Классификация теодолитов и их характеристики. Измерение углов теодолитом

значение  угла р' (слева по ходу лежащего). Найдя разность отсчетов 382°17/— 247°15'=135°02/, ее записывают в тот же журнал измерения углов. Это будет значение угла р, 'полученное в первом полуприеме при круге право.

  Переходя  ко второму полуприему, смещают лимб на несколько градусов, после чего переводят трубу через зенит и повторяют измерения угла р при другом положении вертикального круга, при КЛ, начиная, как и прежде, с точки А. Отсчеты на заднюю точку Л (207°45') и на переднюю точку С (72°44') записывают в журнал. Разность отсчетов дает значение угла р=135°0Г во втором полуприеме.

  Если  расхождение между первым и вторым значениями угла не превышает двойной точности отсчета теодолита, то из полученных значений находят среднее р_ср=135°01,5/, которое и принимается за измеренное значение угла.

Измерение угла способом повторений

Рис. 4. Схема  измерения угла способом повторений

Этот способ несколько точнее описанного выше. Сущность его заключается в многократном последовательном откладывании на лимбе величины измеряемого угла (рис. 28)'. Отсчеты делают только два раза — в начале и в конце измерений. Это ослабляет влияние погрешностей отсчетов на результат измерений. Установив теодолит над вершиной угла, закрепляют алидаду в таком положении, чтобы отсчет по горизонтальному кругу был близок к 0°. Открепляют лимб, визируют на левую (переднюю) точку угла и берут отсчет а. Открепив алидаду, визируют на правую (заднюю) точку и для контроля берут отсчет. Полученное значение угла должно впоследствии быть близким этому контрольному отсчету. Далее открекпляют закрепительный винт лимба, снова визируют трубу на левую точку наводящим винтом лимба, но отсчета не берут. Затем вращением алидады вновь визируют на правую точку. Эти действия повторяют столько раз, сколько повторений  предусмотрено заданием при измерении угла,  направляя трубу каждый раз наводящим винтом лимба на левую точку при вращении им лимба вместе с алидадой, а на правую точку наводящим винтом алидады при вращении только алидады. Число повторений п берут не менее трех. Окончательный отсчет b делают при последнем визировании на правую точку. Значение угла вычисляют по формуле

п

Далее трубу  переводят, через зенит и всю  программу измерений повторяют  при другом положении вертикального  круга. За окончательное значение измеренного  угла принимают среднее из результатов, полученных в измерениях при разных кругах.

Точность измерения  углов способом приемов

Точность измерения  горизонтальных углов техническими теодолитами зависит от многих факторов. К ним относятся ошибки установки  теодолита и вех, ошибки прибора, ошибки визирования, ошибки отсчета, неблагоприятные  условия среды. Из всех перечисленных  факторов наибольшее влияние на точность угловых измерений оказывает  ошибка отсчета, так как при тщательной подготовке измерений влияние остальных  факторов можно свести к минимуму.

Обозначим точность отсчета для данного теодолита  через t принято считать, что ошибка направления, в котором берется один отсчет, равна половине точности отсчета, т. е. mo=t/2. Значение угла в полуприеме вычисляется по отсчетам, полученным по двум направлениям. Согласно теории ошибок измерений для угла в полуприеме ошибка будет равна

Окончательное значение угла, полученное как среднее  арифметическое из значений в полуприемах, в V2 раз точнее каждого из них. Поэтому точность угла, измеренного способом приемов, вычисляется по формуле 

т. е. средняя  квадратическая ошибка угла, зависящая от точности в отсчетах при измерениях углов указанным способом, равна половине точности отсчета. Для теодолита ТЗО с точностью отсчета   t = 1’   m_р = 30".

Точность  измерения углов  способом повторений

Примем те же оговорки, что и в предыдущем параграфе, т. е. что в расчетах учитываются  только ошибки в отсчетах и что  они равны половине точности отсчета.

Угол при одном  положении вертикального круга  получают как среднее арифметическое из n значений, где п соответствует количеству повторений, проводимых при измерениях. Однако, в силу особенностей данного способа, сумму п значений данного угла получают всего по двум взятым отсчетам а и & по формуле (13). Поэтому ошибка угла, полученного при одном положении вертикального круга, определяется по формуле Окончательное значение угла, определяемое как среднее арифметическое из значений,

полученных в  измерениях при двух кругах, будет  в V2 раз точнее. Поэтому средняя квад-ратическая ошибка угла, измеренного способом повторений будет равна 
 

Почти все современные  оптические геодезические приборы  имеют нитяные дальномеры для  определения расстояний. Поэтому  сетка нитей помимо основной горизонтальной имеет еще и две дальномерные нити. В классификации дальномеров нитяный относится к дальномерам с пост. Углом и переменным базисом ( рейкой). При определении расстояния между точками А и В в точке А устанавливают прибор, а в точке В рейку с сантиметровыми делениями. Вертикальную нить сетки наводят на рейку, а по крайним горизонтальным штрихам сетки берут два отсчета по рейке. Разность этих отсчетов дает величину п. В современных геодезических приборах расстояние определяют по формуле

D = Cxn + c где  С -коэффициент; с - постоянная нитяного дальномера. Обычно С=100 и с=0; в этом случае величина п, выраженная в сантиметрах, дает расстояние D в метрах. Для удобства вычисления величины  п при взятии отсчетов по рейке младшую нить наводят на некоторый круглый отсчет и из отсчета по старшей нити вычитают этот отсчет.

Если угол наклона  измеряемой линии превышает 2°, то по наклонному расстоянию, измеренному  нитяным дальномером, определяется горизонтальное положение по формуле

d = Dxcos²xv

Теодолитно - топографическая съемка местности. Производство съемочных и камеральных работ. Построение топографического плана местности.

Съемка, выполняемая  теодолитом, включает в себя создание опорной сети и съемку подробностей. Опорная сеть может состоять из точек  государственной геодезической  опорной сети, точек теодолитно-нивелирных, высотно-теодолитных или тахеометрических ходов, проложенных между ними.

Ходы могут  быть замкнутыми в виде полигонов  и разомкнутыми, проложенными между  точками опорных ходов, вершины  которых выбирают на открытых возвышенных  местах, удобных для съемки с них  объектов ситуации, контуров и основных переломов рельефа местности. Стороны  ходов по длине выбирают близкими 100—200 м, а их вершины закрепляют колышками. При прокладке ходов  их стороны измеряют оптическими  дальномерами или светодальномерами, а горизонтальные и вертикальные углы — теодолитами или тахеометрами. Измеряют справа по ходу лежащие горизонтальные углы способом круговых приемов. Превышения определяют тахеометрами или в результате измерения углов наклона вертикальным кругом теодолита, в прямом и обратном направлениях при Двух его положениях (КП и КЛ). Все отсчеты измерений фиксируют в журнале наблюдений , а положение точек при обилии контуров — в специальном абрисе съемки. В аналитическом абрисе тахеометрической съемки устанавливают последовательность размещения точек цифровой модели местности инженерного назначения (ЦММИН) , исходя из последовательности интерполирования высот по структурным линиям съемки с выделением массивов размещения интерполяционных точек по отдельным горизонталям. Это необходимо делать для автоматизированной рисовки рельефа на графопостроителе. Такой абрис ведут в поле при съемке. При съемке ситуационных объектов и их границ для трассировочных работ рекомендуется выделять их стоимостные показатели, по которым можно устанавливать целесообразность прохождения трассы проектируемого сооружения через них, вблизи них или в необходимом удалении от наиболее ценных объектов и земель. После перехода на следующую станцию перед съемкой необходимо произвести перестановку вех на смежных опорных точках в целях переориентирования у них створности относительно положения точек закрепления в натуре новых опорных точек. При съемке подробностей выделяют характерные массивы рельефа, разделяемые основными структурными особенностями, важными для съемочных работ (выделение участков, относимых к одному берегу реки или водоему, участков отделения различных бассейнов водосбора их граничными водоразделами]. В процессе построения аналитического абриса съемки рекомендуется указывать для каждого контурного объекта не только его положение, но и определенную стоимостную характеристику занятия необходимой полосы проектируемым объектом, а для площадного контура — стоимость земли, занятой данным объектом.

Измерения линий  и углов в теодолитных опорных  ходах выполняют дважды при двух положениях вертикального круга, а  при съемке подробностей — один раз при основном положении вертикального  круга (К.Л). Расчеты координат положения  точек выполняют лишь после получения  допустимых невязок при съемке опорных  точек и линий хода. Составление  топографического плана производят после контроля правильности измерения  горизонтальных и вертикальных углов, длин линий и превышений по опорному ходу по результатам двойных измерений.

Расхождения в  измеренных углах хода в первом и  втором полуприемах не должны превышать двойной точности прибора, а в расстояниях (прямых и обратных)не ниже точности измерения опорных линий (1:1000—1:2000). Ориентируют лимб прибора при съемке относительно одной из опорных линий при основном положении вертикального круга (обычно при КЛ), а снимают пикетные точки полярным методом. Если при съемке опорной сети, теодолитно-нивелирных, высотно-теодо-литных или тахеометрических ходов были установлены недопустимые невязки, то измерения в таких местах повторяют. Полученные результаты измерений углов, сторон и превышений при допустимых расхождениях принимают как среднее арифметическое из полученных значений. Перед съемкой подробностей в пределах каждой станции контролируют постоянство места нуля (МО) для всех смежных с ней станций. Съемку подробностей начинают с составления абриса данной станции. Как правило, вначале снимают все контурные точки (с учетом продолжения контуров со смежных станций), затем ведут съемку характерных переломных точек рельефа, вдоль водораздельных и водосливных линий на участке данной станции (также соблюдая преемственность структуры рельефа от смежных станций), а затем производят добор точек площади сомнительных мест (1 точка через каждые 20—40 м на их площади). При съемке рельефа в абрисе съемки фиксируют основные направления скатов местности стрелочками стока и высоты урезов воды водохранилищ рек и озер, вершин гор и возвышенностей, дна котловин и болот . По окончании съемочных работ на станции осматривают участок съемки, контролируя снятие всех пикетных точек на данной станции. Съемку подробностей ведут с опорных точек каждой станции тахеометрического хода при основном положении вертикального круга после наблюдения на все опорные точки с данной станции и составления абриса съемки. Так же как производилась съемка подробностей притрассовой полосы на каждую пикетную точку ставят рейку, фиксируют в журнале и абрисе номер точки, берут отсчеты по дальномерным нитям, приводят пузырек уровня при вертикальном круге» в нуль-пункт, определяют отсчеты по горизонтальному и вертикальному кругам и после записи в журнал на микрокалькуляторе (или по таблицам) находят горизонтальные расстояние и превышение на наблюдаемую точку. Далее последовательно переходят на все последующие точки, беря по рейкам на них и по горизонтальному и вертикальному кругам необходимые отсчеты с расчетом горизонтальных расстояний и превышений. Так последовательно устанавливают пространственное положение каждой пикетной точки. Закончив наблюдения на .все опорные точки высотных теодолитных ходов, устанавливают приращения координат и превышения между ними, а по их исправленным значениям — координаты и высоты всех опорных точек. Высоты всех пикетных точек находят по увязанным высотам опорных точек и превышениям с них. В тех случаях, когда в процессе съемки создают ЦММИН, ведут аналитический абрис съемки, а наблюдения на точки производят с помощью электронно-оптических тахеометров с автоматизированной записью результатов наблюдений на магнитную ленту. По окончании съемочных топографических работ ведут составление топографического плана на автоматизированном графопостроителе.

В завершение съемки контролируют отсчет ориентирования лимба  данной станции и запоминают положение  граничных пикетных точек съемки подробностей для следующей станции.

Тахеометрическую  съемку рекомендуется производить  в поле одновременно вместе с развитием  опорной сети и съемкой подробностей. Однако окончательный расчет координат  и высот точек опорных ходов  должен всегда предшествовать накладке пикетных точек и построению ситуации и рельефа на топографическом  плане съемки. Обработка угловых  измерений заключается в определении  угловой невязки замкнутого или  разомкнутого теодолитного хода, установлении ее допустимости и распределении  по углам   хода.   Для   получения   исправленных   горизонтальных   углов   определяют   их теоретическую сумму в многоугольнике, равную Практическая сумма измеренных   углов будет отличаться от нее на угловую невязку замкнутого хода  . Предельная     ошибка     измерения     углов теодолитных   ходов установлена в виде  , где предельная ошибка измерения одного угла Ар =1,5 — n число углов хода. Если , то угловую невязку распределяют поровну на все углы хода. Поправку бр вводят с обратным знаком. Исправленные углы равны Виспр = Bi + 6В. Если невязка в углах значительно меньше допустимой, то ее распределяют только на углы с короткими сторонами. По исправленным горизонтальным углам теодолитного хода вычисляют дирекционные углы его сторон по формуле а_n = аn-1 + 180°— Виспр. Вычисления начинают с исходного дирекционного угла и ведут до получения его значения в конце вторично. По длинам горизонтальных проекций сторон хода d,- и дирекционным углам а, вычисляют приращения координат АХ и AY.

Каждое приращение получает знак в соответствии с направлением линии или величиной дирекционного  угла, указанными. Затем суммируют приращения координат и находят невязки в приращениях замкнутого

хода (полигона): ,

По ним находят  общую линейную невязку    и относительную невязку она

не должна

превышать 1 : 2000 периметра Р. При недопустимости невязки проверяют вычисления, а затем вновь ведут измерения отдельных линий.

Допустимые невязки  в приращениях координат распределяют пропорционально длинам сторон хода с обратным знаком. Сумма поправок по соответствующим осям координат  должна быть равна невязкам по каждой оси с обратным знаком.

Координаты  X и У исходной точки замкнутого хода (полигона) находят в результате привязки этой точки хода к пунктам геодезической опорной сети или задают в виде некоторой условной величины.