Правилно измерване на вертикалните ъгли с теодолит

Много често при извършване на геодезически, проектни и строителни работи е необходимо да се определят различни пространствени величини. Това е далеч от винаги възможно да се направи това с помощта на такива тривиални инструменти като рулетка.

Теодолитът е устройство, предназначено за геодезически, проектни и строителни работи.

Измерването на вертикални ъгли от теодолита е много популярна функция. Познавайки стойността на този параметър и използвайки формулите на тригонометрията, може да се определят линейните размери на обекта от интерес (височина) или разстоянието до обекта.

Самият теодолит

Теодолитното устройство.

Теодолитът е незаменим при извършване на проверка на измерванията на основата на разстояния, хоризонтални и вертикални ъгли. Основните работни елементи са кръгли градуирани везни. Провеждането на целия възможен диапазон от изследвания се осигурява от наличието на хоризонтална и вертикална измервателна скала.

В същата равнина с измервателния клон има още един въртящ се кръг - алидида. На него е фиксирано устройство за отчитане на крайника.

В допълнение към крайниците и алидад, измервателното устройство включва следните основни единици:

1. Стойка с вградено ниво. За да се осигури по-голяма стабилност и настройка спрямо хоризонталното ниво, базата има три крака, оборудвани с устройства, регулиращи тяхната дължина.
2. Оптичен телескоп.
3. Винтовете фини настройка и фиксиране на оптиката по обекта на измерване.
4. Цилиндрично ниво, отразяващо вертикалните ъгли на наклона на самото устройство в процеса на измерване.
5. Оптичен спад.
6. Измервателен микроскоп (бар или скала, в зависимост от дизайна на теодолита) за измерване.

Правилна проверка

В процеса на измерване с помощта на теодолит е възможно възникване на грешки, което по-късно може да доведе до сериозни грешки при определяне на величината на вертикалните ъгли. Постигането на точни резултати е гарантирано при редовно преминаване на комплекс от процедури за калибриране. При възникване на отклонение на резултатите от калибрирането от регулираните стойности, когато е възможно, теодолитът се коригира.

Видове проверка на теодолита: a - монтаж с два винта; b - монтаж на третия винт; проверка на верността на нивото на инсталация.

Има четири вида проверка (корекция):

1. Проверка на взаимната перпендикулярност на осите на цилиндричното ниво и въртенето на устройството във вертикалната равнина.

Работната позиция се определя от въздушния мехур вътре в капсулата на нивото. То трябва да е в средата на скалата. Отклоненията на позицията на въздушния мехур спрямо центъра на скалата на нивото се компенсират от регулирането на повдигащите винтове.

След като се създаде работна позиция, алидадата и нивото се завъртат на 180 °. В новото положение цялата процедура се повтаря отново. Необходимо е да се постигне независимост на нивото на четене от ъгъла на въртене на алидадата.

1. Проверете положението на нишките на измервателната решетка. Вертикалната резба в оптиката на устройството е комбинирана с предварително инсталиран полюс, който има строго вертикално положение. Те трябва да съвпадат. Ако се открият отклонения, е необходимо да регулирате позицията на окуляра. Фиксиращият фиксатор се разхлабва и позицията на окуляра се премества, докато линията на конеца и осевата линия напълно съвпадат.

1. Проверете перпендикуляра на позицията на теодолитната ориентировъчна ос спрямо оста на въртене на телескопа. Тази проверка се нарича проверка за грешка при коалиция. Ако не е изпълнено условието за перпендикулярност, теодолитната ориентировъчна ос по време на въртене ще опише конична повърхност вместо равнина, която ще изведе точността на измерване на вертикалните ъгли извън допустимите граници.

В началния етап на проверката трябва да се определи отдалечена отправна точка, чиято линия на зрение е възможно най-близо до хоризонталната равнина.

Когато измервателното колело е разположено отдясно на оператора, кръстчетата на нишките и избраната отправна точка се комбинират.

Четенията на хоризонталния кръг (КП) се записват. След това теодолитната тръба се развива, алидадът се отделя и се отчитат в лявата позиция на измервателното колело (С). Мащабът на грешката при измерването се определя от формулата:

С = ((К1-Кр) ± 180 °) / 2

Знакът пред 180 ° се определя в зависимост от знака за разликата между K и KP. Ако разликата в показанията е положителна, тогава знакът "-" се взема, в противен случай - "+".

Резултатите от проверката се оценяват от получената стойност на С. Ако тя не надвишава стойността на двойната точност на скалата, теодолитът може да се използва. Излишъкът сигнализира необходимостта от корекция. За да направите това, разхлабете един от вертикалните винтове в телената мрежа. Регулирането на страничния винт съчетава пресичането на нишките на измервателната решетка със зададената референция;

1. Проверете относителното положение на оста на въртене на оптичната тръба и вертикалната ос на теодолита. Изпълнението на това условие гарантира вертикалната позиция на измервателната равнина по време на работа.

На повърхността на стената, разположена приблизително на 10 m, се избира точка, която се намира под ъгъл от 40-50 ° спрямо хоризонта. Тя се ръководи от тръба и фиксирана алидада. След това тръбата се премества в хоризонтално положение и проекцията на точката се маркира на стената чрез завъртане на алидада на 180 ° и придвижване на тръбата през зенита на стената. На хоризонта се забелязва проекцията на първоначално избраната точка. И двете получени прожекционни точки трябва да съответстват. В случай на несъответствие тази грешка при полеви условия не може да бъде компенсирана и теодолитът подлежи на ремонт.

Подготовка за измерване / изпитване

Центриране на теодолита: 1 - теодолит; 2.3 - триножни крака, 4 - оребрени.

Ако всички проверки, предвидени в регламентите, са успешно изпълнени, можем да приемем, че инструментът е в добро състояние и те могат да работят. Преди да започнете измерването на вертикалните ъгли, теодолитът трябва първо да бъде подготвен за работа.

Подготовката се състои в извършване на следните операции:

1. Проверка на положението на измервателното устройство - настройка на централната позиция на диска над зададената точка, като се използва стандартна линия. Централната точка на хоризонтален или вертикален ъгъл обикновено се използва като централна точка.
2. Настройване на повърхността на измервателния диск в хоризонталната равнина. Процедурата се извършва чрез регулиране на повдигащите винтове, докато позицията на мехурчетата в ампулата на равнището съвпада с нулевата точка.
3. Регулиране на оптиката на видимостта - завъртете пръстена за регулиране на диоптъра, докато получите най-добра видимост на мрежата.
4. Настройка на оптиката в измерената точка; Ротацията на Cremaliera настройва яснотата на изображението на обекта.

Измерване и обработка на резултатите

Схема за измерване на вертикални ъгли от теодолита.

На практика измерванията на вертикални ъгли се извършват с помощта на вертикален крайник. Характерна черта е въртенето на крайника в процеса на работа заедно с оптичната тръба в неподвижното положение на алидадата.

Нулевият диаметър на алидадата се дава в хоризонтално положение, контролирано от местоположението на мехурчето в цилиндрично ниво. Веднага щом нулата е настроен, вертикалните ъгли се определят от измерването на положението на вертикалния измервателен кръг.

За да се измерят вертикалните ъгли, теодолитът трябва да бъде готов за работа в съответствие с описаните по-горе методи. При всяко положение на вертикалната окръжност (ляво или дясно) хоризонталната нишка на измервателната мрежа е насочена към точката на измерване. Ако е необходимо, се прави малка регулируема настройка на положението на балончето в нивото спрямо нулевата точка. Получените стойности на крайника се записват в дневника за измерване.

След това се извършва подобна процедура на измерване, когато вертикалният кръг се измества в обратна посока и резултатите се записват.

Изчисляване на измерените вертикални ъгли.

За да се изчисли величината на измерените вертикални ъгли, е необходимо да се изчисли междинната стойност - мястото на нулата. Тази стойност характеризира броенето на крайника на вертикалния кръг с хоризонталното положение на оста на наблюдение на телескопа и наличието на въздушен мехур в средата на скалата на цилиндрично ниво.

Мястото нула се определя от формулата:

Mo = (CL + KP) / 2

където Mo е мястото на нула;

Kl, Kp - показанията на мястото на измервателното колело наляво и надясно, съответно.

Вертикалните ъгли се определят от формулите:

V = Kl-Mo или V = Mo-Kp

където V - стойността на измерения вертикален ъгъл.

Заслужава да се отбележи, че за да се увеличи точността, се препоръчва да се правят измервания няколко пъти с последваща обработка на получените резултати, като се използват методи за математическа статистика.