Островський А.Л., Мороз О.І., Тарнавський В.Л. Геодезія, частина II

Подождите немного. Документ загружается.

теодоліт

одним елементом (модулем),

світловіддалемір

—

другим. Тоді ц

модульний тахеометр.

Ці два модулі поєднуються

зовнішнім реєстратором або комп'ютером

В обох цих модулях спільним

відбивач, візирні марки та інші дрібні деталі

Модулі можуть працювати незалежно як теодоліт та світловіддалемір.

У нових інтегрованих тахеометрах застосовуються тільки фазові

світловіддалеміри, а для кутових вимірювань

один

методів електронного

вимірювання кута: кодовий, імпульсний

або

(найчастіше)

динамічний.

Саме

інтегровані тахеометри вмонтовано потужні внутрішні комп'ютери

які здатні відображати на дисплеї не тільки кути та довжини, але

просто-

рові координати пунктів

розв'язувати цілу низку інженерно-геодезичних

задач.

їх

називають тотальними станціями.

На рис.

ІІ.3.10 зображено

компактну тотальну станцію ЗЕТ-ОЕ фірми Зоккіа.

1. Позначка середини приладу.

2. Ручка для перенесення.

3. Позначка висоти приладу.

4. Гвинт горизонтування приладу (підіймальний).

5. Підставка (трегер).

6. Гвинт регулювання сферичного рівня.

7. Сферичний рівень.

8. Окуляр оптичного виска.

9. Лінза об'єктива.

10. Гніздо орієнтир-бусолі.

] 1. Гвинт кріплення ручки для переносу.

12. Батарея ВБС 25.

13. Ввімкнення напруги.

4»

Рис. ІІ.3.10. Тотальна станція 8ЕТ-ОЕ фірми Зоккіа.

Назва частин 5ЕТ-СЕ

152

14. Гніздо відбору даних.

15. Закріпний гвинт алідади.

16. Навідний (мікрометричний) гвинт алідади.

17. Клавіатура.

18. Дисплей.

19. Циліндричний рівень алідади.

20. Гвинт регулювання (виправний) циліндричного рівня.

21. Закріпний гвинт труби.

22. Навідний (мікрометричний) гвинт труби.

23. Окуляр труби.

24. Кільце фокусування труби по предмету.

25. Оптичний візир.

На рис. 11.3.11 показана клавіатура в збільшеному вигляді. Тахеометр

5ЕТ-ОЕ вабить простотою клавіатури. Він має тільки

клавіш. Нижче на

рис. ІІ.З. 12 подана система основних функцій клавіатури.

Рис. ІІ.З. 11. Клавіатура тахеометра 5ЕТ-СЕ.

Клавіша встановлення

горизонтального кута

(правого,

лівого) та на

"нуль "

Керівна клавіша

Клавіша освітлення шкал,

затримання значення

горизонтального круга

Кіавіша

*$Іап/Зіор

Послідовна заміна

розмірності на 100; 10; 1

Вимір багаторазовий

(поодинокий) М(моно)

Вимір до рухомого об 'екту

Тгаскщ Т

Рис. ІІ.З.12. Основні функції клавіатури.

Керівна клавіша

має 5

робочих клавіш. Робочі клавіші доступні

(здатні виконувати функції) тільки після натиснення клавіші $Ьій, скорочено

8НРТ. Цій клавіші дамо номер

N6.

Таким чином, керівна клавіша 8НРТ має п'ять головних функцій:

1. встановлення величин, що будуть вимірюватися;

2. контроль відбитого (зворотного) сигналу

та

запуску/зупинки вимі-

рювань;

3. встановлення виду вимірюваня (М або

Т)

(М — поодинокий, багато-

разовий; Т

до рухомого об'єкту).

4. зміни розмірності величин;

5. освітлення дисплея

сітки ниток (вмикає/вимикає)

та

затримання

відображення горизонтального кута на дисплеї.

Кожна

п'яти робочих клавіш виконують дві-три функції. Нижче

подано перелік функцій робочих клавіш.

Перелік робочих функцій клавіш

клавіша послідовного вибору розташування вимірюваної віддалі

(горизонтальної, похилої, вертикальної); три функції

клавіша вибору виду (характеру) вимірювання;

М -

поодинокий,

багатократний, Т

до рухомого об'єкта; три функції

клавіша запуску/зупинки вимірювань

та

контролю відбитого сиг-

налу; три функції.

N4 клавіша встановлення горизонтального кута

на

"0", (лівого, пра-

вого).; дві функції

клавіша освітлення дисплею та сітки ниток (вмикає/вимикає світло

послідовно); затримання відображення горизонтального кута

на

дисплеї; три функції.

Кодові малюнки, зображені

на

робочих клавішах сприяють запам'я-

товуванню їх функцій

відрізняють їх від керівної клавіші, підписаної ЗЬій.

11.3.5. Перевірки теодолітів

Назвемо шість основних перевірок теодолітів:

1. Перевірка циліндричного рівня.

2. Перевірка круглого (сферичного) рівня.

3. Перевірка сітки ниток.

4. Перевірка колімаційної похибки

та

ексцентриситету осей (алідади

відносно лімба).

5. Перевірка горизонтальності осі обертання зорової труби.

6. Перевірка оптичного виска.

До цих шести перевірок теодолітів слід додати перевірку місця нуля

вертикального круга (фактично перевірку тахеометра), враховуючи,

що в

наш

час не

випускають теодолітів

без

вертикальних кругів.

Всі

інші

154

перевірки сучасних теодолітів та тахеометрів стосуються перевірок елек- 1

тронного обладнання, включаючи, перш за все, перевірки світловід- І

дапемірів. Ці перевірки будуть розглянуті під час вивчення світловід- 1

далемірів. Перевірки 1-5 детально викладені в курсі "Топографія". Тому тут І

ми сформулюємо тільки вимоги до взаємного розташування осей теодоліта, |

які повинні виконуватися.

Перша перевірка. Вісь циліндричного рівня повинна бути перпен-

дикулярною до вертикальної осі обертання теодоліта.

Віссю цилін-

дричного рівня називають дотичну

нуль-пункті шкали рівня. Ця дотична

горизонтальна тільки тоді, коли середина бульбашки знаходиться

нуль-

пункті.

За

вертикальну вісь теодоліта прийнято вважати вертикальну вісь

обертання алідади,

не лімба. Зауважимо, що ці дві вертикальні осі повинні

бути паралельними, оскільки вони,

як

правило

не

співпадають через

наявність деякої лінійної величини

ексцентриситету алідади відносно

лімба. Під час виконання першої перевірки рівень встановлюють приблизно

паралельно лінії,

що

з'єднує будь-які два підіймальні гвинти. Виводять

середину бульбашки

нуль-пункт шкали рівня, а потім, повертають алідаду

на 180°. Під час виконання сформульованої вимоги, середина бульбашки

має залишатися

нуль-пункті. Якщо середина бульбашки зміщується від

нуль-пункту, тоді виправними гвинтами рівня переміщують бульбашку на

половину дуги відхилення. Якщо, наприклад, відхилення складає

поділки

шкали рівня, тоді бульбашку переміщують на

поділки шкали. В результаті

змінюється розташування осі рівня

вертикальній площині, так, що вона

стає перпендикулярною до вертикальної осі обертання теодоліта.

Друга перевірка. Вісь сферичного (круглого) рівня повинна бути

паралельною до вертикальної осі обертання теодоліта.

Віссю сферичного

рівня називають нормаль до сферичної поверхні

центрі сферичного рівня.

Центром сферичного рівня

центр малого кола (радіусом 1,0-1,5 мм). Для

перевірки виконання умови найпростіше привести вертикальну вісь

теодоліта

прямовисний стан

за

допомогою перевіреного циліндричного

рівня. Тоді, під час виконання умови паралельності осі сферичного рівня та

вертикальної

осі

обертання теодоліта, центр бульбашки сферичного рівня

має співпадати

центром сферичного рівня. Під час юстування бульбашку

переміщують

за

допомогою трьох виправних гвинтів сферичного рівня,

розташованих

нижній частині рівня.

Третя перевірка. Сітка ниток має бути встановіена правильно:

вертикальна нитка повинна бути прямовисною, а горизонтаїьна

нитка

горизонтальною. У

теодолітах перевіряють вертикальну нитку (бісектор).

Для цього спочатку алідаду

та

лімб,

за

допомогою циліндричного рівня,

встановлюють

робочий стан (горизонтально). Потім на віддалі 20-50 м від

теодоліта підвішують тягарець (висок) на довгій нитці. Трубу наводять на

нитку так, щоб верхній кінець вертикальної нитки сітки ниток співпав

якоюсь точкою нитки

тягарцем. Тоді, по всій довжині вертикальна нитка

сітки

має

співпадати

ниткою

тягарцем. Достатньо перевірити верти-

155

кальну нитку, оскільки заводи,

що

виготовляють теодоліти, забезпечують

взаємну перпендикулярність ниток сітки. Юстування виконують відпо-

відним повертанням сітки ниток так, щоб нитка сітки та прямовисна нитка

тягарцем співпадали по всій своїй довжині.

Четверта перевірка. Візирна вісь зорової труби має бути перпен-

дикулярною до горизонтальної осі обертання труби.

Візирна вісь

уявна

лінія, що проходить через центр сітки ниток та центр об'єктива. Величину

неперпендикулярності

цих

осей називають колімаційною похибкою.

Наявність колімаційної похибки визначають наведенням зорової труби

на

одну

і ту

саму далеку точку (приблизно

горизонті приладу) при крузі

праворуч (КП)

та

ліворуч (КЛ). Кожне наведення труби супроводжують

відліками горизонтального круга.

За

відсутності колімаційної похибки

різниця відліків повинна складати 180°. Значення колімаційної похибки

визначають за формулою:

,«-(»*"<П. (ІІ.3.20)

У формулі

(11.3.20)

с -

колімаційна похибка;

а та Ь -

відліки гори-

зонтального круга відповідно при КП

та

КЛ. Якщо колімаційна похибка

с> 10",

її

мінімізують. Для цього знаходять середній відлік (с.в.), який

дорівнює:

„_-£±в.

,„.„„

Повертають алідаду навідним гвинтом

встановлюють середній

відлік (с.в.). Центр сітки ниток виявиться

не

наведеним

на

вибрану точку.

Виправними боковими гвинтами сітки ниток переміщують сітку так, щоб

центр сітки був наведений

на

точку. Необхідно слідкувати, щоб

не

пору-

шити правильність встановлення сітки ниток. Для технічних теодолітів

односторонньою системою відліків слід одночасно

визначенням коліма-

ційної похибки виконувати перевірку ексцентриситету алідади відносно

лімба (ексцентриситету осей). Виконання цієї перевірки детально описано

курсі "Топографія".

П'ята перевірка. Горизонтальна вісь обертання зорової труби по-

винна бути горизонтальною - перпендикулярною до вертикальної осі

теодоліта. За

відсутності колімаційної похибки

горизонтальності

осі

обертання труби, візирна вісь труби (під час обертання) описує вертикальну

площину, яку

має створювати зорова труба теодоліта. Якщо вісь обертання

труби не горизонтальна, то труба, точніше, візирна вісь (під час обертання)

буде описувати нахилену площину, що під час вимірювання горизонтальних

кутів буде вносити значні різниці в значення кутів, виміряних при КЛ та КП.

Негоризонтальність (кут нахилу осі

і)

можна визначити так.

На

горизон-

тальній ділянці земної поверхні встановлюють теодоліт на віддалі

8 =

20-30

м (віддаль, що вимірюється) від вертикальної стіни дому Н. На рис ІІ.3.13.

5 =

-А'.

Вибирають

на

стіні довільну, помітну точку

А.

Приводять

теодоліт у робочий стан, наводять трубу

на

точку А та, повертаючи трубу у

вертикальній площині, проектують точку А на горизонт теодоліта (на таку

саму висоту, що і центр вертикального круга теодоліта, точка /) при двох

розташуваннях круга - КЛ та КП. Помічають на стіні дві точки /1, та А

(це

робить помічник спостерігача олівцем). Якщо точки

{

та

співпадають,

умова виконується. Під час нахилу осі обертання труби на кут і", візирна

вісь описуватиме нахилені площини, слідами яких на рис ІІ.З. 13 є лінії АА

{

та АА

. Визначають половину горизонтальної віддалі між точками А

та А

тобто а = А

А', а також вимірюють вертикальний кут V.

Рис. ІІ.З. 13. До визначення негоризонтальності осі обертання труби

теодоліта.

а і"

Як видно

рис. ІІ.3.13,

—

= =—. Тому

к р

= (11.3.22)

З цього

рисунку можемо записати — = , отже

(11-3.23)

Підставивши

к з

рівняння (И.3.23)

(ІІ.3.22), отримаємо кінцеву

формулу для визначення кута нахилу осі

і".

, ар

5(2І>

(II.3.24)

Виправити розташування осі обертання труби, щоб позбутися кута і"

для оптичних та електронних теодолітів, можливо тільки в оптичній май-

стерні.

Шоста перевірка. Візирна вісь

оптичного виска повинна співпадати з

вертикальною віссю обертання теодо-

літа. Оптичний висок - це ламана труба,

схема якої показана на рис. ІІ.З.І4. Точка

]

- центр окуляра, С

—

сітка НИТОК, М -

точка на заломлюваній поверхні призми,

- центр об'єктива, Т - центр геоде-

зичного знака, над яким слід зцентрувати

теодоліт. Виконуючи перевірку, встанов-

люють, чи співпадає лінія М-О

з вер-

Рис. ІІ.3.14. Схема оптичного

виска (центрира).

тикальною

віссю обертання алідадної,

верхньої

частини теодоліта.

Цю

перевірку

виконують

по-різ-

ному,

залежності

від того, де розташо-

вується (де

вмонтовано)

оптичний

висок - на

підставці теодоліта чи на його

алідадній частині.

Якщо висок на

алідадній частині, тоді перевірку

виконують наступним чином: виском центрують теодоліт

над

даним

геодезичним пунктом

Т, або над

будь-якою точкою

так, щоб під час

горизонтального розташування алідади центр сітки виска

проектувався на

дану точку

(рис. ІІ.3.14). Далі відкріпивши закріпний гвинт алідади,

повертають алідаду

спостерігають, чи не зміщується проекція центра сітки

ниток

С з

точки

Т.

Якщо

не

зміщується

умова виконується. Якщо

проекція центра сітки

зміщується

і під час

повороту алідади

на

360°

описує коло деякого радіуса, то виправними гвинтами сітки ниток потрібно

переміщати сітку ниток так, щоб центр сітки ниток проектувався

на

центр

цього знака

точку

Т.

Після переміщення сітки ниток

ще раз

ретельно

горизонтують алідаду

за

допомогою циліндричного рівня, уточнюють

центрування над точкою Т, переміщуючи теодоліт на головці штатива. Далі,

ще раз повертають алідаду на 360°

спостерігають, чи не зміщується центр

сітки

С з

точки Т. За необхідності повторюють дії описані вище.

Якщо оптичний висок вмонтовано в підставку теодоліта, то перевірку

виконують іншим способом, який можна також застосувати

для теодолітів,

у яких висок вмонтовано

алідадну частину. Тому

цей

метод можна

вважати універсальним, до того

він більш точний. На зоровій трубі зверху

є мітка, яка під час горизонтального розташування труби знаходиться

на

продовженні вертикальної

осі

обертання теодоліта.

Як

відомо,

ця

вісь

158

проходить і через центр лімба, а саме центр лімба має знаходитись на одній

висковій лінії, що є вершиною горизонтального кута, який необхідно

виміряти. Для виконання перевірки необхідно мати ще один теодоліт. Цим

додатковим теодолітом проектують мітку на трубі на горизонтальну

поверхню. Для цього під досліджуваним теодолітом, який встановлено на

штативі, кладуть горизонтально на поверхню землі квадратну частину

дошки (можна використовувати мензульну дошку). На дошку прикріпляють

аркуш паперу. Мітку на трубі проектують на папір допоміжним теодолітом з

трьох розташувань, вибраних так, щоб спроектовані вертикальні площини

перетиналися під кутом у 120°.

Під час першого розташування теодоліта, спостерігач наводить трубу

на вертикально встановлену помічником голку, вістря якої суміщено з

центром мітки на трубі. Далі трубу повертають тільки у вертикальній

площині так, щоб було видно папір на дошці. У створі вертикальної

площини помічник, керований спостерігачем, наносить на папір дві точки.

Нехай при КЛ це будуть точки

та 2, з'єднані штрих-пунктиром. Відповідно

при КП, отримано точки Г та 2', які також з'єднані штрих-пунктиром.

Проведена суцільна середня лінія. На цій лінії знаходиться шукана точка -

проекція центра лімба С'. Щоб знайти цю точку з контролем, необхідно

поставити допоміжний теодоліт ще в двох точках і аналогічно знайти

розташування ще двох середніх ліній. У результаті, як це показано на рис.

ІІ.З. 15, отримано проекцію точки С. У цю точку повинен проектуватися

центр сітки ниток оптичного центрира С. Якщо ця умова не виконується, то

виправними гвинтами сітки ниток центрира переміщають сітку так, щоб

проекція точки С співпадала з С'.

Середня лінія

II розташування V

ІІІ розташування

лГ теодоліта

І розташування —

теодоліта і

\ 0 0 /

о \ \ : / о

120°

1 о—-уХ ^Г—

в / / \ \

*®

/о

Середня лінія

І розташування

Середня лінія •' }20° розташування

III розташування теодоліта

Рис. ІІ.З. 15. Визначення розташування проекції центра лімба

(осі обертання лімба)

С.

159

11.3.6.

Вимірювання горизонтальних кутів способом кругових

прийомів

Найбільш широко вживаним

точним способом вимірювання гори-

зонтальних кутів

спосіб кругових прийомів. Спосіб особливо ефективний,

якщо

деякої точки (вершини кутів), виходить декілька напрямків. Нехай

маємо чотири напрямки на точки

1, 2, 3, 4

(рис. II.3.16). Один

них виби-

рають за початковий; це напрямок на візирну ціль, яку найкраще видно. Ві-

зирними цілями служать спеціальні візирні марки,

які вмонтовані оптичні

виски для центрування марок над точками 1, 2, 3, 4. Теодоліт центрують над

точкою

Т.

Лімб

та

алідаду приводять

горизонтальний стан. Трубу фоку-

сують по оку та по предмету. Припустимо, початковий напрямок

1. За ме-

тодом кругових прийомів алідаду спочатку при крузі ліворуч (КЛ) повер-

тають за годинниковою стрілкою,

трубу, послідовно наводить на всі мар-

ки,

потім,

другому півприйомі, навпаки, при крузі праворуч (КП) алідаду

повертають проти годинникової стрілки

трубу знову наводять на всі марки.

Розглянемо ці дії детальніше:

1. При

КЛ

трубу наводить

на

марку

(початковий напрямок)

встановлюють відлік, менший за одну мінуту. Для цього на шкалі

мікрометра встановлюють відлік, наприклад, О'ЗО"

або

0'40".

Потім, поворотом головки гвинта переставляння лімба суміщають

верхнє (пряме) зображення нульової поділки лімба (поділки

підписаної 0°)

зображенням діаметрально протилежної (перевер-

нутої) поділки лімба (підписаної 180°).

результаті встановлю-

ють бажаний відлік, менший за одну мінуту.

2. Відкріпивши закріпний гвинт алідади, повертають алідаду

2-3

рази тільки

за

годинниковою стрілкою

трубу знову точно,

навідним гвинтом, наводять на марку

3. Беруть початковий відлік. Повертаючи головку гвинта оптичного

мікрометра, добиваються точного суміщення зображення

діаметрально протилежних штрихів 0°

180°. Останній рух гвинта

мікрометра повинен бути

за

годинниковою стрілкою (на загвин-

чування). Відлік записують

журнал. Позначимо відлік

Потім

головку гвинта мікрометра дещо повертають проти годинникової

стрілки. Поділки 0°

180° розійдуться. Знову повертають гвинт за

годинниковою стрілкою

і ще

раз суміщають поділки

0° і

180°.

Беруть другий відлік

а". З

двох відліків виводять середній.

Позначимо його

Відліки

а', а", а

записують

журнал,

відлік

а,

(для наочності) показаний

на рис. ІІ.3.16.

4. Відкріплюють закріпний гвинт алідади

алідаду разом

трубою

повертають тільки

за

годинниковою стрілкою. Трубу послідовно

точно наводять

на

марки

2, 3, 4 і

знову

на

марку

1. Під час

кожного такого наведення виконують дії, описані

пункті

3. У

результаті отримані відліки: під час наведення на марку 2 - Ь',

Ь" , середній Ь, і на марку 3 - с', с", середній с,; на марку 4 -

сі', с/" , середній с!

]

. Під час нового наведення на марку І: а"

а'

, середній а

. Розходження середніх відліків під час наведення

труби на марку 1 Л

= а, - а

, значення Л„ називають незами-

канням горизонту, яке присутнє, незважаючи на те, що труба

зробила 360°, тобто повний оберт; значення Д

регламентується

інструкціями на проведення кутових вимірювань. Допустимі

розходження залежать, перш за все, від найменшої поділки шкали

мікрометра даного теодоліта. Якщо найменша поділка мікрометра

1" або 2", то допуск Д„, відповідно, 6" та 8". Описані дії є одним

півприйомом. Далі виконують другий півприйом.

5. Трубу пере-

водять через

зеніт, і верти-

кальний круг

виявиться

праворуч від

труби (КП).

Трубу знову

наводять на

марку 1. Бе-

руть відліки,

як вказано в

пункті 3. Те-

пер пряме зо-

браження ді-

лень лімба -

180°, обернене - 0°. Відліки позначимо а

, а

, середній а

}

6. Відкріпляють алідаду і повертають разом з трубою тільки проти

годинникової стрілки, а трубу послідовно наводять на марки 4,3,

2 і знову на марку 1. Відліки записують в журнал знизу-вверх.

Матимемо:

під час наведення на марку 4: (I

", <і'

, середній <і

;

під час наведення на марку 3: с"', с'

, середній с

;

під час наведення на марку 2: Ь

, Ь

ІГ

, середній Ь

;

І VII УШ

під час нового наведення на марку 1: а , а , середній а

Нове незамикання горизонту (в другому півприйомі) Д

= а

-а

Допуск на замикання - такий самий. Усі ці дії складають один

круговий прийом.

_ __

Рис. ІІ.З.16. Розташування теодоліта (Т)

і візирних марок.