Материал: Shpora_Po_Geodezii

В таком порядке откладывание ленты в створе линии продолжается до тех пор, пока передний мерщик не израсходует все шпильки (10 или 5); это указывает на то, что отложенное лентой расстояние составляет 200 или 100 м. При этом у заднего мерщика должно быть 10 (или 5) шпилек; одна шпилька находится в земле у переднего конца ленты. Задний мерщик передает переднему 10 (или 5) шпилек и записывает в журнал одну передачу. Дальнейшие измерения выполняются в той же последовательности. Последний отрезок линии, длина которого меньше длины мерного прибора, называется остатком. Измерение остатка производится лентой, причем десятые доли дециметровых делений ленты оцениваются на глаз.

Общую длину измеряемой линии подсчитывают по формуле

Dизм = nl + r, (X.20)

где l — длина ленты; п — число полных укладок ленты; r — остаток.

Для контроля линию измеряют дважды: 20-метровой лентой в прямом и обратном

направлениях либо 20- и 24-метровой лентами—в одном направлении. Расхождения в результатах двойных измерений не должны превышать установленных величин.

Практикой установлено, что относительные погрешности измерения линий штриховымимерными лентами не должны превышать: на местности I класса—1:3000, II класса—1:2000 и III класса— 1:1000.

На точность измерения линий влияют следующие погрешности и условия измерений:

1. Укладка ленты не в створе измеряемой линии вызывает одностороннюю систематическую погрешность, которая может быть уменьшена установкой вешек через каждые 80 - 120 м;

2. Прогиб ленты, для устранения которого ленту встряхивают и натягивают с силой 98 Н;

3. Погрешности в длине самой ленты, определяемые при компарировании (сравнении с эталоном) и учитываемые при измерении;

4. Углы наклона линии к горизонту превышающие 2 , которые учитываются при вычислении горизонтального проложения (d = Dcos) и должны быть измерены эклиметром;

5. Разность температур при измерении t и компарировании t_к превышает 8 , и поэтому в длину линии D вводят поправку за температуру

D_t= (t - t_к)D,

где  - коэффициент линейного расширения материала мерного прибора (для стали  = 12.5 ^. 10^-6);

Кроме перечисленных систематических, на точность линейных измерений влияют и случайные погрешности, связанные с отсчитыванием по шкале ленты, фиксацией концов ленты, ее сдвижка при натяжении, неровностями поверхности вдоль измеряемой линии и другие факторы.

К грубым погрешностям на учебной геодезической практике следует отнести следующие:

а) при вычислении длины линии D = nl+r, неправильно определено число целых отложений ленты длиной l в измеряемой линии. Число отложений n должно соответствовать количеству шпилек у заднего мерщика. Неправильно измерен остаток r - расстояние от заднего нулевого штриха до

центра знака конечной точки;

б) не выполнен контроль измеренного расстояния D, который предусматривает повторное измерение линии в обратном направлении. Расхождение D прямого и обратного результатов допускается не более (1:2000)^. D.

Тогда наклонная длина линии с учетом поправок за компари-рование и температуру мерного прибора будет

D = Dизм + ΔDK + ΔDt . (X.23)

Если при измерении длин линий стальной мерной лентой поправка за компарирование Δlк <2 мм, то ею обычно пренебрегают; при разности температур измерения и компарирования (t—to)<8° поправку за температуру также можно не вводить.

Для перехода от наклонной длины линии к горизонтальной ее проекции необходимо знать угол наклона линии к горизонту v либо превышение h между конечной и начальной точками линии (рис.102, а).

Если измерен угол наклона v линии АВ, наклонная длина которой равна D, то ее горизонтальное проложение

d = D ⋅ cos v.

На практике обычно горизонтальное проложение d находят как разность наклонной длины

линии D и поправки за наклон ΔDH, т. е.

d = D − ΔDH .

Как следует из рис.102, а,

ΔDH = D − d = D − D ⋅ cos v = D(1 − cos v),

или

ΔDH = 2Dsin 2 v/2 (X,24)

Если известно превышение h между крайними точками линии, то поправка ΔDH определится из следующих соображений (см. рис.102, а):

h2 = D2 − d 2 = (D − d)(D + d).

Принимая D – d =ΔDн, D+d ≈ 2D, получим

ΔDH = h^2 / 2D (X.25)

Следует помнить, что поправка за наклон ΔDн всегда отрицательна независимо от знака угла наклона.

Если измеряемая линия АВ состоит из участков, имеющих разные углы наклона (рис.102, б), то для каждого из них измерение. длин и углов наклона, определение поправок за наклон и горизонтальных проложений производится отдельно. Тогда горизонтальное проложение линии АВ определится как сумма горизонтальных проложений ее отдельных участков, т. е.

4

d = d1 + d2 + d3 + d4 = Σ d1

i=1

При измерении расстояний стальными мерными лентами поправки за наклон учитывают, если углы наклона линий превышают 1°.

32. Подготовка теодалита к работе (центрирование, невелирование, подготовка зрительной трубы).

Теодолит, геодезический инструмент для определения направлений и измерения горизонтальных и вертикальных углов при геодезических работах, топографических и маркшейдерских съёмках, в строительстве и т. п.

Перед началом измерений теодолит устанавливается над точкой в рабочее положение. Полная установка прибора в рабочее положение складывается из его центрирования над точкой, нивелирования и установки зрительной трубы для наблюдений.

Центрированием называются действия, в результате которых центр лимба

горизонтального круга совмещается с отвесной линией, проходящей через точку стояния прибора. Центрирование может быть выполнено с помощью нитяного отвеса либо оптического центрира. При центрировании теодолита с помощью нитяного отвеса штатив устанавливается так, чтобы отвес оказался приблизительно над точкой, а головка штатива была примерно горизонтальна.

Затем, ослабив становой винт, теодолит перемещают по головке штатива до положения, когда острие отвеса будет находиться над центром точки; после этого становой винт закрепляют. При центрировании с помощью оптического центрира теодолит перемещают по головке штатива до тех пор, пока в поле зрения центрира центр точки (например, шляпки гвоздя в торце колышка) не совпадет с центром сетки нитей.

Нивелирование теодалита. Т.е. приведение основной оси его в отвесное положение, пользуясь уровнем на алидаде горизонтального круга. Для этого устанавливают уровень по направлению двух исправительных винтов, приводят пузырёк его на середину. Затем поворачивают алидаду по азимуту примерно на 90 градусов так, чтобы ось уровня была параллельна направлению на третий подъёмный винт, и, действуя им, вновь совмещают пузырёк уровня с ссерединой ампулы. Так повторяют эти действия до тех пор, пока пузырёк уровня не будет оставаться в середине ампулыпри любом положении алидады на лимбе.

Установка трубы для визирования. Установить зрительную трубу для визирования – это значит получить в поле зрения трубы резкое и отчётливое изображение сетки нити и наблюдаемого предмета. Для этого зрительную трубу наводят на небо или на белый освещённый предмет и поворачивают окулярную трубочку до получения резкого изображения сетки нити. А чёткое изображение наблюдаемого предмета достигают перемещением фокусирующей линзы, находящейся внутри зрительной трубы, вражением кремальерного кольца.

33. Основные узлы теодолита: отсчетные устройства, уровни, зрительные трубы, их характеристики . Эксцентриситет алидады.

В соответствии с принципом измерения горизонтального и вертикального углов конструкциятеодолита должна включать следующие части (рис. 79).

Основной частью теодолита является горизонтальный круг, состоящий из лимба 3 и алидады 2. В процессе измерения горизонтального угла плоскость лимба должна быть горизонтальной, а его центр - устанавливаться на отвесной линии, проходящей через вершину измеряемого угла. Отвесная линия ZZ, проходящая через ось вращения алидады горизонтального круга, называется осью вращения теодолита.

Ось вращения теодолита ZZ устанавливается в отвесное положение (плоскость лимба – в горизонтальное положение) по цилиндрическомууровню 9 с помощью трех подъемных винтов / подставки 10. Лимб и алидада снабжены закрепительными винтами, служащими для закрепления их в неподвижном положении, и наводящими винтами – для их медленного и плавного вращения.

Визирование на наблюдаемые цели осуществляется зрительной трубой 8, визирная ось VV которой при вращении трубы вокруг горизонтальной оси НН образует проектирующую плоскость, называемую коллимационной. Зрительная труба соединена с алидадой горизонтального круга с помощью колонки 4. На одном из концов оси вращения зрительной трубы закреплен вертикальный круг 5, имеется цилиндрический уровень 7. Зрительная труба имеет закрепительный и наводящий винты.

При измерениях теодолит обычно устанавливается на штативе. Штатив состоит из металлической верхней части - головки и трех раздвижных (переменной длины) деревянных ножек. Концы ножек снабжены металлическими острыми наконечниками для вдавливания их в грунт и надежного закрепления штатива над точкой. Теодолит закрепляется на штативе винтом. К крючку станового винта привязывается нить отвеса, служащая продолжением вертикальной оси вращения прибора ZZ. С помощью отвеса теодолит центрируется над точкой, т. е. устанавливается такимобразом, чтобы ось вращения прибора проходила через вершину измеряемого угла. Становые винты изготавливаются полыми, что дает возможность использовать для центрирования теодолита над точкой оптические центриры.

ОТСЧЕТНЫЕ УСТРОЙСТВА

Отсчетом по угломерному кругу называется угловая величина дуги между нулевым штрихом лимба и индексом алидады

В зависимости от типа и назначения приборов для взятия отсчетов по лимбу применяются верньеры( для теодолитов старых марок), штриховые (микроскопы-оценщики) и шкаловые микроскопы, микроскопы-микрометры и оптические микрометры. В технических теодолитах в качестве отсчетных устройств используются верньеры (в теодолитах старых конструкций с металлическими лимбами), штриховые и шкаловые микроскопы (в оптических теодолитах). Принцип действия указанных отсчетных устройств основан на способности глаза с высокой точностью воспринимать совпадение штрихов одной шкалы со штрихами другой, а также оценивать десятые доли промежутка между штрихами.

Штриховой микроскоп - это отсчетное устройство, в котором интервал между младшим штрихом и индексом оценивается на глаз до десятых долей делений лимба (рис. 80). Изображения шкал и индекс рассматривают через окуляр микроскопа, который располагается рядом с окуляром зрительной трубы.

В теодолите Т30 в поле зрения штрихового микроскопа строятся одновременно изображения шкал горизонтального и вертикального кругов с общим индексом. Отсчеты берут по одной стороне кругов с точностью до 1 минуты

Полезрения отсчетного

микроскопа теодолита Т30.

Отсчеты: по горизонтальному

кругу 70004’; по вертикальному

кругу – 358048’

Шкаловый микроскоп широко используется в современных технических и точных

теодолитах с односторонним отсчитыванием по лимбу. В

поле зрения такого микроскопа видны изображения лимба и шкалы, длина которой равна изображению наименьшего (обычно градусного) деления лимба. Индексом для отсчета служит штрих лимба, расположенный в пределах шкалы (рис. 81). На рис. 81, а показано поле зрения шкаловогомикроскопа теодолита Т5, имеющего шкалы для горизонтального и вертикального кругов, каждая из которых разделена на 60 частей.

Поскольку цена

деления лимба 1°, одно деление шкалы соответствует Г. При отсчете по микроскопу десятые доли наименьшего деления шкалы оцениваются на глаз с точностью до 0, Г.

В теодолитах Т15, 2Т5 (рис. 81, б) отсчеты по горизонтальному кругу производятся по аналогии с предыдущим. Шкала вертикального круга имеет два ряда цифр со знаком «+» и «—», По нижнему ряду со знаком «—» берут отсчеты в случаях, если в пределах шкалы находится штрих вертикального круга с тем же знаком.

У теодолита 2Т30 цена деления шкал отсчетного микроскопа (рис. 81, в) равна 5’, отсчеты поугломерным кругам берутся с точностью 0,5.

Результаты отсчитывания по угломерным кругам с помощью рассмотренных видов шкаловых микроскопов приведены на рис. 81.

УРОВНИ

Уровни служат для приведения осей и плоскостей геодезических приборов в горизонтальное либо вертикальное положение. В точных приборах с помощью накладных уровней измеряют незначительные (порядка нескольких секунд) углы наклона осей. Уровни применяются также в видесамостоятельных приборов при монтаже технологического оборудования и в строительном деле. По форме различают цилиндрические и круглые (сферические) уровни.

Цилиндрический уровень. Цилиндрический уровень (рис. 85, а) представляет собой стеклянную трубку (ампулу), внутренняя поверхность которой в вертикальном продольном разрезе имеет вид дуги АВ круга радиуса от 3,5 до 200 м. При изготовлении уровня ампулу заполняют легкоподвижной жидкостью (серным эфиром или спиртом), нагревают и запаивают. После охлаждения внутри ампулы образуется небольшое пространство, заполненное парами жидкости, которое называется пузырьком уровня. Для защиты от повреждений ампула заключается в металлическую оправу, заполненную гипсом. Юстировка уровня, т. е. его установка на приборе в требуемом положении, выполняется исправительными винтами.

На наружной поверхности ампулы наносятся деления через 2 мм (см. рис. 85, а). Средний штрих 0 шкалы принимается за нулевой и называется нуль-пунктом уровня. Касательная ии к дуге АВ внутренней поверхности уровня в нуль-пункте называется осью уровня. Если пузырек уровня находится в нуль-пункте, то ось уровня горизонтальна. При наклоне оси уровня его пузырек перемещается. Центральный угол, соответствующий одному делению ампулы, называется ценой деления уровня μ. Следовательно, при помощи уровня можно измерять небольшие углы наклона линий, связанных с его осью. Если пузырек отклоняется от нуль-пункта на п делений, то угол наклона оси уровня к горизонту v=nμ.

В геодезических приборах используют цилиндрические уровни с ценой деления от 1" до 2'. Цена деления зависит от радиуса внутренней поверхности ампулы уровня и служит мерой чувствительности уровня, т. е. способности его пузырька быстро и точно занимать наивысшее положение. Кроме того, чувствительность уровня зависит от качества шлифовки внутренней поверхности ампулы, свойств заполняющей жидкости, ее температуры и длины пузырька уровня (длинный пузырек обладает большей чувствительностью, чем короткий).

Нормальная длина пузырька уровня составляет 0,3-0,4 длины ампулы при температуре +20°. Для сохранения длины пузырька при изменении температуры используют компенсированные уровни (рис. 85, б) либо уровни с запасной камерой-камерные уровни (рис. 85, в). Принцип устройства компенсированной ампулы основан на сокращении объема заполнителя путем помещения в ампулу стеклянной трубки 1 с запаянными концами. Запасная камера 2 камерного уровня отделяется от рабочей стеклянной перегородкой с отверстием внизу. Наклоняя уровень, можно перемещать часть паров заполнителя из одной камеры в другую и тем самым регулировать длину пузырька. На некоторых приборах устанавливают реверсивные (оборотные) уровни, позволяющие наблюдать пузырек при опрокидывании уровня на 180°.

Для повышения точности установки пузырька в нуль-пункте используют контактные уровни. В таких уровнях изображение концов пузырька с помощью призменной системы передается в поле зрения трубы (рис. 85, г). Несовмещенное положение концов пузырька уровня соответствует наклонному положению оси цилиндрического уровня. При совмещенных изображениях концов пузырька ось уровня устанавливается горизонтально. Опыт показывает, что точность контактного уровня обычно в 3-4 раза выше точности цилиндрического уровня.

Круглый уровень. Круглый уровень (рис. 86) представляет собой цилиндрический резервуар 1 со стеклянной крышкой 8, внутренняя сторона которой является частью сферической поверхности определенного радиуса. Резервуар заполнен серным эфиром или спиртом и заключен в металлическую оправу 2, прикрепляемую к прибору тремя винтами.

На наружной части стеклянной крышки выгравировано несколько окружностей с общим центром О, являющимся нуль-пунктом круглого уровня. Радиус внутренней сферической поверхности крышки, проходящей через нуль-пункт, называется осью круглого уровня. Если пузырек круглого уровня находится в нуль-пункте, т. е. расположен концентрично с окружностями, то его ось занимает отвесное положение.

Круглые уровни отличаются простотой конструкции и удобством в работе, но менее чувствительны, чем цилиндрические; обычно цена деления составляет 5’ и более. Поэтому круглые уровни используются для предварительного приведения осей приборов в отвесное положение, а также в случаях, когда не требуется большой точности в установке приборов.