Шевченко Т.Г., Мороз О.І., Тревого І.С. Геодезичні прилади

Подождите немного. Документ загружается.

250

Теодоліти

(алідаду) повертають на 180°. Якщо бульбашка змістилась з нуль-

пункту, її повертають до нього виправними гвинтами рівня і

підіймальними гвинтами, як і в циліндричному рівні. Перевірку

звичайно повторяють.

6.5.1.3. Перевірка прямовисності вертикального штриха

сітки ниток зорової труби, коли вертикальна вісь (вісь

обертання) приладу прямовисна. Вісь приладу встановлюють

прямовисно. Вертикальний штрих сітки ниток зорової труби

(краще його край) суміщають з добре видимою точкою, що

віддалена не менше ніж на 50 м. Обертають трубу у вертикальній

площині. Якщо під час обертання труби зображення точки не

збігається із вертикальним штрихом, наприклад, для точних

теодолітів більше ніж на три ширини штриха, повертають сітку

ниток, звичайно з окуляром, попередньо попустивши гвинти, які

скріплюють корпус окуляра з корпусом зорової труби. Дістатися

гвинтів можна після зняття ковпачка, що закриває їх. Для

виконання цієї самої перевірки можна використати горизон-

тальний штрих сітки ниток, сумістивши з точкою, наприклад,

його лівий край. Трубу обертають за азимутом. Перевірку

звичайно повторяють.

6.5.1.4. Перевірка перпендикулярності візирної осі зорової

труби (осі випромінювання) до осі обертання труби (визначення

колімаційної похибки). В оптичних теодолітах, що обладнані

двостороннім відліковими пристроями, після встановлення осі

обертання приладу прямовисно зорову трубу наводять на

віддалену точку, розташовану приблизно на висоті приладу, у

положенні, наприклад, круг ліворуч і відлічують горизонтальний

круг КЛ. Спрямовують зорову трубу на ту саму точку у

положенні круг праворуч і відлічують горизонтальний круг КП.

Колімаційну похибку визначають згідно із залежністю

С=

КЛ-КП±Ш°

В оптичних теодолітах, що обладнані односторонніми

відліковими пристроями, спочатку виконують такі самі дії, що й в

251 Теодоліти

теодолітах із двосторонніми відліковими пристроями, і від-

лічують горизонтальний круг КЛ\ і КП\. Після цього, щоб

виключити вплив ексцентриситету алідади і горизонтального

круга, повертають теодоліт у підставці на 180°, наводять зорову

трубу на ту саму точку і відлічують горизонтальний круг за двох

положень вертикального КЛ

і КП

. В теодолітах, що мають

незнімну підставку, на 180° повертають горизонтальний круг,

попередньо скріпивши його з алідадою.

Колімаційну похибку визначають згідно із залежністю

(КЛ. -КП,±

180°) +

(кЛ

-КП

± 180°)

С = А—! і ІА—І 1 (6.14)

Якщо колімаційна похибка перевищує подвійну точність

відлічування, її виправляють. Для цього на горизонтальному

крузі встановлюють відлік КЛ-С або КП+С. Внаслідок цієї дії

зображення точки зміститься відносно штрихів сітки ниток.

Зображення точки у попереднє положення щодо штрихів сітки

ниток повертають юстувальними боковими гвинтами сітка, трохи

послабивши спочатку вертикальні гвинти. У теодолітах типу 2Т2

і 2Т5, в яких сітки ниток нерухома, з тією самою метою по-

вертають фактично всю зорову трубу клиновим кільцем, що

встановлене між торцем зорової труби та її віссю обертання.

Після юстування перевірку, безумовно, повторяють.

В сучасних електронних теодолітах (тахеометрах) залежно

від програмного забезпечення значення колімаційної похибки

звичайно вводять як поправку у пам'ять приладу, яку у разі

необхідності враховують у результатах вимірювань. Інші дії,

наприклад, виправлення колімаційної похибки пересуванням

сітки ниток зорової труби обумовлені у керівництві з експ-

луатації приладу, яке разом із приладом передає фірма-виробник

(див. п. 9.4.1.8). Приклади визначення колімаційної похибки і

введення її як поправки у пам'ять деяких моделей електронних

тахеометрів наведено у п. 9.4.1.4.

Щоб дійти остаточного висновку щодо перпендикулярності

візирної осі зорової труби до її осі обертання, перевірку вико-

252

Теодоліти

нують багаторазово візуванням

а цілі, які розміщені на різній

віддалі від теодоліта, щоб виявити зміну колімаційної похибки

залежно від впливу руху фокусувального компонента зорової

труби і позацентровості візирної осі. Цілі, на які спрямовують

зорову трубу, повинні розташовуватися приблизно в одному

створі (нестворність не повинна перевищувати ±3°) і на одній

висоті з відхиленням ±5°. Віддалі від теодоліта до цілей залежать

від класу приладу і становлять, наприклад, для точних оптичних

теодолітів типу 2Т2 і ЗТ2 2;

м і оо, а для точних електронних

теодолітів 1,5; 5; 10 м і оо.

Вимірювання виконують серіями. У кожній із серій вони

мають таку послідовність:

а) Спрямовують зорову трубу на цілі положення круг

ліворуч. На кожну ціль фокусу

ЮТ

ь зорову трубу рухом фокусу-

вальної рукоятки чи гвинта з

напрямком руху годинникової

стрілки і відлічують горизонтальний круг КЛІ.

б) Спрямовують зорову трубу на цілі у зворотній по-

слідовності порівняно з п. а, фокусуючи зорову трубу на кожну із

цілей рухом фокусувальної рукоятки чи гвинта проти напрямку

руху стрілки годинника, і відлічують горизонтальний круг КЛ

2І

в) Переводять зорову трубу через зеніт, спрямовують її на

цілі круг праворуч у такій самій послідовності і так само

фокусуючи, як у п. б. Відлічують горизонтальний круг КПц.

г) Спрямовують зорову трубу на цілі у такій самій послі-

довності і фокусуванням, як у

. а і відлічують горизонтальний

круг КПц.

Для високоточних та точних теодолітів, зокрема оптичних

типу 2Т2 і ЗТ2, виконують по дві серії вимірювань, для оптичних

точних теодолітів типу Т5, а також технічних по чотири.

Зміну колімаційної похибки АС, визначають згідно із за-

лежністю

ДС.=с. -С , (6.15)

' ^

І ср °°ср

х 7

де С

іср

- середні значення колімаційної похибки для кінцевих

віддалей 5,; С -такі самі значення для оо.

253 Теодоліти

Розходження окремих значень С із різних серій для одних і

тих самих віддалей не повинні перевищувати 1,5" для високо-

точних теодолітів; для точних теодолітів, зокрема оптичних, типу

2Т2, ЗТ2 - 2,5", а типу Т5 - 10"; для технічних - 60".

6.5.1.5. Перевірка перпендикулярності осі обертання

зорової труби до вертикальної осі теодоліта. Нахил осі

обертання зорової труби і, спричинений неперпендикулярністю

осі зорової труби до вертикальної осі теодоліта, визначають за

зміною колімаційної похибки С

, С

, коли зорову трубу

спрямовують на три візирні цілі. Всі три візирні цілі мають

розташовуватися у створі з відхиленням не більше ніж 1°. Одну

ціль встановлюють під кутом нахилу у ~ 20°. Друга ціль має бути

встановлена на висоті приладу так, щоб кут нахилу під час

наведення на неї зорової труби був

~ ()", а для третьої

~ -20°. Програма вимірювань для високоточних і точних

теодолітів передбачає шість прийомів. У кожному прийомі у

положенні вертикального круга, наприклад, КЛ зорову трубу

спрямовують послідовно на верхню, горизонтальну і нижню цілі і

відлічують горизонтальний круг. Перевівши зорову трубу через

зеніт, вимірювання виконують у зворотній послідовності. Для

кожної цілі у кожному /-му прийомі обчислюють

_ КЛ - КП ± 180° . . Г г г •

С = і знаходять середні значення С

, С

від-

повідно із шести прийомів. Одночасно визначають кути нахилу

на візирні цілі У\,

і У

Кут нахилу осі обертання зорової труби визначають згідно

із залежністю

1 Сі-С-хєсу^ ^ С

і = (6.16)

Величина кута і для високоточних теодолітів не повинна

перевищувати 5", точних - 10" (точних типу Т5 - 15").

254

Теодоліти

Для точних електронних теодолітів (тахеометрів) деякі

фірми рекомендують використовувати дві марки, які встанов-

люють під кутами нахилу V ~ 0° і У

~ ±20°. Кут нахилу визна-

чають згідно із залежністю

Мінімальна кількість прийомів має становити не менше від

двох.

У сучасних електронних теодолітів (тахеометрів), залежно

від програмного забезпечення, похибку за кут йахилу осі обер-

тання зорової труби вводять як поправку у пам'ять приладу, не

обчислюючи її згідно із залежністю (6.17). Приклади визначення

куга нахилу осі обертання зорової труби і введення його значення

як поправки у пам'ять деяких моделей тахеометрів описано у

п. 9.1.4. Значення кута нахилу осі обертання зорової труби, яке пе-

ревищує допустиме, зазвичай висвітлюється на дисплеї приладу.

Таке його значення у пам'ять приладу не може бути введене.

Виправити кут нахилу осі обертання зорової труби, якщо

він перевищує допустимий, можна тільки у спеціалізованій

майстерні або у центрі сервісного обслуговування фірми вироб-

ника приладу.

6.5.1.6. Перевірка місця нуля МО або місця зеніту МІ.

Величина МО або М7. так само, як і значення колімаційної

похибки, залежить від впливу руху фокусувального компонента

зорової труби. Методика визначення МО або М7. збігається з

методикою визначення колімаційної похибки. Зазвичай МО або

М2 визначають одночасно із колімаційною похибкою,

(див. п. 6.5.1.4), відлічуючи вертикальний круг. МО або МІ, як і

колімаційну похибку, знаходять для кожної віддалі. Залежності

для визначення МО або М2, для різних типів теодолітів наведено

у керівництві з експлуатації приладу, у паспорті або описанні.

Розходження окремих значень МО або М2 не повинно

перебільшувати значень найменшої колімаційної похибки відпо-

відно до віддалей та марок приладів. Зміну значень МО або М2

визначають згідно із залежностями

і =

-С

•

$єсу

(6.17)

255 Теодоліти

А МО; = МО

іср

-МО

хср

; (6.18)

А М2

= М2

іср

- М2

хср

. (6.19)

У теодолітах, в яких юстування виконують сіткою ниток, її

переміщують вертикальними юстувальними гвинтами після того,

як на вертикальному крузі встановлюють відлік, за умови,

наприклад, що МО дорівнює нулеві, як в теодолітах типу ТЗО.

У теодолітах типу 2Т2 (2Т5), що обладнані рівнем верти-

кального круга, після встановлення навідним гвинтом рівня

відліку, коли МО дорівнює нулеві, юстувальними гвинтами рівня

встановлюють його бульбашку у нуль-пункті. У теодолітах типу

ЗТ2 (ЗТ5) виправлення М2 або МО виконують спеціальними

виправними гвинтами. Наприклад, в теодоліті ЗТ2КП (рис. 6.6)

поз. 1 - гвинт юстування місця зеніту вертикального круга.

В електронних теодолітів МО або М2 визначають так само,

як і в електронних тахеометрах (див. пп. 9.4.1.3, 9.4.1.4), і залеж-

но від програмного забезпечення вводять як поправки у пам'ять

приладу.

6.5.1.7. Перевірка збігу візирної осі оптичного (лазерного)

центрира з вертикальною віссю (віссю обертання) теодоліта.

Вісь обертання приладу встановлюють прямовисно. Для пере-

вірки оптичного центрира відмічають на аркуші паперу або

точкою місцевості проекцію візирної осі центрира. Повертають

прилад на 180°. Якщо зображення точки змістилося більше ніж на

три ширини лінії сітки, юстувальними гвинтами сітки

пересувають її на половину зміщення. Перевірку повторяють. У

приладах типу 2Т2 (2Т5) юстування оптичного центрира вико-

нують у спеціалізованих майстернях.

Для перевірки лазерного центрира вмикають лазер цього

пристрою. На аркуші паперу, що закріплений у місці проекції

вертикальної осі приладу, відмічають центр плями лазерного

випромінювання. Повільно повертають прилад на 360°, стежачи

за переміщенням лазерної плями і позначаючи положення її

256

Теодоліти

центра. Діаметр кола, що описав центр плями, не повинен пере-

вищувати 3 мм за висоти приладу 1,5 м. Якщо зміщення центру

плями перевищує зазначену величину, лазерний центрир юс-

тують в спеціалізованій майстерні або у сервісному центрі.

6.5.2. Похибки приладів.

Дослідження теодолітів

Сучасні технології геодезичного приладобудування зводять

до мінімуму похибки приладів. Тим не менше існують угакі

помилки, яких уникнути не вдається. Отже, необхідне детальне

дослідження приладів, щоб виявити та оцінити їхні похибки.

Загалом дослідження геодезичних приладів, зокрема теодолітів,

має на меті встановлення характеристик окремих вузлів і приладу

загалом, а також оцінювання його вимірювальних якостей.

Основні технічні параметри теодолітів повинні відповідати їхнім

метрологічним характеристикам.

Під час лабораторних досліджень у приміщенні мають бути

створені нормальні умови, наприклад, температура повітря

20°±10°С; відносна вологість повітря не більше ніж 80%;

атмосферний тиск 84,0...106,7 кПа. Температура повітря за час

виконання дослідження не повинна змінюватися більше ніж на

1°С за годину. Вимірювання у полі виконують за відсутності

опадів, поривів вітру і коливань зображень. Прилади необхідно

захистити від прямих сонячних променів. Досліджувані прилади,

а також прилади і приладдя для забезпечення досліджень вста-

новлюють на основах, що не зазнають механічних і темпе-

ратурних впливів. На робочих місцях їх потрібно встановити не

пізніше ніж за одну годину до початку досліджень.

Дослідження деяких вузлів оптичних теодолітів, на-

приклад, відлікових пристроїв і рівнів описані у пп.3.9 і 4.2 відпо-

відно. Зокрема, визначення похибок суміщень та систематичних

похибок двосторонніх оптичних мікрометрів (п. 3.9.1); рену

(п.п. 3.9.2, 3.9.3); ціни поділки рівня (п. 4.2).

257 Теодоліти

Дослідження електронних теодолітів багато в чому збі-

гаються із дослідженнями електронних тахеометрів у їхній куто-

мірній частині. Наприклад, дослідження відхилення вертикальної

осі теодоліта (тахеометра) під час обертання (див. п. 5.1). Те саме

стосується таких досліджень електронних тахеометрів (теодо-

літів), як визначення середньої квадратичної похибки установ-

лення лінії візування (див. п. 9.4.2.1); визначення середньої квад-

ратичної похибки вимірювання горизонтальних і вертикальних

кутів (див. п. 9.4.2.3); дослідження внутрішньокрокової похибки

інтерполяції періода растра (див. п. 9.4.2.4).

6.5.2.1. Дослідження впливу колімаційної похибки. Коліма-

ційна похибка С, як відомо, виникає внаслідок неперпенди-

кулярності візирної осі зорової труби або осі випромінювання до

осі обертання труби іі\ (рис. 6.22). Її визначають наведенням

зорової труби у положеннях КЛ і КП на одну й ту саму точку

(див. п. 6.5.1.4).

у,"

Рис. 6.22. Схема до визначення впливу

колімаційної похибки

258

Теодоліти

На рис. 6.22 т - проекція точки М у площину гори-

зонтального круга, коли колімаційна похибка відсутня. За

наявності колімаційної похибки точка М за положення КЛ

проектується у площину горизонтального круга, наприклад, як

точка

гп\

(відлік горизонтального круга ті), а за положення КП -

як т

(відлік горизонтального круга т

). Через є позначено

проекції у площину горизонтального круга колімаційної похибки

С. О - точка перетину візирної осі з віссю обертання зорової

труби. V- кут нахилу візирної зорової труби. З трикутників

Д/Л^ піїті

ОММ

і Отт

1§С = -, і§є = . Позаяк ММ

= тт

ОМ От

. ґ§С От _ . . _ .

відношення тангенсів —— = . Внаслідок малості кутів С і є

ОМ

С От От

можна записати — = . З трикутника ОМт сох

V —

, отже

є ОМ ОМ

(6.20)

СОЗУ

Помилка у величині кута, виміряного за одного положення

круга, буде такою

(

А С = С

1 1

СОХ V,

СОХ

(6.21)

Коли ^=^2=0°, Д С = 0.

Якщо вимірювати той самий кут за іншого положення кру-

га, А С буде мати протилежний знак. Тому середнє значення

кута, виміряного за двох положень круга (КЛ і КП), буде вільне

від колімаційної похибки, звичайно, коли С - стала. Це зумовлює

необхідність дотримуватися рівності довжин сторін вимірюва-

ного кута і не змінювати фокусування зорової труби, щоб

зберегти С = СОП8І.

Вплив колімаційної похибки на вимірювані вертикальні

кути визначають згідно із залежністю

(АС)=^І

у, (6.22)

259 Теодоліти

а на зенітні віддалі

' С

(Д С

) =—сґ

2, (6.23)

2 р

де 2 - зенітна віддаль.

Залежності (6.22) і (6.23) свідчать, що знак похибки не

змінюється зі зміною положення круга. Проте похибка незначна.

Якщо, наприклад, С = 60", то за кутів нахилу від 0 до 80° вплив

колімаційної похибки на величину вимірюваного кута змінюється

від 0 до 0,05".

6.5.2.2. Дослідження нахилу осі обертання зорової труби.

Нахил осі обертання зорової труби виникає внаслідок неперпен-

дикулярності її до вертикальної осі теодоліта. (Визначення

нахилу осі обертання зорової труби описано у п. 6.5.1.5). Це може

бути також наслідком відхилення вертикальної осі від прямо-

висності. Якщо вісь обертання зорової труби не перпендикулярна

до прямовисної осі 001 теодоліта (рис. 6.23) колімаційна

площина нахилиться і у виміряного горизонтального кута буде

похибка Єї. На рис. 6.23 Ні - положення горизонтально розташо-

ваної осі обертання зорової труби; ґі' - положення осі обертання

юрової труби, коли вона нахилена на кут і; V- кут нахилу

візирної осі зорової труби. Якщо вісь обертання зорової труби ІІ\

горизонтальна, а візирна вісь під кутом

спрямована на точку М,

точка т є її горизонтальною проекцією. Якщо вісь обертання

зорової груби і'і[ нахилена, труба буде наведена на точку Ми

горизонтальною проекцією якої буде точка т\. Із прямокутних

. _ ... . тт

, . тт

трикутників Отті і Мпипі мп£

{

= і-, а і = , тому

Отп

М,т,

хіпє, М.пц „ М,гщ

= —

. З трикутника ОМ

ті = —

—. Оскільки кути Є\

(§ і От

От

і і малі, можна записати

=іі§У.

(6.24)