Измерение вертикальных углов необходимо для определения углов наклона линий на местности и решения различных задач. Для этого устанавливают теодолит в точке (например, в точке 6 на рис. 33,а).
Рис. 33. К измерению вертикальных углов: а) – схема измерения угла наклона δ линии 6 –7; б) – вертикальный круг теодолита
Измеряют высоту инструмента i – расстояние от верха колышка № 6 до оси вращения трубы теодолита. Высоту инструмента i переносят на вешку в точке 7 и отмечают эту высоту в виде метки М (в качестве метки применяется тонкий шнур). Открепляют алидаду, трубу, а затем визируют на метку М. Берут отсчет по вертикальному кругу, например, КЛ = 5° 58¢. Переворачивают трубу через зенит и вновь визируют на метку М, отсчитывают по вертикальному кругу, например КП = – 5°59¢. Вертикальный угол δ при измерении теодолитом 2Т30 вычисляют по формуле
δ = 0,5·(КЛ – КП),
где КЛ и КП – показания лимба вертикального круга при его положениях слева и справа от наблюдателя.
В нашем примере δ = 0,5·(5° 58¢ + 5° 59¢) = 5° 58,5¢.
При измерении вертикальных углов используют место нуля вертикального круга (МО)
МО – это отсчет по вертикальному кругу при горизонтальном расположении зрительной трубы теодолита (линия
I – Iна рис. 33, б). На этом рисунке МО = 1°. Отсчет КЛ = 30°, отсюда угол наклона составляет δ = КЛ – МО = 30° – 1° = 29°. При взятии отсчета при КП угол наклона δ = МО – КП. Вычитая левые и правые части приведенных выше уравнений, получим
δ – δ = КЛ – МО– (МО – КП).
В результате преобразований будем иметь
МО = 0,5·(КЛ + КП).
Определим место нуля по нашим данным измерений:
МО = 0,5·(5°58¢ – 5°59¢) = – 0°00,5¢ = – 0°00¢30¢¢.
Угол наклона δ = 5° 58¢+0°00,5¢= 5° 58,5¢, δ = – 0°00,5¢+ +5°59¢ = 5° 58,5¢.
Перед измерением вертикального угла пузырек уровня при алидаде приводится подъемными винтами на середину.
При измерении вертикальных углов теодолитом 2Т30М применяются следующие формулы:
δ = 0,5·(КЛ – КП – 180°), δ = КЛ – МО,
δ = МО – КП –180°, МО = 0,5(КЛ+КП+180°).
К величинам КП, КЛ и МО, меньшим 90°, необходимо прибавить 360°.
Поверки теодолита
До начала работы с теодолитом внешним осмотром проверяют его устойчивость на штативе, плавность хода подъемных и наводящих (микрометренных) винтов, прочность фиксации вращающихся частей закрепительными винтами.
Если теодолит получен с завода, после ремонта, от другого специалиста, до ввода теодолита в эксплуатацию выполняют поверки. В процессе поверок удостоверяются в правильном взаимном положении осей прибора (рис. 34, а).
Рис. 34. Схемы расположения геометрических осей теодолита:
а – общая; б, в, г, д – при поверках
Первая поверка. Ось UU цилиндрического уровня горизонтального круга должна быть перпендикулярна оси VV вращения прибора (рис. 34, б).
Поверку выполняют в такой последовательности. Приводят ось вращения инструмента в вертикальное положение при помощи уровня на горизонтальном круге. Затем уровень на горизонтальном круге располагают по направлению двух любых подъемных винтов и, вращая их в разные стороны, приводят пузырек уровня в нуль-пункт. Затем поворачивают горизонтальный круг теодолита на 180°. Если пузырек остался на середине или отклонился не более чем на одно деление, уровень исправен, если более чем на одно деление — неисправен.
Для устранения неисправности пузырек перемещают исправительными винтами уровня к нуль-пункту на одну половину дуги отклонения, а затем подъемными винтами – на вторую половину дуги отклонения.
После выполнения поверки удостоверяются, что теодолит сохраняет рабочее положение. Для этого горизонтальный круг поворачивают на 90°, приводят пузырек цилиндрического уровня на середину и поворачивают горизонтальный круг в произвольном направлении. Если при различных положениях круга относительно подъемных винтов пузырек остался на середине или сместился на одно деление, то поверка считается выполненной.
Вторая поверка. Визирная ось РР трубы должна быть перпендикулярна оси НН вращения трубы (рис. 34, в).
Поверку выполняют следующим образом. Приводят ось вращения инструмента в вертикальное положение. При закрепленном винте алидады открепляют лимб и трубу. Наводят трубу на удаленную точку. Закрепляют лимб и берут отсчет а 1 по горизонтальному кругу. Отпускают зажимной винт зрительной трубы и переводят трубу через зенит. Открепляют зажимной винт алидады и наводят трубу на ту же точку, берут повторный отсчет а 2. Если отсчеты а 1 и а 2 равны или отличаются не более чем на двойную точность отсчетного устройства, теодолит исправен, если больше – неисправен. Так, при точности инструмента 30'' предельное значение коллимационной ошибки с = 0,5 (а 1 – а 2) не должно превышать 1'.
Чтобы устранить неисправность, из отсчетов а 1 и а 2 находят среднее значение: a = 0,5 (а 1 + а 2). Микрометренным (наводящим) винтом алидады устанавливают на горизонтальном круге средний отсчет а (при этом изображение точки сместится от вертикальной нити).
Снимают с окулярного колена трубы колпачок, ослабляют горизонтально расположенные исправительные винты сетки нитей и вращением этих исправительных винтов (один винт откручивают, а другой закручивают) смещают сетку до совпадения перекрестия сетки нитей с точкой визирования. После юстировки закрепляют винты.
Третья поверка. Ось НН вращения трубы должна быть перпендикулярна оси VV вращения прибора (рис. 34, г).
Поверку выполняют в такой последовательности. Теодолит устанавливают на расстоянии 8 – 10 м от стены здания. Вертикальную ось вращения приводят в отвесное положение. Трубу наводят на точку, высоко расположенную на здании, и закрепляют горизонтальный круг. Трубу плавно опускают до горизонтального положения. На стене отмечают проекцию точки. Переводят трубу через зенит, опускают закрепительный винт алидады и снова наводят на ту же точку. Проецируют точку на тот же уровень и закрепляют. Если проекции точки совпадают, теодолит исправен, если не совпадают – неисправен. При нарушении условия прибор направляют в мастерскую для ремонта.
Четвертая поверка. Вертикальная нить АА сетки зрительной трубы должна быть перпендикулярна оси НН ее вращения (рис. 34, д).
Поверку выполняют в такой последовательности. Вертикальную ось вращения теодолита приводят в отвесное положение. На расстоянии 8 – 10 м от теодолита закрепляют отвес. Вертикальную нить наводят на отвес. Если вертикальная нить сетки совпадает с нитью отвеса, то теодолит исправен, если не совпадает – неисправен.
Чтобы исправить соотношение осей, снимают с окулярного колена трубы колпачок, ослабляют исправительные винты сетки и поворачивают диафрагму так, чтобы вертикальная нить сетки совместилась с нитью отвеса.
После выполнения этой поверки повторно делают вторую поверку.
Пятая поверка. Место нуля (МО) вертикального круга должно быть равно нулю или отличаться не более чем на 1¢.
Значение МО определяется визированием на одну и ту же точку, желательно ближе к горизонту, при двух положениях круга и вычисляется по формуле
МО= 0,5(КП+КЛ).
Для исправления МО необходимо установить по вертикальному кругу отсчет, равный (KJl – МО), и смещением окулярной сетки юстировочными винтами в вертикальном направлении совместить перекрестие сетки с изображением выбранной точки предмета. После юстировки снова следует повторить проверку МОи коллимационной ошибки (вторая поверка).
Линейные измерения
