Измерение углов, линий и превышений при помощи современных геодезических приборов

Министерство образования  и науки РФ

ФГБОУ ВПО (ВСГУТУ)

Кафедра «

 

 

 

 

 

 

Реферат

На тему: « Измерение углов, линий и превышений при помощи

современных геодезических  приборов»

 

 

 

 

 

 

Выполнил: Муханов Евгений 

Студент группы Б 332-2. СФ

Проверил: Дамдинова Р.Ш.

 

 

Улан – Удэ,

2013 г.

Содержание

1. Теодолит. Поверки, устройство. Измерение горизонтальных углов, углов наклона с помощью теодолита.
2. Виды нивелиров их применение и устройство
3. Дальномер

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Теодолит

 Назначение

 

Теодолит предназначен для измерения вертикальных и  горизонтальных углов, для измерения  расстояний и определения магнитных  азимутов по буссоли. В соответствии с ГОСТом 10529-86 теодолиты по точности измерения углов разделяются  на:

• высокоточные (Т-1)
• точные (Т-2,Т-5)
• технические (Т-15, Т-30)

(цифры  – это средняя квадратичная  ошибка измерения углов).

Устройство теодолита

 

 

Подготовка  теодолита к работе

 

С начала устанавливается и регулируется штатив. Верхняя часть штатива (головка) должна быть горизонтальна плоскости, на которой располагается, а высота  соответствовала росту наблюдателя. После того как был установлен штатив закрепляется теодолит (в футляре)  с помощью станового винта. На крючок станового винта подвешивается  нитяной отвес. Длина нити отвеса регулируется перемещением планки вдоль  нити. Отклонение острия отвеса от точки  местности не должно превышать 1-3 мм. Затем цилиндрический уровень при  алидаде приводится в положение  параллельное двум подъемным винтам и при их одновременном вращение (во внутрь или наружу) устанавливается  уровень (пузырек в середине ампулы). После чего алидада разворачивается  на 90^о и опять устанавливается уровень, вращая третий винт. Такая операция проводится до тех пор, пока при любом положение алидады пузырек уровня не будет отклонятся больше чем на одно деление.

 

Поверки теодолита

 

Поверка цилиндрического уровня алидады  горизонтального круга.

Перпендикулярность оси уровня вертикальной оси теодолита проверяется  следующим образом. Сперва алидада  поворачивается так, чтобы уровень  располагался параллельно прямой, соединяющей  два подъемных винта подставки, и вращением этих винтов в противоположных  направлениях вывести пузырек уровня на середину. После алидада поворачивается на 90^о и третьим подъемным винтом пузырек уровня выводится на середину. Затем повернув алидаду  на 180^о и оценивается смещение пузырька от среднего положения. Если при поверки уровня смещение его пузырька превышает одно деление, то половина смещения исправляется с помощью исправительных винтов уровня. А вторая половина с помощью вращения подъемного винта.

 

Поверка коллимационной ошибки.

Не перпендикулярность визирной оси  зрительной трубы горизонтальной оси  определяется следующим образом. При  положение теодолита «круг слева» наводится зрительная труба на визирную цель, удаленную не менее чем на 50 метров, направление на которую  горизонтально (отклонение не более 2^о), и с горизонтального лимба снимается показание Л₁. Потом повторяется наведение при положение теодолита «круг справа» и снимается показание П₁. После освобождается закрепительный винт лимба, и теодолит разворачивается на 180^о и снова закрепляется. На туже цель опять наводится зрительная труба и при двух положениях теодолита снимаются показания Л₂ и П₂. После того как все отсчеты сняты производится расчет по формуле: .

Если  при поверки коллимационная ошибка превышает двойной точности отсчетного приспособление теодолита (для теодолита 2Т-30  с=2^/), то производится юстировка (исправление) следующим способом. Сначала вычисляется «правильный» отсчет (М), в зависимости от того, при каком круге были закончены измерения, по следующим формулам: М=П₂+с  или   М=Л₂-с. После наводящими винтами устанавливается алидада так чтобы горизонтальный лимб показывал вычисленный «правильный» отсчет. Смещенную сетку нити совмещают с наблюдаемой целью (точкой) вращением исправительных винтов сетки.

 

Пример: КЛ₁=154^о 32^/         КЛ₂=148^о 50^/

                    КП₁=334^о 34^/         КП₂=328^о 50^/

Поверка равенства подставок зрительной трубы.

Параллельность оси уровня при  трубе визирной оси зрительной трубы  проверяется следующем способом. От стены на расстояние 10 – 20 метров устанавливается теодолит в рабочем  состояние и на высоте выбирается точка.  После этого зрительную трубу приводят в нулевое состояние (отсчет по горизонтальному кругу 0^о00^/) и отмечают на стене проекцию перекрестия сетки нитей. Затем зрительную трубу переводят через зенит и опять наводят на точку, которая была выбрана первоначально. А на стене в нулевом уровне отмечается вторая проекция перекрестия нитей. Если намеченные на стене точки совпадают, то исправление не требуется. Юстировка производится только в мастерской. Если теодолит предусматривает использование для работы в горной или пересеченной местностях, то необходимо вычислить величины углов наклона оси вращения зрительной трубы: , где p₁p₂ – расстояние между двумя отмеченными проекциями; d – расстояние от прибора до стены; - угол вертикального лимба; = 206265^//.  i 2t (30^//).

 

Поверка положения  сетки нитей.

На хорошо видимую точку наводится  зрительная труба. Изображение цели должно оказаться совмещенным с  концом вертикальной нити сетки. Затем  зрительная труба вращается вокруг своей оси. Если точка будет перемещаться

вдоль нити, то сетка установлена  правильно. Если изображение точки  будет отклоняться от сетки нити (как показано на рисунке), то оправу сетки нитей необходимо поправить. Для исправления необходимо в  начале ослабить винты, которые скрепляют  сетки нитей с корпусом трубы, а потом, поворачивая их привести сетки нитей в нужное положение.

 

Измерение горизонтальных углов

 

Способ приемов

Поверенный  теодолит устанавливается в рабочем  положении. Затем на выбранные точки (А и В) наводится зрительная труба, в начале на глаз с помощью визира, потом с помощью фокусирующего  винта и диоптрийного кольца. После  начинают работу с теодолитом (измерения  угла). Измерение углов проводим при произвольном положение теодолита.

Измерение углов  проводится следующим образом. Зрительную трубу наводят вертикальной нитью  на первую точку (точку А). Производится отчет по горизонтальному кругу  и записывается в журнал установленной  формы (смотреть ниже). После закрепительный винт алидады ослабляется и по ходу часовой стрелки зрительная труба наводится на вторую точку (В) и производят отсчет. Все выше выполненные действия составляют первый полуприем   измерения   горизонтального   угла,  величина

которого  вычисляется разностью отчетов. Затем выполняется второй полуприем  измерения угла. Труба переводится  через зенит и наводится  на точки. А и В при другом положение круга, и снимаются отсчеты. На этом второй полуприем заканчивается. Если между вычисленными значениями угла при каждом полуприеме расхождения не превышают удвоенной точности отчетного микроскопа, то окончательное значение угла вычисляют как среднее арифметическое. Если расхождения превышают более чем 2t, то измерение угла придется повторить после проверки устойчивости штатива и закрепления теодолита в подставки и на штативе.

.

 

Измерения углов наклона

 

Теодолитом можно  измерить не только горизонтальные углы, но и вертикальные. Измерение углов  наклона происходит при помощи вертикального  круга. Углы могут быть положительными и отрицательными в зависимости  от расположения трубы (выше или ниже относительно линии горизонта трубы).

Измерения угла происходит как правило при двух положениях трубы «круг слева» и «круг  справа». Отсчеты снимаются после  наведения горизонтальной нити сетки  зрительной трубы на нужную цель с  вертикального круга, причем при  снятие отсчета для положение  трубы «круг справа» минуты отсчитываются  не как обычно (слева направо), а  справа налево. После снятия отсчетов производятся расчеты по формулам: . Если \МО\>2t, то  место нуля необходимо исправлять.

Пример:

Л= 8^о49^/               МО=         

П= -8^о50^/

Измерения расстояния

 

 При помощи  теодолита можно измерять расстояние  до рейки. Для этого имеются  два коротких горизонтальных  штриха в поле зрения зрительной  трубы, они называются дальномерные  нити. При наведение на рейку,  которая имеет сантиметровые  деления, оценивается длина рейки  расположенную между дальномерными  нитями. Эта длина определяется  разностью отсчетов, из показаний  нижней нити (L^//) снимают показания верхней (L^/)  L=L^//-L^/ . Чтобы вычислить расстояние до рейки надо найденную длину L умножить на 100. d=100^.L.

Пример:

L^//=1483                L=1483-1240=243 мм

L^/=1240                 d=24.3 м

 

Нивелир

Нивелир с уровнем при  трубе изображен на рис.1.

 
рис. 1

• 1 - зрительная труба;
• 2 - цилиндрический уровень при трубе;
• 3 - элевационный винт;
• 4 - установочный круглый уровень (на рисунке не показан);
• 5,6 - закрепительный и микрометренный винты азимутального вращения;
• 7 -ось;
• 8 - подставка с тремя подъемными винтами.

 

Нивелиры  относятся к самым востребованным геодезическим приборам, так как их универсальность, функциональность и технические возможности позволяют выполнять широкий спектр работ по нивелированию в жилищном и дорожном строительстве, в геодезии и при проведении монтажных работ, рытье котлованов, прокладки труб и коммуникаций, в ландшафтном дизайне и т.д.

Развитие  современных технологий привело  к созданию новых видов приборов. По основной классификации в зависимости от принципа работы этих устройств, нивелиры бывают трех типов — оптические, электронные (цифровые) и лазерные, а по особенностям конструкции их делят на стационарные и ротационные.

Для нивелира с  уровнем при трубе выполняются  три поверки.

1. Ось цилиндрического уровня и визирная линия трубы должны быть параллельны и лежать в параллельных вертикальных плоскостях - это условие называется главным условием нивелира с уровнем при трубе. Первая часть главного условия проверяется двойным нивелированием вперед. На местности забивают два колышка на расстоянии около 50 м один от другого. Нивелир устанавливают над точкой А так, чтобы окуляр трубы находился на одной вертикальной линии с точкой (рис.2а). От колышка до центра окуляра измеряют высоту инструмента i₁. Затем рейку ставят в точку В, наводят на нее трубу нивелира, приводят пузырек уровня в нуль-пункт и берут отсчет по рейке b₁. Затем нивелир и рейку меняют местами, измеряют высоту инструмента i₂, приводят пузырек уровня в нуль-пункт и берут отсчет по рейке b₂ (рис.2б).

 
рис. 2

Пусть главное условие  нивелира не выполняется, и при положении  пузырька уровня в нульпункте визирная линия не горизонтальна, а составляет с осью уровня некоторый угол i. Тогда вместо правильного отсчета b⁰ ₁ получается ошибочный - b₁. Ошибку отсчета обозначим x, и превышение точки В относительно точки А будет равно:

h = i₁ - (b₁ + x).

При положении нивелира в  точке. В превышение точки А относительно точки В:

h' = i₂ - (b₂ + x).

Но h = - h', поэтому

i₁ - (b₁ + x) = - [i₂ - (b₂ + x)].

Отсюда получаем:

x = 0.5*(i₁ + i₂) - 0.5*(b₁ + b₂).

Если x получается больше 4 мм, необходимо выполнить юстировку уровня, т.е. устранить угол i. Для этого элевационным винтом наклоняют трубу нивелира до тех пор, пока отсчет по рейке не будет равен правильному отсчету:

b⁰₂ = b₂ + x,

при этом пузырек уровня уйдет из нуль-пункта. Исправительными винтами уровня приводят пузырек в нуль-пункт и повторяют поверку заново. Полная программа поверки главного условия включает еще проверку параллельности вертикальных плоскостей, проведенных через визирную линию трубы и ось уровня.

При нивелировании строго из середины ошибка отсчета по рейке  из-за невыполнения главного условия  нивелира не влияет на величину измеряемого  превышения (рис.3)

 
рис. 3

2. Ось круглого установочного уровня должна быть параллельна оси вращения нивелира. Приводят пузырек круглого уровня в нуль-пункт, затем поворачивают нивелир по азимуту на 180^o. Если пузырек отклонился от нуль-пункта, то на половину отклонения его перемещают с помощью подъемных винтов и на половину - исправительными винтами круглого уровня.

Существует и другой, более  надежный способ поверки круглого уровня: сначала тщательно устанавливают  ось вращения нивелира в отвесное положение с помощью элевационного  винта и цилиндрического уровня при трубе, затем исправительными  винтами круглого уровня приводят его  пузырек в нуль-пункт.

3. Горизонтальная нить сетки нитей должна быть перпендикулярна оси вращения нивелира, т.е. быть горизонтальной. Рейку ставят в 30 - 40 м от нивелира и закрепляют ее, чтобы она не качалась. Затем берут отсчеты по рейке при трех положениях ее изображения: в центре поля зрения, слева от центра и справа. Если отсчеты отличаются один от другого более, чем на 1 мм, то сетку нитей нужно развернуть.

Предполагая, что сетки  нитей строго перпендикулярны, можно  проверить вертикальность вертикальной нити. Для этого в 20 м от нивелира подвешивают отвес, наводят на него трубу и проверяют совпадение вертикальной нити сетки с нитью  отвеса.