанность возмещать вред, причиненный жизни, здоровью или имуществу других лиц и окружающей природной среде.

5. Идентификация опасных производственных объектов — отнесение объекта в составе организации к категории опасного производственного объекта и определение его типа в соответствии с требованиями Федерального закона «О промышленной безопасности опасных производственных объектов».

6. Лицензия — разрешение (право) на осуществление лицензируемого вида деятельности при обязательном соблюдении лицензионных требований и условий.

7. Опасные производственные объекты — предприятия или их цехи, участки, площадки, а также иные производственные объекты, на которых:

· получаются, используются, перерабатываются, образуются, хранятся, транспортируются, уничтожаются опасные вещества (воспламеняющиеся, окисляющие, горючие, взрывчатые, токсичные, высоко-токсичные, вещества, представляющие опасность для окружающей среды);

· используется оборудование, работающее под давлением более 0,07 МПа или при температуре нагрева воды более 115 градусов Цельсия;

Теодолит его составные части

Устройство теодолита основано на законах оптики, механики, электроники.

Устройство теодолита 2т30

Схема теодолита включает следующие основные части:

• оптическую часть устройства составляет зрительная труба;
• два, перпендикулярно расположенных круга (один вертикальный, другой горизонтальный);
• трагерные системы (позволяющие находится длительное время в устойчивом состоянии);
• встроенный микроскоп (способ измерения может быть штриховой или шкаловой);
• специальная поворотная линейка (именуемая алидадой);
• закрепительный и наводящий винты;
• регулируемый штатив (с его помощью происходит установка на местности и подготовка прибора к работе).

Основные узлы теодолита

Несмотря на многообразие таких измерительных устройств, строение теодолита сохраняется прежним:

• визирная труба, которая закреплена между двух вертикальных колонок;
• отсчётные приспособления (выполнены в форме кругов с нанесёнными по периметру измерительными шкалами);
• в механических аппаратах отсчётные устройства имеют штриховую или шкаловую систему;
• оптический отвес (называется «центрир»);
• настроечное приспособление (называется «кремарьера»);
• все перечисленные системы устройства расположены на штативе.

Кремарьера теодолита позволяет решать следующий круг задач:

• жёстко фиксировать положение визирного оптического устройства (это необходимо для точного снятия показаний с лимба);
• измерять дальность до выбранного объекта;
• производить точное визирование на объекты не зависимо от дальности;
• осуществлять регулировку фокусирующей линзы;
• приводить в строго вертикальное положение главную ось всего аппарата;
• способствует получению так называемого «мнимого изображения».

Отсчётные приспособления

Эти приспособления позволяют отсчитывать деления лимба устройства вплоть до разрешённых долей. Они делятся на три категории: штриховые, шкаловые, микрометры. Угловая шкала может быть расположена на окружности. В этом случае её называют угломерным кругом или лимбом. У каждого из них угловая цена деления лимба имеет свою величину. В реальных приборах точность деления изменяется в интервале от одного градуса до пяти угловых минут. Размер лимба (диаметр) определяется конструкцией теодолита. Величина может изменяться от 72 мм до 270 мм.

В качестве отсчётного индекса могут использоваться: одиночный штрих, двойной штрих, который носит название бисектор, нулевой штрих, штрих основной шкалы имеющегося лимба.

Самым простым отсчётным приспособлением является верньер.

Уровни

Они необходимы для точной юстировки теодолита относительно его вертикальной направляющей. С их помощью производят замеры углов небольшой величины в вертикальной плоскости. Любой уровень состоит из следующих элементов:

• небольшой стеклянной колбы, внутри которой находится специальная жидкость;
• корпуса, которые предохраняет колбу от механических воздействий.

Они изготавливаются круглые или цилиндрические.

Колбы цилиндрических уровней производят из специального стекла, в состав которого введён молибден. Жидкость внутри колбы является этиловым спиртом. На её поверхность наносят не смываемые штрихи с интервалом в 2 мм. Величина минимального угла наклона в любую сторону, при котором наблюдается смещение пузырька, называется величиной предельной чувствительности.

На поверхность стекла цилиндрических уровней наносят окружности от цента к краю с таким же интервалом.

Устройство теодолита

Все группы теодолитов имеют практически одну принципиальную схему своей конструкции. В нее входят такие основные части:

• основание с подставкой, на котором закреплена вращающаяся часть инструмента;
• собственно вращающаяся часть, состоящая из нижнего горизонтального круга с цилиндрическим уровнем, двух вертикальных колонок (одна с вертикального кругом и компенсатором наклона), зрительной трубы и микроскопа отсчитывания.

Более детальное строение подробно изображено на Рис.1. Внешний вид оптического теодолита Т30. Каждый отдельный узел у него имеет свое назначение и взаимоувязан геометрическими и конструктивными связями.

Металлическая широкая площадка (1), служит для крепления инструмента на штативе с помощью станового винта.

Горизонтальный круг (2) в нижней части корпуса прибора состоит из отсчетного механизма (алидады) с закрепительным винтом (3), микрометренного винта (4) наведения, цилиндрической ампулы горизонтального уровня (5) служит для вращения на 360º.

Вертикальный круг (19), представляющий единое целое с вертикальной стойкой (12), содержит в себе отсчетное приспособление с зеркалом подсветки (16) и паз для фиксации буссоли (18). Имеет своим предназначением измерять вертикальные углы (наклона).

На второй вертикальной стойке установлен закрепительный винт (8), кремальера (7) для фокусирования изображения и микрометренный винт вертикального круга (6) для точного выведения зрительной трубы.

В состав зрительной трубы, конструктивно закрепленной между двух стоек, входят визир (9), окуляр в виде линзы для просмотра изображения в поле зрения трубы (10), окуляра отсчетного микроскопа (11) и объектива (17). Она предназначена для наведения на визирные цели.

В конструкции трегера (21), содержащего подъемные винты (15), находятся лимб в виде круглого кольца с размеченными делениями на его шкале (13), его закрепительный (14) и микрометренный (20) винты.

Рис.1.Внешний вид оптического теодолита Т30

Оптические теодолиты, основное предназначение которых в измерении углов, представляют конструктивную схему, состоящую из трех систем:

• измерительной;
• наведения;
• ориентирования.

В систему ориентирования входят геометрические взаимные связи отвесного и горизонтального положения между осями вращения инструмента, уровнями и отвесами.

Система наведения включает в себя вращающиеся механизмы, геометрию и оптику зрительной трубы.

Система измерений представляет вертикальный и горизонтальный круги со шкалами обоих лимбов, отсчетных приспособлений алидады и оптического микроскопа.

Разновидности теодолитов

Современные образцы отличаются многообразием конструктивных особенностей. В основу классификации устройств положены следующие признаки:

• принцип действия;
• допустимая точность проводимых измерений (типы теодолитов);
• конструкции;
• видовым особенностям.

По принципу действия устройства выпускаются:

• механические;
• оптические (отсчёт производится на основе оптической системы);
• цифровые (отсчёт производится с помощью электронных устройств);
• лазерные (заложен принцип лазерных измерителей).

Конструктивно устройства выполняются двух вариантов: повторительный, неповторительный.

Виды теодолитов бывают:

• традиционный;
• с встроенным компенсатором;
• автокаллимационный;
• прямого видения;
• маркшейдерский;
• электронный.

Сегодня принята следующая система обозначения подобных устройств. Буквами обозначают отношение по принятой классификации:

• «Т» — наименование устройства, то есть теодолит. Следующие буквы указывают на отношение к определённому классу.
• М – это, так называемый маркшейдерский теодолит. Их применяют в шахтах, тоннелях, пещерах, горных проходах.
• К – свидетельствует о наличие специального компенсатора, который всецело заменяет уровни.
• П – оснащение инструмента зрительной трубой прямого видения (изображение получается не перевёрнутым).
• А – встроенный автокаллиматор.
• Э – электронные теодолиты.

Читать также: Как определить тантал в домашних условиях

Оптический маркшейдерский теодолит 2Т30М

Высокоточные позволяют производить угловые измерения с допустимой погрешностью в интервале от 0,5 угловых секунд, но не более одной угловой секунды. Второй тип (точные) приборы производят такие измерения с точностью от двух до пятнадцати угловых секунд. Точность технических агрегатов находится в интервале от двадцати до шестидесяти угловых секунд.

Классификации и виды теодолитов

В соответствии с государственными стандартами все теодолиты согласно конструктивной точности измерений именно горизонтальных углов делят на группы:

• высокоточных (Т1, ТБ1), со среднеквадратической погрешностью (СКП) измерения одиночного угла не более одной секунды;
• точных (Т2, Т5) со СКП не более пяти секунд;
• технической точности (Т15, Т30), к которой относятся все другие угломерные инструменты.

В связи с конструктивными особенностями приборов в номенклатуре теодолитов после значений СКП указываются буквенные символы, означающие соответствующий тип инструмента:

• 2Т5К, с компенсатором;
• 4Т30П, с прямым изображением;
• 3Т2КА с автоколлимационным окуляром;
• 2Т30М, маркшейдерский;
• Т30, без буквенных обозначений означает традиционный инструмент с цилиндрическим уровнем при вертикальном круге.

В зависимости от конструкции элементов горизонтальных кругов, статического или вращающегося положения и взаимосвязи лимба и алидады можно выделить еще два вида инструментов:

• повторительные, дающие возможность лимбу вращаться или не вращаться совместно с алидадой вокруг оси, при закреплении алидады и откреплении лимба;
• не повторительные приборы только с закрепляющей функцией лимбов.

Каждый оптический теодолит можно также отнести к какому-то типу в зависимости от назначения его применения:

• геодезический;
• маркшейдерский;
• астрономический;
• тахеометр, которыми были теодолиты с маркировкой ТТ и такие модели Т5, Т30.

Принцип измерения горизонтального угла

Основной принцип измерения угла заключается в определении градусной величины между направлениями на два выбранных объекта. Прежде чем приступить к измерению необходимо повести подготовительные операции, включая горизонтирование.

Далее следует нулевую отметку угломерного круга расположить в направлении на ось измеряемого угла. После этого производят отсчёт угла по шкале горизонтального круга.

Наиболее распространёнными методами измерения считаются:

• метод последовательных повторений;
• метод круговых приёмов.

Последовательность реализации первого метода заключается в следующем. Подготовка и установка в указанном месте. Оптический визир наводится сначала на один выбранный объект. Затем его направляют в направлении на другой объект. Перед этим производится предварительная визуальная наводка. Применяя винт фокусировки, одновременно регулируя диоптрийное кольцо, производят точное наведение на каждый объект. Точность операции оценивают, используя вертикальные нити. Закрепив направление на первый объект, считывают показания, нанесённые на горизонтальном круге. Далее ослабляют закрепляющий винт, переводят направление оптического устройства на второй объект. Повторяют операцию фиксации данных. С него считывают показания и фиксируют.

Второй метод пригоден для измерения горизонтальных углов, находясь в одной точки. Используя алидаду, устройство ориентируют на первый выбранный объект и устанавливают нулевые показания лимба. Далее перемещают зрительную трубу в выбранном направлении (по часовой стрелке). По данным горизонтального круга считываю показания. Расчёт итогового результата производится с учётом установленной погрешности конкретного прибора.

Зрительные трубы геодезических приборов

Для визирования на цели геодезические приборы имеют зрительные трубы. Современные трубы имеют внутреннюю фокусировку.
Основные части труб (рис. 2.4): кожух, линза объектива, линза окуляра, сетка нитей, фокусирующая линза, кремальера.

Рис. 2.4. Схема зрительной трубы.

Сетка нитей — стеклянная пластинка с нанесенными штрихами. Служит для визирования на объекты. Она вставлена в металлическое кольцо с юстировочными (исправительными) винтами.

Визирная ось трубы — воображаемая линия, проходящая через перекрестье сетки нитей и оптический центр объектива. Должна совпадать с оптической осью трубы — линией, проходящей через оптические центры объектива и окуляра.

Фокусирующая линза меняет при своем перемещении положение оптического центра объектива вдоль оптической оси. Кремальера служит для перемещения фокусирующей линзы.

Установка трубы при наблюдениях осуществляется по глазуи по предмету. Установить трубу по глазу конкретного наблюдателя означает добиться четкого изображения в поле его зрения сетки нитей. Достигается путем вращения окулярного кольца после наведения трубы на светлый фон.

Установить трубу по предмету означает получить четкое изображение визирной цели в перекрестье сетки нитей. Достигается вращением кремальеры (фокусированием).

Характеристики зрительных труб:

— увеличение V — отношение угла β, под которым предмет виден в трубу к углу α, под которым предмет виден невооруженным глазом.

Фактически это есть отношение фокусных расстояний объектива и окуляра (рис. 2.5): V = β / α = Fоб / Fок

. В современных трубах
V = 15 х
—
50 х
.

Рис. 2.5. Увеличение зрительной трубы.

— поле зрения трубы — пространство, наблюдаемое в трубу при неподвижном ее положении. Характеризуется углом f = 38 0 / V

, где
V
— увеличение трубы. Чем больше увеличение, тем меньше поле зрения и наоборот. В современных трубах изменяется от 30’ до 2 0 .

— разрешающая способность труб — способность отметить раздельно две близлежащие точки цели. Оценивается углом r

, при котором две точки еще не сливаются в одну. Определяется формулой
r = 60’’/ V.
Если V=20 х

, то
r = 3’’
. Разрешающая способность определяет возможную точность визирования на цель зрительной трубой.

В трубах геодезических приборов изображение целей может быть как прямым (в большинстве современных приборов за исключением высокоточных), так и перевернутым — в приборах устаревших модификаций, еще не снятых с производства.

Источник

Описание основных частей геодезических приборов, теодолитов

Лимбы теодолита

Лимбы оптических теодолитов изготавливают из оптического стекла, они являются стеклянными дисками, на поверхности которых по окружности через заданный интервал (5, 10, 20′ и т. д.) наносят деления. Стеклянный лимб соосно крепится к металлическому кругу, который устанавливают на ось вращения теодолита (горизонтальный круг) или на ось вращения трубы (вертикальный круг). Информация о делениях лимба передается двумя методами.

Зрительные трубы

Зрительные трубы ( рис. 1.67, а ) в геодезических приборах используют для наведения на марки и другие визирные цели и для отсчитывания по рейкам. Современные зрительные трубы являются сложными оптико-механическими устройствами и как минимум состоят из объектива, окуляра, фокусирующей линзы и сетки нитей. Как правило, они дают увеличенное обратное изображение. Однако изготавливают трубы, дающие прямое изображение, для чего между окуляром и объективом помещают оборачивающие системы, формирующие совместно с окуляром прямое изображение.

1.67 . Схемы зрительной трубы с внутренним фокусированием: а — устройство; б — сетка нитей; в — ход лучей; 1 — объектив; 2 — головка фокусирующего устройства; 3 — фокусирующая линза; 4 — исправительные винты сетки; 5 — стеклянная пластинка сетки; 6 — окуляр

Окулярный микрометр

Для уменьшения влияния случайных ошибок визирования трубы высокоточных теодолитов имеют окулярные микрометры, состоящие из подвижного биссектора сетки нитей, связанного с отсчетной шкалой микрометра. При наблюдении биссектор не менее трех раз наводят на визирную цель и в результате определяют среднее значение ε смещения визирной цели (середины биссектора) относительно нуль-пункта биссектора. Выразив ε в угловой мере, определяют поправку в отсчет по лимбу. Применение окулярного микрометра в 1,5-2 раза уменьшает влияние случайных ошибок визирования.

Геометрические параметры теодолитов

Под геометрическими параметрами понимается строгое соблюдение геометрического положения каждого элемента теодолита.

Такими параметрами являются:

• Положение цилиндрического уровня (располагается перпендикулярно оси грандштока).
• Направление линии вращения (вертикальная по отношению к линии самого грандштока).
• Ориентация центральной оси визирной трубки (горизонтирована, не зависимо от направления и величины угла поворота).
• Ориентация зрительной трубы и грандштока (всегда взаимно перпендикулярны).

Инструкция по приведению теодолита в рабочее положение

Подготовка устройства является очень важным этапом перед проведением измерений.

Центрирование

Действие предполагает предварительный выбор, последующую установку теодолита точно над центром известного геодезического пункта. Обычно его проводят, используя оптический центрир. В иных случаях используют обычный строительный отвес.

Горизонтирование

Предполагает установку горизонтального круга, используя показания уровней в горизонтальное положение.

Его выполняют, завершив дополнительную проверку уровня алидады. Регулировку производят подъёмными винтами.

Фокусировка

Фокусировка устройства предполагает установку чёткого изображения. Точность установки оценивается по чёткости наблюдаемой сетки нитей. Её проводят медленным изменением положения диоптрийного кольца. Перемещение продолжается, пока не будет получено отчётливое изображение каждой нити.

Измерение теодолитом

Измерения горизонтальных и вертикальных углов производят на проверенном устройстве. Перед проведением измерений необходимо проверить плавность движения всех движущихся частей аппарата. Производят поворот алидады устройства, винтов, кремарьеры. Снижение возможных погрешностей достигается при вращении алидады в выбранном направлении. Движения должны быть плавные без резких рывков. Не целесообразно проводить возвратно-поступательные движения.

Перед тем, как приступить к измерениям угла в горизонтальной плоскости, устройство устанавливают вертикально над точкой отсчёта. Затем производят необходимые подготовительные действия. Для получения хороших результатов следует повторить эти действия несколько раз. Это позволит устранить возможные ошибки и неточности, которые могут негативно повлиять на результат измерений.

Процессы измерения углов в разных плоскостях принципиально отличаются. Эти отличия заключаются:

• Горизонтальный угол вычисляется как арифметическая разность между измеренными величинами. Вертикальный угол определяется между плоскостью и величиной подъёма зрительной трубы.
• Измерение горизонтального угла производится на заранее выбранных участках круга, измерение вертикального производится без проведения перестановок.
• Число приёмов определения горизонтальных углов превышает это число для вертикальных углов.

Обработка проведенных измерений заключается в проведении расчётов средних значений. Результат вычитают из других результатов. Таким образом получают «приведенное направление». В качестве подтверждающего контроля точности проведенных измерений используется оценка коллимационной ошибки. Она получается на основании имеющихся паспортных данных о точности теодолита.

Если необходимо получить боле точные вычисления можно воспользоваться методами теории вероятности и математической статистики. Вычислить математическое ожидание и дисперсию.

Основы геодезии

Прибор для измерения на местности горизонтальных и вертикальных углов называется теодолитом.

У первых теодолитов в центре угломерного круга на острие иголки помещалась линейка, которая могла свободно вращаться на этом острие (как стрелка у компаса); в линейке были сделаны вырезы и в них натянуты нити, играющие роль отсчетных индексов. Центр угломерного круга помещали в вершину измеряемого угла и надежно его закрепляли. Поворачивая линейку, совмещали ее с первой стороной угла и брали отсчет N1 по шкале угломерного круга. Затем совмещали линейку со второй стороной угла и брали отсчет N2. Разность отсчетов N2 и N1 равна значению угла. Подвижная линейка называлась алидадой, а сам угломерный круг назывался лимбом. Для совмещения линейки-алидады со сторонами угла применялись примитивные визиры.

Современные теодолиты, сохранив идею измерения угла, конструктивно значительно отличаются от старинных теодолитов. Во-первых, для совмещения алидады со сторонами угла используется зрительная труба, которую можно вращать по высоте и по азимуту; во-вторых, для отсчета по шкале лимба имеется отсчетное приспособление, в третьих, вся конструкция теодолита закрыта прочным металлическим кожухом и т.д. Для плавного вращения алидады и лимба имеется система осей, а сами вращения регулируются зажимными и наводящими винтами. Для установки теодолита на земле применяется специальный штатив, а совмещение центра лимба с отвесной линией, проходящей через вершину измеряемого угла, осуществляется с помощью оптического центрира или нитяного отвеса.

Стороны измеряемого угла проектируются на плоскость лимба подвижной вертикальной плоскостью, которая называется коллимационной плоскостью. Коллимационная плоскость образуется визирной осью зрительной трубы при вращении трубы вокруг своей оси.

Визирная ось трубы (или визирная линия) – это воображаемая линия, проходящая через центр сетки нитей и оптический центр объектива трубы.

Перечислим основные части теодолита (рис.4.4):

Лимб – угломерный круг с делениями от 0o до 360o; при измерении углов лимб является рабочей мерой (на рис.4.4 не показан).

Алидада – подвижная часть теодолита, несущая систему отсчитывания по лимбу и визирное устройство – зрительную трубу. Обычно всю вращающуюся часть теодолита называют алидадной частью или просто алидадой (2 на рис.4.4).

Зрительная труба крепится на подставках на алидадной части (3).

Система осей – обеспечивает вращение алидадной части и лимба вокруг вертикальной оси.

Вертикальный круг служит для измерения вертикальных углов (4).

Подставка с тремя подъемными винтами (5).

Зажимные и наводящие винты вращающихся частей теодолита: лимба (8,9), алидады (6,7), трубы (10,11); зажимные винты называют также закрепительными и стопорными, а наводящие – микрометренными.

Штатив с крючком для отвеса, площадкой для установки подставки теодолита и становым винтом.

12 – винт перестановки лимба; 13 – уровень при алидаде горизонтального круга; 14 – уровень вертикального круга; 15 – винт фокусировки трубы; 16 – окуляр микроскопа отсчетного устройства.

Рис.4.4

В теодолитах различают три разных вращения: вращение зрительной трубы, вращение алидады и вращение лимба; при этом вращение трубы и вращение алидады снабжаются двумя винтами каждое – зажимным и наводящим. Что касается вращения лимба, то оно оформляется по-разному. В повторительных теодолитах лимб может вращаться только вместе с алидадой; в теодолите Т30 (2Т30 и т.п.) для вращения лимба имеются два винта: зажимной и наводящий, причем они работают только при зажатом винте алидады. В теодолите Т15 первых выпусков лимб скреплялся с алидадой с помощью специальной защелки и в таком положении совместное вращение алидады и лимба регулировалось винтами алидады. В точных и высокоточных теодолитах вращение (перестановка) лимба выполняется специальным бесконечным винтом (позиция 12 на рис.4.4-б).

Рекомендовать Google:

Правильная эксплуатация

Соблюдение правил эксплуатации теодолита позволит не допустить серьёзных ошибок при проведении измерений. Эти правила включают последовательность действий на различных этапах эксплуатации аппарата:

• во время хранения;
• при подготовке к работе;
• во время проведения измерений;
• последовательность оценки полученных результатов;
• порядок сборки теодолита после работы.

Особое внимание следует уделять всем этим правилам в особых условиях окружающей среды: температуре, влажности, силе ветра, освещённости. Практически все теодолиты имеют интервал разрешённых для эксплуатации температур от -25 °С до +50 °С любой влажности. Однако следует помнить, что слишком низкие или высокие температуры влияют на точность снимаемых показаний.

Поверки теодолита

Как и любой измерительный прибор, теодолит должен периодически проверяться. Эта операция в метрологии называется поверкой. Периодичность поверки для каждого типа теодолитов устанавливается индивидуально. В каждую поверку входит перечень наиболее важных параметров, влияющих на точность измерений.

К этим параметрам устройств относятся:

• механические (отсутствие деформации на основных механических деталях, сохранность шкал измерения, надёжность резьбовых соединений, отсутствие элементов коррозии);
• характеристики оптической системы устройства;
• геометрические параметры измерительных элементов;
• работоспособность цилиндрического или кругового уровня алидады;
• величина коллимационной ошибки;
• равенство длины всех элементов штатива;
• точность положения и фокусировка сетки нитей;

Во время проведения поверок производят регулировку параметров устройства оказавшихся за границами допуска.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.