Практическая работа по Инженерной геодезии на тему Конструктивная схема теодолита

Практическая работа №6

ТЕМА: Конструктивная схема теодолита, поверки и юстировки, приведение теодолита в рабочее состояние.

ЦЕЛЬ: Приобретение практических навыков при ознакомлении с устройством основных частей теодолита 2Т30П, при его эксплуатации.

После выполненной работы обучающийся должен

знать:

-  подъемные винты

-  вертикальный круг;

-  зрительная труба;

-  цилиндрический уровень;

-  алидада;

-  лимб;

-  становой винт;

уметь:

-  выполнять поверки теодолита;

-  приводить теодолит в рабочее состояние;

-  измерять горизонтальные углы;

-  измерять углы наклона.

ОБОРУДОВАНИЕ:  

1. Теодолит марки 2Т30П;

2. Штатив;

3. Нитяной отвес;

4. Юстировочная шпилька.

ЗАДАНИЕ:

1. Изучить устройство основных частей теодолита 2Т30П, их назначение;

2. Ознакомиться с оптико-механическими условиями теодолита;

3. Ознакомиться с геометрическими условиями теодолита 2Т30П;

4. Изучить основные оси теодолита 2Т30П;

5. Провести поверки теодолита 2Т30П;

6. Привести теодолит в рабочее состояние;

7. Провести пробные измерения горизонтальных углов;

8. Провести пробные измерения углов наклона;

9. Сделать вывод.

ХОД РАБОТЫ:

1. Теодолит – геодезический угломерный прибор, предназначенный для измерения горизонтальных и вертикальных углов. 

Теодолиты по точности подразделяются на три типа: 

·     высокоточные (Т1) -используют при выполнении высокоточных работ;

·     точные (Т2, Т5) -используют при создании опорных сетей;

·     технические (Т15, ТЗО) - применяются при развитии съемочных сетей и съемках.

Расшифровка 3Т5КП: 

3 –  № модификации;

Т – теодолит;

5 – точность измерения угла, в секундах;

К – наличие компенсатора (устройство для удерживания визирной оси в неизменном положении при небольших наклонах прибора);

П – прямое изображение зрительной трубы.

Алидада – часть теодолита на которой закреплены цилиндрический уровень, колонки, на которых закреплен вертикальный угломерный круг и зрительная труба.

Лимб – стеклянный или металлический круг с нанесенными делениями. Есть лимб горизонтального и вертикального круга.

Устройство теодолита Т30

1 - штатив (служит для установки теодолита над точкой-вершиной угла);

2 - пластина, к которой крепится  треугольная подставка;

3 - три подъемных винта, служат для горизонтирования прибора;

4 - наводящий винт алидады;

5 - закрепительный винт алидады;

6 - наводящий винт зрительной трубы;

7 - окуляр зрительной трубы;

8 - зрительная труба;

9 - фокусирующий винт -  кремальера (служит для наведения резкости изображения);

10 - закрепительный винт зрительной трубы

11 - объектив зрительной трубы

12 - цилиндрический уровень

13 - наводящий винт лимба

14 - закрепительный винт лимба

Закрепительный и наводящий винт всегда существуют в паре.

15 - окуляр отсчетного микроскопа (позволяет снимать отсчеты по В и Г кругам теодолита);

16 - зеркальце (служит для подсветки шкал);

17 - вертикальный круг;

18 - ориентир-буссоль (прибор для ориентирования лимба относительно магнитного меридиана);

19 - посадочный паз для буссоли;

20 - диоптр - мушка (предназначен для грубой наводки на цель);

21 - окуляр (делаем фокусировку сетки нитей);

22 - исправительные винты цилиндрического уровня;

23 - триггер (применяется для установки геодезических приборов).

Отсчетные приспособления.

Шкаловой микроскоп.

В поле зрения шкалового микроскопа  видны одновременно изображения штрихов  горизонтального (Г) и вертикального (В) кругов.

Лимбы обоих кругов разделены через 1º и оцифрованы от 0º до 360º.

Один градус разделен на 12 частей, следовательно цена одного деления - 5'.

Отсчет по горизонтальному кругу равен 36º22', по вертикальному - 4º18'.

2. Оптико-механические условия:

·     зрительные трубы, лупы и микроскопы должны иметь надлежащее увеличение и дос­таточное поле зрение, обеспечивать четкие изображения предметов наблюдения и отсчетных шкал;

·     подвижные части теодолита должны правильно и плавно перемещаться в соответст­вующих плоскостях.

3. Геометрические условия:

·     основная ось ZZ теодолита должна проходить через центр круга делений лимба, т.е. должен отсутствовать эксцентриситет алидады;

·     ось цилиндрического уровня UU алидады горизонтального круга должна быть пер­пендикулярна к основной оси теодолита (UU ┴ ZZ);

·     плоскость делений лимба должна быть перпендикулярной к основной оси теодолита;

·     визирная ось VV (прямая, проходящая через оптический центр объектива и перекре­стие сетки нитей) должна быть перпендикулярна к оси вращения трубы НН;

·     ось вращения зрительной трубы НН должна быть перпендикулярна к основной оси теодолита ZZ;

·     вертикальная нить сетки нитей должна находиться в коллимационной плоскости тру­бы.

Дополнительные геометрические условия вытекают из теории вертикальных углов.

Процесс определения инструментальных погрешностей называется поверкой теодо­лита, а его регулировка - юстировкой. Геометрические оси теодолита - это линии, относи­тельно которых располагаются отдельные части теодолита (см. рис.).

К теодолиту предъявляется ряд требований, связанных с взаимным расположением его основных осей.

4. Основные оси теодолита.

VV – вертикальная ось прибора, ось вращения прибора

HH – ось вращения зрительной трубы

UU – ось цилиндрического уровня горизонтального круга

РР – визирная ось зрительной трубы

5. Основные поверки оптических теодолитов.

До начала работы с теодолитом внешним осмотром проверяют его устойчивость на штативе, плавность хода подъемных и наводящих винтов, прочность фиксации вращающихся частей закрепительными винтами.

Если теодолит получен с завода, после ремонта, от другого специалиста, до ввода теодолита в эксплуатацию выполняют поверки.

Перед выполнением измерений проводят предварительно горизонтирование теодолита: для этого устанавливают цилиндрический уровень параллельно плоскости двух подъемных винтов и вращением этих винтов в противоположные стороны приводят пузырек уровня в нуль-пункт. Далее поворачивают верхнюю часть теодолита на 90⁰ и вращением третьего подъемного винта приводят пузырек уровня в нуль-пункт. Для контроля верхнюю часть теодолита возвращают в начальное положение и, если пузырек вышел из 0-пункта, установку повторяют.

  Первая поверка: ось цилиндрического уровня на али­даде горизонтального круга должна быть перпендикулярна оси вращения теодолита.

Теодолит устанавливают в рабочее положение, затем поворачивают верхнюю часть на 180⁰. Если пузырек остался в нуль-пункте (допустимо отклонение до 0,3-0,5 деления ампулы), то условие поверки соблюдено.

Вторая поверка: вертикальная нить сетки зрительной трубы должна быть перпендикулярна оси вращения трубы.

Визируют зрительной трубой на четко видимую точку и совмещают с ней изображение вертикальной нити сетки, наводящим винтом поворачивают трубу в вертикальной плоскости. В исправном теодолите изображение точки перемещается вдоль вертикального штриха и оси двойной нити (биссектора).

Третья поверка: визирная ось зрительной трубы долж­но быть перпендикулярна оси вращения трубы.

Тщательно приводят вертикальную ось теодолита в отвесное положение. Закрепляют винт и поворотом алидады наводят крест сетки нитей при КЛ(КП) на четко видимую точку А, удаленную на 100-200 м  приблизительно в горизонтальном направлении. Берут отсчет КЛ по горизонтальному кругу и записывают отсчет в журнал. Оставив горизонтальный круг неподвижным, аналогично визируют на ту же точку в положении теодолита КП и берут отсчет по горизонтальному кругу. В исправном теодолите разность отсчетов не должна отличаться от 180° больше, чем на двойную коллимационную погрешность 2с = 2t, где t - точность отсчетного устройства

(а_л - а_п ± 180° < 2с_доп = 2(t).

Четвертая поверка: ось вра­щения зрительной трубы должна быть перпендикулярна оси вращения теодолита.  

Для поверки теодолит устанавливают в 8-15 м от вертикальной стены здания  и приводят в рабочее положение по уровню, закрепляют го­ризонтальный круг.

В перпендикулярном к стене направлении зрительной трубой визируют на какую-либо четкую легко опознаваемую точку М под углом наклона 45-50°. Зрительную трубу переводят в горизонтальное положение и на стене отмечают точку М₁ - проекцию вертикальной нити сетки. Затем при втором положении вертикального круга  находят вторую проекцию М₂ точки М. Видимое через трубу расстояние М₁М₂ не должно превышать 1/3 ширины биссектора. Исправляют положение оси вращения трубы теодолита в  мастерской.

6. Установка теодолита в рабочее положение включает в себя следующие действия:

— центрирование;

— приведение оси вращения прибора в отвесное положение (горизонтирование);

—  установка зрительной трубы и отсчетного микроскопа по глазу;

— ориентирование для наблюдения.

Центрирование - процесс установки вертикальной оси теодолита на одной отвесной линии с вершиной угла или съемочной точкой обоснования.

Центрирование осуществляют с помощью нитяного отвеса или оптического центрира.

Штатив с закрепленным на нем теодолитом устанавливают таким образом, чтобы отвес оказался приблизительно над точкой, наблюдая при этом за тем, чтобы плоскость головки штатива была близкой к горизонтальной. Нажимая ногой на упоры наконечников ножек штатива и вдавливая их в грунт, добиваются более точного центрирования прибора.

Затем, ослабив становой винт, перемещают теодолит по головке штатива, осуществляя таким образом окончательное центрирование с точностью порядка 5 мм, после чего вновь закрепляют становой винт.

Приведение оси вращения прибора в отвесное положение (горизонтирование) осуществляют по выверенному цилиндрическому уровню горизонтального круга. Для этого поворотом алидады размещают цилиндрический уровень приблизительно параллельно двум подъемным винтам и, одновременно вращая их в противоположных направлениях, выводят пузырек уровня на середину. Повернув алидаду ориентировочно на 90° по направлению третьего подъемного винта и действуя им, вновь выводят пузырек уровня на середину. Обычно эту операцию повторяют несколько раз до тех пор, пока пузырек уровня не будет сходить с нуль-пункта при всех положениях алидады вертикального круга.

Установку зрительной трубы и микроскопа отсчетного устройства по глазу обычно осуществляют один раз перед началом работы.

Предварительно наводят зрительную трубу на светлый фон и, вращая диоптрийное кольцо окуляра, добиваются резкого изображения сетки нитей в поле зрения трубы.

Аналогичным образом вращением диоптрийного кольца отсчетного микроскопа добиваются четкого изображения делений и оцифровки на лимбах вертикального и горизонтального кругов. Необходимую яркость изображения отсчетного микроскопа обеспечивают соответствующим разворотом зеркала подсветки.

Ориентирование для наблюдения заключается в приближенном наведении зрительной трубы на предмет с помощью оптического визира при открепленной алидаде (или лимбе), установке зрительной трубы по предмету вращением фокусирующего винта (кремальеры),  точной наводке на предмет с помощью наводящего винта при закрепленной алидаде (или лимбе) и, если необходимо, в устранении параллакса сетки нитей.

7. Измерение горизонтальных углов.

Для измерения угла ACВ  теодолит устанавливают в рабочее положение над  вершиной угла С и, закрепив лимб, наводят трубу на «заднюю» точку А.

Пользуясь наводящими винтами алидады и зрительной трубы, совмещают перекрестие сетки нитей с наблюдаемой целью и берут отсчеты по горизонтальному кругу.

Далее открепляют алидаду, визируют на  «переднюю» точку В и, проделав аналогичные  операции, получают новые отсчеты.  

Величина измеряемого угла β будет

β = а₁—а₂

 Такое измерение угла называют полуприемом.

Для ослабления влияния инструментальных  погрешностей угол β измеряют и при другом  положении вертикального круга (переводят трубу через зенит).

Два полуприема (КП и КЛ) измерения угла составляют один полный прием.

Расхождение результатов измерения между первым и вторым полуприемами не должно  превышать двойной точности верньера (2 t = 1'). Если расхождение допустимо, из результатов измерений в полуприемах вычисляют среднее  окончательное значение измеряемого угла. 

β_ср = (β₁+ β₂) / 2.

В противном случае измерения повторяют.

Пример 
                                     Журнал измерения горизонтальных углов

β_кл = КЛ2 - КЛ1 = 37^º45^′ - 27^º30^′ = 10^º15^′

β_кп = КП2 - КП1 = 197^º47^′ - 187^º31^′ = 10^º16^′

∆β = β_кл  - β_кп  = 0⁰ 01^′

∆β_доп = 2 × t = 2 × 0,5^′ = 1′ (t = 30^′′ – точность теодолитов Т30, 2Т30)

β_ср = (β_кл +β_кп) / 2 = (10^º15^′+10^º16^′) / 2 = 10^º15,5^′

8. Измерение углов наклона.

Угол наклона v называют углом в вертикальной плоскости между горизонтальной линией   и визирным лучом, направленным на наблюдаемую точку.

Для получения величины угла наклона визирной оси по вертикальному кругу теодолита необходимо знать место нуля вертикального круга, обозначаемое символом МО.

Местом  нуля МО называют отсчет по вертикальному кругу теодолита при горизонтальном положении визирной оси трубы и исходном положении отсчетного устройства. (отсчет, соответствующий горизонтальному положению визирной оси трубы).

Для теодолита Т30 (2Т30):

МО = (КЛ + КП)/2

Для измерения угла наклона прибор приводят в рабочее положение (центрируют, приводят ось вращения прибора в отвесное положение и наводят трубу для наблюдения).

Для наведения трубы на точку отпускают закрепительные устройства трубы и алидады; приближенно наводят трубу на наблюдаемую точку и закрепляют их, после чего, действуя наводящими устройствами алидады и трубы, совмещают точку пересечения нитей с изображением наблюдаемой точки.

При измерении углов наклона теодолитом Т3О перед отсчитыванием по вертикальному кругу необходимо с помощью подъемных винтов привести на середину ампулы пузырек уровня при алидаде горизонтального круга.

Записывают отсчет по вертикальному кругу при КЛ.

Повторяют те же действия при КП.

Угол наклона вычисляют  по формулам:

ν = (КЛ – КП)/2

ν = КЛ – МО

ν = МО – КП

ВЫВОД:

Контрольные вопросы и задачи:

1. Дайте определение горизонтального и вертикального угла.

2. Опишите геометрическое условие поверки коллимационной погрешнос-ти.

3. Опишите технологическую последовательность установки теодолита для наблюдений.

4. Назовите основные поверки теодолита.

5. Дайте характеристику способам измерения горизонтального угла.

6. Опишите, как измеряется вертикальный угол?

7. Объясните, что такое место нуля. Как оно определяется, и его юстировка?

Информационное обеспечение

Основные источники:

1.   Г. А. Федотов Инженерная геодезия׃ учебник для вузов. – М.׃ Высшая школа, 2006. – 463 с.

2.   Селиханович В. Г. Геодезия: учебник для вузов. – М.: Альянс, ч. 2 ., 2006. – 544с. 

3.   Селиханович В. Г. Практикум по геодезии: учебное пособие для вузов. – М.: Альянс, 2006. – 381с.

Дополнительные источники:

1.   Условные знаки для топографических планов. – М.׃ Картгеоцентр-Геодезиздат, 2000. – 286 с.

2.   Оглоблин Д.Н. Пятизначные таблицы натуральных значений тригонометрических функций для маркшейдеров. – М.׃ «Недра», 1970. – 192с.

Интернет-ресурсы:

http://geodesiya.ru/

http://www.mybntu.com/stroika/geodezia/sposoby-semki-situacii.html

http://geostart.ru/

http://geodesiya.ru/teodolitnaya semka.html

http://bankknig.com/knigi/2991-inzhenernaya-geodeziya.html

http://www.geodigital.ru/soft geo

http://www.geodigital.ru/forum geo

Скачано с www.znanio.ru