Перелік робочих функцій клавіш

 

№ 1	Клавіша послідовного вибору розташування вимірюваної віддалі (горизонтальної, похилої, вертикальної); три функції
№2	Клавіша вибору виду (характеру) вимірювання; М - поодинокий, багатократний, Т - до рухомого об'єкта; три функції
№3	Клавіша запуску/зупинки вимірювань та контролю відбитого сигналу; три функції
№4	Клавіша встановлення горизонтального кута на "0", (лівого, правого); дві функції
№5	Клавіша освітлення дисплея та сітки ниток (вмикає/вимикає світло послідовно); затримання відображення горизонтального кута на дисплеї; три функції

Кодові малюнки, зображені на робочих клавішах, сприяють запам'я­товуванню їхніх функцій і відрізняють їх від керівної клавіші Shift.

Планові геодезичні мережі

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 необхідно додати перевірку місця нуля вертикального круга (фактично перевірку тахеометра), враховуючи, що у наш час не випускають теодолітів без вертикальних кругів. Усі інші перевірки сучасних теодолітів та тахеометрів стосуються перевірок електронного обладнання, зокрема, передусім, перевірок світловіддалемірів. Ці перевірки будуть розглянуті під час вивчення світловіддалемірів. Перевірки 1-5 детально викладені в курсі "Топографія". Тому тут ми сформулюємо тільки вимоги до взаємного розташування осей теодоліта, які повинні виконуватися.

Перша перевірка. Вісь циліндричного рівня повинна бути перпенди­кулярною до вертикальної осі обертання теодоліта. Віссю циліндричного рівня називають дотичну в нуль-пункті шкали рівня. Ця дотична горизонтальна тільки тоді, коли середина бульбашки розміщена в нуль-пункті. За вертикальну вісь теодоліта прийнято вважати вертикальну вісь обертання алідади, а не лімба. Зауважимо, що ці дві вертикальні осі повинні бути паралельними, оскільки вони, як правило не збігаються через наявність деякої лінійної величини - ексцентриситету алідади відносно лімба. Під час виконання першої перевірки рівень встановлюють приблизно паралельно до лінії, що з'єднує будь-які два підіймальні гвинти. Виводять середину бульбашки у нуль-пункт шкали рівня, а потім повертають алідаду на 180°. Під час виконання сформульованої вимоги середина бульбашки повинна залишатися в нуль-пункті. Якщо середина бульбашки зміщується від нуль-пункту, тоді вип­равними гвинтами рівня переміщують бульбашку на половину дуги відхилення. Якщо, наприклад, відхилення становить чотири поділки шкали рівня, тоді бульбашку переміщують на дві поділки шкали. У результаті змі­нюється розташування осі рівня у 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 у центрі сферичного рівня. Центром

Розділ II

сферичного рівня є центр малого кола (радіусом 1,0-1,5 мм). Для перевірки виконання умови найпростіше привести вертикальну вісь теодоліта у пря­мовисний стан за допомогою перевіреного циліндричного рівня. Тоді у разі виконання умови паралельності осі сферичного рівня та вертикальної осі обертання теодоліта центр бульбашки сферичного рівня повинен збігатися з центром сферичного рівня. Під час юстування бульбашку переміщують за допомогою трьох виправних гвинтів сферичного рівня, розташованих у нижній частині рівня.

Третя перевірка. Сітка ниток має бути встановлена правильно: верти­кальна нитка повинна бути прямовисною, а горизонтальна нитка -горизонтальною. У теодолітах перевіряють вертикальну нитку (бісектор). Для цього спочатку алідаду та лімб за допомогою циліндричного рівня встанов­люють у 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 збігався з якоюсь точкою нитки з тягарцем. Тоді по всій довжині вертикальна нитка сітки повинна збігатися з ниткою з тягарцем. Достатньо перевірити вертикальну нитку, оскільки заводи, що виготовляють теодоліти, забезпечують взаємну перпендикулярність ниток сітки. Юстування виконують відповідним повертанням сітки ниток так, щоб нитка сітки та прямовисна нитка з тягарцем збігались по усій довжині.

Четверта перевірка. Візирна вісь зорової труби повинна бути перпенди­кулярною 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 в горизонті приладу) при крузі праворуч (КП) та ліворуч (КЛ). Кожне наведення труби супроводжують відліками горизон­тального круга. За відсутності колімаційної похибки різниця відліків повинна становити 180°. Значення колімаційної похибки визначають за формулою

(II. 3.20)

У (ІІ.3.20) с- колімаційна похибка; <зта Ь - відліки горизонтального круга відповідно при КП та КЛ. Якщо колімаційна похибка с>10*, її мі­німізують. Для цього знаходять середній відлік (с. в.), який дорівнює

Планові геодезичні мережі

Повертають алідаду навідним гвинтом і встановлюють середній відлік (с. в). Центр сітки ниток виявиться не наведеним на вибрану точку. Виправними боковими гвинтами сітки ниток переміщають сітку так, щоб центр сітки був наведений на точку. Необхідно стежити, щоб не порушити правиль­ність встановлення сітки ниток. Для технічних теодолітів з односторонньою системою відліків необхідно одночасно з визначенням колімаційної похибки виконувати перевірку ексцентриситету алідади відносно лімба (ексцентри­ситету осей). Виконання цієї перевірки детально описано в курсі "Топографія".

П'ята перевірка. Горизонтальна вісь обертання зорової труби повинна бути горизонтальною - перпендикулярною до вертикальної осі теодоліта. За відсутності колімаційної похибки і горизонтальності осі обертання труби візирна вісь труби (під час обертання) описує вертикальну площину, яку і повинна 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 у значення кутів, виміряних при КЛ та КП. Негоризонтальність (кут нахилу осі і) можна визначити так. На горизонтальній ділянці земної поверхні встановлюють теодоліт на віддалі S = 20-30 м (віддаль, що вимірюється) від вертикальної стіни будинку Н. На рис Н.ЗA3S = 1 - 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. Відмічають на стіні дві точки А_х та А₂ (це робить помічник спостерігача олівцем). Якщо точки А₁ та А₂ збігаються, умова виконується. Під час нахилу осі обертання труби на кут і", візирна вісь описуватиме нахилені площини, слі­дами яких на рис. П.3.13 є лінії АА_І та АА₂. Визначають половину горизон­тальної віддалі між точками А_х таА₂, тобто а — А^А', а також вимірюють вертикальний кут V.

(П.3.22)

Як видно з рис. П.3.13, — = tg і = — - Тому

h p

h = S tgv. (П.3.23)

З цього самого рисунка можемо записати , отже,

Розділ II

Рис. 11.3.13. До визначення негоризонтальності осі обертання труби теодоліта

Підставивши h з рівняння (ІІ.3.23) в (II.3.22), отримаємо кінцеву фор­мулу для визначення кута нахилу осі і*.

(И.3.24)

Виправити розташування осі обертання труби, щоб позбутися кута і" для оптичних та електронних теодолітів, можливо тільки в оптичній майстерні.

Шоста перевірка. Візирна вісь оптичного виска повинна збігатися з вертикальною віссю обертання теодоліта. Оптичний висок - це ламана труба, схема якої показана на рис. ІІ.3.14. Точка О_х - центр окуляра, С - сітка ниток, М - точка на заломлюваній поверхні призми, 0₂- центр об'єктива, Т - центр геодезичного знака, над яким необхідно зцентрувати теодоліт. Виконуючи перевірку, встановлюють, чи збігається лінія М — 0₂ з вертикальною віссю обертання алідадної, верхньої частини теодоліта.

Цю перевірку виконують по-різному, залежно від того, де розташований (де вмонтовано) оптичний висок - на підставці теодоліта чи на його алідадній частині. Якщо висок на алідадній частині, тоді перевірку виконують так: виском центрують теодоліт над цим геодезичним пунктом Т або над будь-якою точкою так, щоб під час горизонтального розташування алідади центр

Планові геодезичні мережі

сітки виска С проектувався на точку Т (рис. ІІ.3.14). Далі, відкріпивши закріпний гвинт алідади, повертають алідаду і спостерігають, чи не зміщується проекція центра сітки ниток С з точки Т. Якщо не зміщується - умова виконується. Якщо ж проекція центра сітки С 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 кола. 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° і спостерігають, чи не зміщується центр сітки С з точки Т. За необхідності повторяють дії, описані вище.

Рис. 11.3.14. Схема оптичного виска (центрира)

Якщо оптичний висок вмонтовано в підставку теодоліта, то перевірку виконують іншим способом, який можна також застосувати і для теодолітів, у яких висок вмонтовано в алідадну частину. Тому цей метод можна вважати універсальним, до того ж він точніший. На зоровій трубі зверху є мітка, яка у разі горизонтального розташування труби розміщена на продовженні вер­тикальної осі обертання теодоліта. Як відомо, ця вісь проходить і через центр лімба, а саме центр лімба повинен бути 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 кутами у 120°.

Розділ II

■іу. II розташування теодоліта

Рис. 11.3.15. Визначення розташування проекції' центра лімба (осі обертання лімба) С'

У разі 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, яким керує спостерігач, наносить на папір дві точки. Нехай при КЛ це будуть точки 1 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 розміщена шукана точка - проекція центра лімба С'. Щоб знайти цю точку з контролем, необхідно поставити допоміжний теодоліт ще в двох точках і аналогічно визначити розташування ще двох середніх ліній. У результаті, як це показано на рис. ІІ.3.15, одержано 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 збігалася з С' ■

11.3.6. Вимірювання горизонтальних кутів способом кругових прийомів

Найвживанішим і найточнішим способом вимірювання горизонтальних кутів є спосіб кругових прийомів. Спосіб особливо ефективний, якщо з деякої точки (вершини кутів) виходять декілька напрямків. Нехай маємо чотири напрямки на точки 1, 2, 3, 4 (рис. ІІ.3.16). Один з них вибирають за початковий; це напрямок на візирну ціль, яку найкраще видно. Візирними цілями слугують

Планові геодезичні мережі

спеціальні візирні марки, в які вмонтовані оптичні виски для центрування марок над точками 1, 2, 3, 4. Теодоліт центрують над точкою Т. Лімб та алідаду приводять у горизонтальний стан. Трубу фокусують по оку та по предмету. Припустимо, початковий напрямок - 1. За методом кругових прийомів алідаду спочатку при крузі ліворуч (КЛ) повертають за годинниковою стрілкою, а трубу послідовно наводять на усі марки, а потім, у другому півприйомі, навпаки, при крузі праворуч (КП) алідаду повертають проти годинникової стрілки і трубу знову наводять на всі марки. Розглянемо ці дії детальніше:

1. При КЛ трубу наводить на марку 1 (початковий напрямок) і 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°) із зображенням діаметрально протилежної (перевернутої) поділки лімба (підписаної 180°). У результаті встановлюють бажаний відлік, менший за одну мінуту.

2. Відкріпивши закріпний гвинт алідади, повертають алідаду 2-3 рази тільки за годинниковою стрілкою, і трубу знову навідним гвинтом точно наводять на марку 1.

3. Беруть початковий відлік. Повертаючи головку гвинта оптичного мік­рометра, домагаються точного суміщення зображення діаметрально проти­лежних штрихів 0° і 180°. Останній рух гвинта мікрометра повинен бути за годинниковою стрілкою (на загвинчування). Відлік записують у журнал.

Позначимо відлік a. Потім головку гвинта мікрометра трохи повертають про­ти годинникової стрілки. Поділки 0° і 180° розійдуться. Знову повертають гвинт за годинниковою стрілкою і ще раз суміщають поділки 0° і 180°. Беруть

другий відлік а¹¹. З двох відліків виводять середній. Позначимо його а_х.

Відліки а¹, а¹¹, а_х записують в журнал, а відлік а, (для наочності) показаний і нарис. ІІ.3.16.

4. Відкріплюють закріпний гвинт алідади й алідаду разом з 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 в пункті 3. У результаті отримані відліки: під час

наведення на марку 2 - Ь¹, Ь^п, середній \\ і на марку 3 - с¹, с^п, середній q; на марку 4 - d¹, d^1], середній d_x. Під час нового наведення на марку 1: а^ш, a^lv, середній а₂ ■ Розходження середніх відліків під час наведення труби на

Розділ II

марку 1 А_л = а_х - а₂, значення А_л називають незамиканням горизонту, яке наявне, незважаючи на те, що труба зробила 360°, тобто повний оберт; значення А_л регламентується інструкціями щодо виконання кутових

вимірювань. Допустимі розходження залежать, передусім, від найменшої поділки шкали мікрометра цього теодоліта. Якщо найменша поділка мікрометра 1" або 2", то допуск А_п, відповідно, 6" та 8". Описані дії є одним півприйомом. Далі виконують другий півприйом.

Рис. 11.3.16. Розташування теодоліта (Т) і візирних марок

5. Трубу переводять через зеніт, і вертикальний круг виявиться
праворуч від труби (КП). Трубу знову наводять на марку 1. Беруть відліки, як
вказано в пункті 3. Тепер пряме зображення ділень лімба - 180°, обернене - 0°.

т-.. • V VI •«

Відліки позначимо a, a, середній а₃ •

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: d^m, d^IV, середній d₂; під час наведення на марку 3: с^ш, с^ІУ, середній с₂; під час наведення на марку 2: b, b^IV, середній b₂;

і VII VIII

під час нового наведення на марку 1: a, a, середній a₄. Нове незамикання горизонту (у другому півприйомі) А_п = а^ - а₄. Допуск на замикання - такий самий. Усі ці дії становлять один круговий прийом.

Планові геодезичні мережі

7. Подальші прийоми виконують так само, як і перший, але початковий

. _Л ' 180°

відлік встановлюють, повертаючи лімб на кут а, який дорівнює а =------ 1- О,

п

де п - кількість прийомів (регламентує інструкція); а'= 10'або о'-5'.

Наприклад, для п = 6 встановлення лімба в другому прийомі повинно бути

ос₂ = 30° 10' або 30°05'; в третьому прийомі сс₃ = 60° 10' або 60°05' тощо.

8. При двох напрямках горизонт можна не замикати. Тоді спосіб кругових прийомів перетворюється на спосіб прийомів, відомий з курсу "Топографія".

9. Під час спостережень у будь-якому прийомі необхідно виконувати такі правила:

а) ретельно відфокусувати трубу, бажано не змінювати фокусування
протягом усіх прийомів;

б) не затискати сильно закріпні гвинти алідади та труби, не спиратися на
штатив;

в) коливання подвійної колімаційної похибки не повинні бути більшими
за 20";

г) відхилення від нуль-пункту середини бульбашки циліндричного рівня
не повинно перевищувати двох поділок шкали рівня;

д) наводити трубу на візирну марку необхідно одним і тим самим місцем
вертикальної нитки або бісектора, біля горизонтальної нитки, як показано на
рис. П.3.17. Якщо уявно продовжити вертикальну нитку вверх, тоді її продов­
ження повинно поділити марку на дві рівні частини; одночасно, для контролю,
краї марки повинні бути рівновіддалені від вертикальних ниток бісектора;

є) як вже зазначалося, точне наведення труби навідним гвинтом повинно закінчуватись на загвинчуванні. Якщо вертикальна нитка або бісектор пройшли візирну марку, потрібно трохи вигвинтити навідний гвинт, а потім знову останній рух гвинта повинен бути на загвинчування;

..Бісектор

.,- Горизонтальна

Розділ II

ж) необхідно працювати середньою частиною навідного гвинта. Під­водити від руки нитки сітки найближче до візирної марки, щоб унеможливити значні повороти алідади навідним гвинтом.

Точне вимірювання горизонтальних кутів - дуже складна і тонка робота, яка прирівнюється до наукової.

Методи опрацювання результатів спостережень

Методи та послідовність опрацювання результатів спостережень, що виконуються в польовому журналі, стануть зрозумілішими, якщо показати їх спочатку в буквеному вигляді.

Можна запропонувати два методи оброблення результатів кутових спостережень на деякому геодезичному пункті, залежно від причини незамикання горизонту. Існують дві можливі причини незамикання. Перша причина: спільний вплив випадкових похибок відліків шкали мікрометра та наведення зорової труби на візирні цілі. Всі відліки - рівноточні, а найімовірніші з них - середні арифметичні а, Ь_сер, с, d. У такому разі

найімовірніші кути |3, становитимуть: Р] = Ь_сер - а_сер; Р₂ ^{= с}_Се_Р ~ ^асер >

Рз ⁼ d_cep -а_сер (див. рис. И.3.16). Зауважимо тільки, що а_сер є середнім з

чотирьох (фактично з восьми) відліків, і всі інші Ь, с, d є середніми з

двох відліків (фактично з чотирьох). Отже, якщо діють тільки випадкові похибки вимірювань, тоді опрацювання результатів спостережень є простим обчисленням середніх значень відліків та різниць між середніми значеннями відліків у напрямках 2, 3 та 4 та середнім відліком у напрямку 1. Таке опрацювання показано в табл. П.3.4.

Найімовірніший середній відлік у напрямку дорівнює

де а - середній початковий та а - середній кінцевий відліки. Кожний з відліків а_х, а₂, а₃, а₄ також є середнім з двох. Тому середній відлік а

необхідно відняти від усіх напрямків. Тоді перший напрямок стане нульовим, а всі інші - приведені до нуля (відраховані від нульового напрямку). Тому це метод вимірювання напрямків, а не кутів. Таке опрацювання показано у табл. И.3.5, а також частково на рис. ІІ.3.16.

Друга причина: "затягування" лімба алідадою. Незамикання горизонту можливе тому, що алідада під час поворотів "затягує", тобто дещо повертає лімб силою тертя між осями лімба та алідади, тоді як лімб під час вимірювання

Планові геодезичні мережі

кожним прийомом повинен бути нерухомим. Якщо таке "затягування" існує, тоді воно буде прямо пропорційним до кутів повороту алідади р^, (3₂ > Рз • • • Р„ (для п + 1 напрямках). Щоб запобігти цьому, у різні напрямки необхідно вводити різні за величиною поправки залежно від величини незамикання у прийомі А_сер.

Таблиця II. 3.4