Как измерить вертикальный угол теодолитом

Под вертикальным углом (углом наклона) понимают угол в вертикальной плоскости составленный линией горизонта. Вертикальный угол может принимать положительное и отрицательное значение в зависимости от того выше или ниже линии горизонта расположена точка визирования.

Так как линию горизонта образует ось цилиндрического уровня при алидаде горизонтального круга, то при измерении углов наклона необходимо постоянно следить за положением пузырька цилиндрического уровня. Отклонение его от нульпункта внесет адекватную погрешность в измеряемый угол наклона.

Измерение вертикальных углов выполняют с помощью вертикального круга теодолита. Устройство его такое же, как устройство горизонтального круга. У вертикального круга должно выполняться одно геометрическое условие: При горизонтальном положении визирной оси зрительной трубы и оси цилиндрического уровня отсчет по шкале вертикального круга должен быть равен нулю. Отличие отсчета от нуля называется М е с т о м н у л я вертикального круга.

· теодолит устанавливают на штатив и приводят его в рабочее положение;

· при положении зрительной трубы круг лево (КЛ) вращением наводящего винта зрительной трубы наводят среднюю нить сетки нитей на визирную цель (веху, рейку);

· убедившись, что пузырек цилиндрического уровня находится в нуль-пункте, снимают отсчет по вертикальному кругу и записывают его в журнал измерений;

· открепляют зрительную трубу и алидаду горизонтального круга, переводят зрительную трубу через зенит и снова наводят на ту же точку визирной цели;

· убедившись, что пузырек цилиндрического уровня находится в нуль-пункте, снимают отсчет по вертикальному кругу (КП) и записывают его в журнал измерений;

· при снятии отсчета по шкале ВК необходимо внимательно следить за знаком у градусных штрихов лимба. Если перед градусным штрихом стоит знак минус, то отсчет по шкале алидады следует вести от (-0).

· вычисляют место нуля (МО) и угол наклона (ν) для теодолитов 2Т30П и 4Т30П по формулам

При работе с теодолитами серии Т30 формулы вычисления МО и угла наклона выполняют по формулам:

МО = (КЛ + КП + 180°) / 2

ν = (КЛ + КП +180°) / 2

Контроль при измерении вертикальных углов осуществляется по постоянству значений МО. Колебание его не должно превышать двойной точности теодолита. Если колебания больше, то причинами этого являются:

· грубые погрешности при наведении горизонтальной нити на визирную цель;

· грубые погрешности при отсчитывании по шкале (например, игнорирование знака минус у градусного штриха лимба);

· уход пузырька цилиндрического уровня из нуль — пункта;

· ослабло крепление обоймы сетки нитей или плохо затянуты исправительные винты сетки нитей;

Таблица 7- Журнал измерения вертикальных углов

Измерения углов теодолитами Т30, 2Т30;

Сайт СТУДОПЕДИЯ проводит ОПРОС! Прими участие 🙂 — нам важно ваше мнение.

Теоретическая часть

ИЗМЕРЕНИЕ ВЕРТИКАЛЬНЫХ УГЛОВ

Цель работы

1). Освоить последовательность работ при измерении вертикальных углов.

2). Научиться выполнять обработку результатов измерений.

Приборы и принадлежности: теодолит Т30 или 2Т30, штатив, журнал измерения вертикальных углов.

Для определения высот точек и превышений между ними измеряют вертикальные углы (углы наклона). Вертикальным называют угол между стороной угла и ее проекцией на горизонтальную плоскость (рис. 11). Углы отсчитываются от проекции к стороне. Если сторона угла выше проекции, то угол называют положительным, если ниже – отрицательным, период измерения от -90 до + 90 .

Измерение вертикальных углов выполняется с помощью вертикального круга теодолита.

Точные теодолиты имеют уровень при вертикальном круге, перед отсчетом по вертикальному кругу концы пузырька уровня при вертикальном круге совмещают установочным винтом. Теодолит Т30 не имеет уровня при алидаде вертикального круга, поэтому перед наведением на точку приводится на середину пузырек уровня алидады горизонтального круга с помощью подъемного винта, по направлению которого расположен уровень.

Измерения выполняют при двух положениях вертикального круга.

На лабораторной работе необходимо измерить три вертикальных угла (рис. 11). Точки 1, 2, 3 для визирования выбрать на различной высоте ( при измерении угла наклона местности высота визирования должна быть равна высоте прибора). Результаты измерений записать в журнал измерения вертикальных углов (табл. 7).

Рис. 11. Схема измерения вертикальных углов

Для измерения угла V₁:

Установить теодолит на станции I в рабочее положение, вертикальный круг расположить слева;

Зрительную трубу при КЛ приближено визировать на точку 1;

Подъемным винтом привести пузырек уровня при алидаде горизонтального круга в нуль – пункт;

Наводящим винтом зрительной трубы совместись горизонтальную нить с наблюдаемой точкой, т.е. выполнить точное визирование;

Взять отсчет по вертикальному кругу;

Расположить вертикальный круг справа и визировать на точку 1 при КП;

Все действия повторить, взять отсчет по вертикальному кругу.

Для измерения углов V₂, V₃ – зрительную трубу последовательно визировать на точке 2, 3. Работу выполнить в той же последовательности, что и при измерении V₁.

Обработка результатов измерений

Вычислить для каждого угла величину М0. Измерения углов выполнены правильно, если величина =-М0 и колебания не превышают двойной точности отсчетного устройства, M0

При измерениях угла теодолитом 2Т30 получены следующие отсчеты:

= + , и =

Значения М0 и v вычисляются по следующим формулам:

М0 = (КЛ+КП)/2= ( ) = ;

=КЛ М0 = ( ) = ;

= М0 – КП = ( ) = ;

= (КЛ КП)/2 = ( ( ))/2 =

Правильность вычислений контролируется путем сравнения значения v, вычисленных по разным формулам.

При измерениях угла теодолитом Т30 получены следующие отсчеты:

= , и =

Значения М0 и v вычисляются по следующим формулам:

М0=(КЛ + КП + )/2 = ( + + + )/2 = ;

v = КЛ – М0 = — = + ,

v = М0 – КП – = — — — = +

Читать еще: Подключение однофазного счетчика в гараже

v = (КЛ – КП — )/2 = ( + — — ) = +

При вычислениях по этим формулам к значениям, меньшим , прибавляют

Оформление отчета:

1). Начертить схему измеренных углов с указанием их величин

2). Заполнить журнал измерения вертикальных углов (табл. 7)

Как измерить вертикальный угол теодолитом

Вертикальным называется угол между направлением на предмет и горизонтальным направлением визирной оси трубы теодолита. Вертикальные углы могут быть заключены в пределах от 90 о до –90 о . Вертикальные углы измеряются для определения превышений между точками тригонометрическим нивелированием и для определения горизонтальных проложений наклонных линий местности. Измеряя вертикальные углы, можно также определить высоты объектов (зданий, водокачек, дымовых труб и т.д.).

Горизонтальное направление визирной оси определяется при помощи места нуля (МО) вертикального круга. Место нуля – это отсчет по вертикальному кругу при горизонтальном положении визирной оси и горизонтальном положении оси уровня при вертикальном или горизонтальном (у теодолита 4Т30) круге.

У разных теодолитов вертикальный круг имеет различное устройство и различную оцифровку. Поэтому формулы для определения вертикальных углов и места нуля вертикального круга у разных теодолитов различаются. Например, у теодолита 4Т30 оцифровка вертикального круга секторная, по 75 о в одну и в другую сторону от нуля, причем в одну сторону деления подписываются со знаком +, в другую – со знаком — . На рис.7 показаны отсчеты по вертикальному кругу теодолита 4Т30 для положительного вертикального угла при круг право (КП) и круге лево (КЛ).

Из рисунка очевидны формулы:

; ; (3)

из этих формул можно вывести, что

; ; (4)

у теодолита 3Т30 (Т30) формула для определения вертикального угла и место нуля (МО) будут другие:

; ; (5)

; . (6)

Необходимо отметить, что отсчеты по вертикальному кругу у теодолита 4Т30 берутся по шкале, подписанной буквой В , равной 1 о вертикального круга и поделенной на 12 частей. Следовательно, цена деления шкалы равна 5’. Деля ее на глаз на 10 частей, мы можем брать отсчет с точностью 0,5’(30”). Слева направо шкала возрастает от 0’ до 60’ (подписано цифрой 6), справа налево шкала уменьшается от -0’ до –60’ (подписано –6). Отсчет по шкале берется следующим образом: количество градусов считывается с подписанного градусного штриха вертикального круга, который проектируется на шкалу; количество минут определяется по шкале от ее нуля до градусного штриха вертикального круга. Причем, если градусный штрих положителен, то количество минут считается слева направо от 0 шкалы до этого штриха, и прибавляется к градусам. Отсчет будет положительным. Например, на рис. 8 отсчет равен +2 о 19’. Если градусный штрих вертикального круга отрицателен, то количество минут считается справа налево от –0 до градусного штриха и прибавляется к градусам; отсчет будет отрицательным. Например, на рис. 9 отсчет равен –-0 о 52’.

При измерении вертикальных углов теодолитом 4Т30 тщательно приводят ось теодолита в отвесное положение, затем зрительную трубу наводят на точку при круге право (КП). Перед взятием отсчета при необходимости нужно поправить уровень (пузырек вывести на середину) подъемными винтами. Затем берется и записывается отсчет КП по вертикальному кругу. Далее труба переводится через зенит и наводится на ту же точку при круге лево (КЛ). Подправив при необходимости уровень подъемными винтами, берут и записывают отсчет по вертикальному кругу КЛ. По формулам (4) определяют вертикальный угол и место нуля МО.

Место нуля следует определить повторно при наведении на другую точку, и из двух значений вычислить его среднее арифметическое, Если среднее значение МО больше 1’, его следует исправить. Для этого вычислить исправленные отсчеты для вертикального круга по формулам

КЛ_{исправ.}= КЛ – МО или КП_{исправ.}= КП – МО (7)

и установить исправленный отсчет на вертикальном круге наводящим винтом зрительной трубы. При этом крест сетки нитей сместится с изображения наблюдаемой точки. Отвинтить колпачок в окулярной части трубы, шпилькой ослабить на пол оборота боковые исправительные винты сетки нитей. Вращением верхнего и нижнего исправительных винтов сетки в одну сторону, навести крест сетки нитей на точку. Закрепив боковые винты сетки, еще раз определяем МО.

Если мы определили место нуля (МО), то другие вертикальные углы можем измерять однократным наведением зрительной трубы на цель при круге право (КП) или круге лево (КЛ) с одновременным снятием отсчетов по вертикальному кругу и подсчитывать углы по формулам (3).

Д.Ш.Михелев. Инженерная геодезия.- М.: Академия, 2004.

Измерение вертикального угла выполняют в следующей последовательности:

· теодолит устанавливают на штатив и приводят его в рабочее положение;

Читать еще: Бенджамин франклин кто это

· вычисляют место нуля (МО) и угол наклона (ν) для теодолитов 2Т30П и 4Т30П по формулам

При работе с теодолитами серии Т30 формулы вычисления МО и угла наклона выполняют по формулам:

МО = (КЛ + КП + 180°) / 2

ν = (КЛ + КП +180°) / 2

· грубые погрешности при наведении горизонтальной нити на визирную цель;

· уход пузырька цилиндрического уровня из нуль — пункта;

· ослабло крепление обоймы сетки нитей или плохо затянуты исправительные винты сетки нитей;

Таблица 7- Журнал измерения вертикальных углов

Измерение горизонтальных углов теодолитом Т30 способом приемов. Измерение углов наклона линий. Измерение расстояний теодолитом

8. ИЗМЕРЕНИЕ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ УГЛОВ ТЕОДОЛИТОМ Т30 СПОСОБОМ ПРИЕМОВ

Цель работы: закрепить знания по наименованию частей инструмента и овладеть методикой измерения горизонтальных углов.

При измерении горизонтального угла способом приемов принята следующая методика.

В вершине измеренного угла устанавливают и центрируют теодолит (точность центрирования 3 мм). На концах сторон измеряемого угла устанавливают вехи (рис.16), причем вехи должны находиться строго в створе наблюдаемых сторон, т.е. на линиях, соединяющих наблюдаемые точки с вершиной измеряемого угла.

Для удобства вычислений измерения угла начинают на начальных штрихах лимба. Для этого закрепляют лимб горизонтального круга и вращением алидады совмещают индекс штрихового микроскопа со штрихом нулевого деления на лимбе, после чего закрепляют алидаду.

3. Открепив лимб теодолита, визируют на веху, установленную в начальной точке А (рис.16,а). После грубой наводки лимб горизонтального круга закрепляют, а точное совмещение вертикального штриха сетки нитей зрит ельной трубы с осью вехи выполняют наводящим винтом лимба. Производят отсчет по горизонтальному кругу Затем записывают его в журнал (табл. 10).

Открепив алидаду горизонтального круга, визируют на веху, установленную в конечной точке В, после чего алидаду закрепляют и более точную наводку выполняют наводящим винтом алидады.

5. По лимбу горизонтального круга берут отсчет =76°14′. На этом заканчивается первый полуприем измерения горизонтального угла АБС (см. рис, 16,а).

Значение угла АСВ вычисляется в уме как разность второго и первого отсчетов. В примере, приведенном в табл.10 , оно равно 76°14′ — 0°01′ — 76°13′ .

С целью обеспечения контроля измерения угла и для повышения точности выполняют второй полуприем. Перед началом переводят трубу через зенит и при том же положении лимба, отпустив закрепительный винт алидады, приближенно визируют на точку А.

После точного наведения трубы производят отсчет (180°02) по лимбу и записывают в журнал. Отпускают закрепительный винт алидады, вращая её в направлении движения часовой стрелки, визируют на точку С и производят отсчет (256°1б’) по горизонтальному кругу и записывают в журнал.

На этом заканчивается второй полуприем измерения угла. Два полуприема составляют один прием.

9. Если расхождение между вычисленными значениями, измеренного первым я вторым полуприемами, не превышает удвоенной точности отсчетного микроскопа, то вычисляют окончательное значение угла измеренного одним приемом, равное среднему арифметическому из результатов измерения в полуприемах.

Если же значения угла, полученные в первом и втором полуприемах, отличаются друг от друга больше, чем на двойную точность отсчетных устройств, то следует проверить устойчивость штатива, достаточно ли затянут становой винт. После этого измерение угла повторяется.

10. Для контроля правильности измерений рекомендуется произвести измерение угла , дополняющего измеренный угол до 360°. Дополняющий угол измеряют, как правило, одним полуприемом, т.е. выполняют действия, аналогичные тем, которые описаны в пунктах 2-6. Отличие состоит ли шь в том, что при измерении дополняющего угла точка В становится начальной, а точка А — конечной.

Контролем точности измерений угла и дополняющего угла служит величина , называемая незамыканием по горизонту:

Точность измерений считается удовлетворительной0 если .

В табл. 10 приведен образец записи данных измерений горизонтального угла способом приемов в типовом журнале измерения углов.

9. ИЗМЕРЕНИЕ УГЛОВ НАКЛОНА ЛИНИЙ

Вертикальным углом, или углом наклона линий, называется угол, заключенный между линией визирования и ее проекцией на горизонтальную плоскость.

Измерение углов наклона V чаще всего производят при двух положениях (круг справа и круг слева) вертикального круга.

Перед измерением угла наклона теодолитом ТЗО следует подъемными винтами тщательно привести в нуль-пункт пузырек уровня при алидаде горизонтального круга.

При измерении углов наклона сторон в теодолитном ходе необходимо, чтобы линия визирования была параллельна линии, соединяющей две соседние точки стороны хода, для которого измеряется вертикальный угол. Для этого измеряют высоту инструмента устанавливают на другой точке стороны веху и откладывают высоту инструмента на вехе, закрепив его какой-либо меткой, например, яркой ленточкой. В дальнейшем визирование зрительной трубой выполняют уже на эту метку.

Читать еще: Шкант и нагель в чем разница

В настоящее время принята следующая методика измерения вертикальных углов теодолитом:

1) Зрительная труба теодолита наводится на выбранную точку при положении вертикального круга КЛ, после чего зажимают закрепительный винт трубы и более точная наводка производится наводящим винтом зрительной трубы.

2) Перед отсчетом по вертикальному кругу необходимо посмотреть на положение пузырька уровня относительно нуль-пункта и после этого сделать отсчет КЛ.

3) Зрительную трубу переводят через аенмт и при круге справа выполняются действия, описанные в пл. 1 и 2. При этом берется отсчет КП.

В теодолите ТЗО деления вертикального круга подписаны против движения часовой стрелки и отсчитывание производится по одной стороне круга. Формулы для вычисления значения угла наклона v и место нуля МО имеют вид:

При вычислении по этим формулам надо к значениям КЛ, КП и МО, меньшим 90°, прибавлять 360°.

10. ИЗМЕРЕНИЕ РАССТОЯНИЙ ТЕОДОЛИТОМ

Измерение расстояний выполняется при помощи нитяного дальномерного теодолита и нивелирной рейки.

Нитяной дальномер представлен в виде двух дальномерных нитей, нанесенных на сетке нитей зрительной трубы теодолита (рис. 17).

Принята следующая методика измерения длин линий:

На точке, расстояние до которой необходимо измерить, устанавливается нивелирная рейка.

Зрительная труба наводится на отсчет v , примерно равный высоте инструмента.

По нивелирной рейке берут отсчеты: R _В — по верхней и R _Н — по нижней дальномерным нитям.

Горизонтальное расстояние L до точки установки рейки определяется из формулы

Где v – угол наклона визирного луча;

K – коэффициент дальномера К=100.

L = 100 (1484 — 0856) = 100×6 28 мм = 62,8 м

Для упрощения вычислений длины L часто используют такой приём — наводят верхнюю дальномерную нить на ближайшее целое дециметровое деление.

L = 100 (1528 — 0900) = 100×628 мм = 62,8 м

Точность измерения длин с помощью нитяного дальномера теодолита и нивелирной рейка составляет 1:200 — 1:300 измеряемой длины.

Студент может считать себя готовым к сдаче зачета по тахеометр ческой съемке, если он выполнил полностью все лабораторные и расчетно-графические работы, требуемые данными методическими указаниями и может ответить на ряд вопросов преподавателя по данной теме.

С целью облегчения подготовки к сдаче работы ниже приводятся вопросы для самопроверки.

Вопросы для самопроверки

1. Общие указания.

Сущность тахеометрической съемки, ее назначение.

Инструменты, применяемые при прокладке высотных теодолитных и тахеометрических ходов.

Что означает слово тахеометрия и за счет чего достигается скорость измерения?

2, Камеральная обработка теодолитных ходов.

Что называется исходными пунктами и сторонами?

Что называется дирекционных углами линий?

В чем заключается обратная геодезическая задача на координата а по каким формулам она решается? Контроль решения.

2.4, Что такое горизонтальная проекция (проложение) наклонного расстояния? И по каким формулам ее можно вычислить?

2.5. Что называется угловой невязкой теодолитного хода и причины ее возникновения?

2.6. Как определяется допустимость угловой невязки полигона и по какому математическому закону она распределяется?

По каким формулам вычисляют дирекционные, углы сторон, если измерены левые( правые) углы полигона? Сформулируйте словами правил вычисления дирекционных углов.

Как проверяется правильность вычисления дирекционных углов замкнутого (разомкнутого) теодолитного хода?

Что называется приращениями координат, по каким .’мрмулам их вычисляют, от каких данных зависят знаки приращение координат?

2.10. Что такое невязки в приращениях координат, замкнутого и разомкнутого теодолитных ходов, как их вычисляют?

2.11 Что такое абсолютная и относительная невязки в периметре полигона и как их вычисляют?

2.12 Уравнивание приращений координат к вычисление координат вершин полигона. Контроль вычисления координат точек замкнутого н разомкнутого ходов.

3. Вычисление координат точек диагонального хода.

3.1. В чем разница а уравнивании измеренных горизонтальных углов диагонального хода в вычислении дирекционных углов его сторон по сравнению с замкнутым теодолитным ходом?

3.2. Есть ли отличие в определении невязок приращений координат диагонального хода и замкнутого? В чем око состоит?

3.3. В чем заключается контроль вычисления координат пунктов диагонального хода?

4. Вычисление высот пунктов теодолитных ходов.

4.1 Что называется превышением одной точки над другой? По каким формулам их можно вычислить» если измерены длины сторон хода стальной лентой, а угля наклона — теодолитом?

Уравнивание превышений замкнутого и диагональных ходов. В чем их сходство и различие?

Что называется отметкой точки и как ее вычисляют? Контроль вычислений.

5. Составление топографического плана местности.

В какой последовательности выполняются работы при составлении плана тахеометрической съемки?

Как построить и оцифровать координатную сетку?

Как сделать накладку вершин ходов по их координатам я контроль и правильности накладки?

По какой формуле вычисляются горизонтальные проложеняя расстояний, измеренных нитяным дальномером?

Как вычислить превышения и отметки пикетов? Напишите для них формулы. .

Как нанести на план пикеты и проверить, нет ли ошибок в нанесении их?

Как сделать рисовку рельефа по отметкам пикетов методом графического интерполирования?

Как оформить план тахеометрической съемки местности?

6. Устройство теодолита ТЗО, его поверки к измерение горизонтальных и вертикальных углов и расстояний.

Назовите основные части теодолита и их назначение.

Какие поверки теодолита производят перед началом работ? Как производятся эти поверки?

Каково назначение уровня горизонтального круга?

Какова последовательность действий при измерении теодолитом горизонтального угла способом отдельных приемов?