Измерение вертикальных углов

Под вертикальным углом (углом наклона) понимают угол в вертикальной плоскости составленный линией горизонта UU¹ и линией визирования UA или UВ (рис.20). Линию горизонта в теодолите технической точности образует ось цилиндрического уровня при алидаде горизонтального круга. У точных и высокоточных теодолитов алидада вертикального круга имеет свой цилиндрический уровень.

Рис. 20Вертикальные углы

 

Вертикальный угол может принимать положительное и отрицательное значение в зависимости от того выше или ниже линии горизонта расположена точка визирования. На рис. 20 визирный луч линии UA располагается выше линии горизонта UU′, следовательно, ν имеет положительный знак, а UВ ниже линии горизонта, следовательно, знак угла наклона ν отрицательный.

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 нуль-пункта внесет адекватную погрешность в измеряемый угол наклона.

Измерение вертикальных углов выполняют с помощью вертикального круга теодолита. Устройство его такое же, как устройство горизонтального круга, то есть он состоит из лимба и алидады. Лимб жестко скреплен со зрительной трубой. Но в отличие от горизонтального лимба деления здесь нанесены от 0° до 60° и от -0° до -60°. Шкала алидады совершенно аналогична шкале горизонтального круга (рис. 3). Изображение шкалы лимба и алидады проектируется в поле зрения отсчетного микроскопа.

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.

Измерение вертикального угла выполняют в следующей последовательности:

· 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

 

МО = (КЛ + КП) / 2, (12)

ν = (КЛ – КП) / 2, (13)

ν = КЛ – МО, (14)

ν = МО – КП. (15)

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

 

МО = (КЛ + КП + 180°) / 2 (16)

ν = (КЛ + КП +180°) / 2, (17)

ν = КЛ – МО, (18)

(ν = МО – КП. - 180° (19)

 

Анализ формул (13) и (17) показывает, что при измерении углов наклона полным приемом, то есть при двух положениях круга, место нуля не участвует в вычислении ν. Если измерение углов наклона производится при одном положении вертикального круга, то не учет места нуля приводит к погрешности угла наклона на величину МО. То есть место нуля является систематической погрешностью и подлежит обязательному исключению из результатов измерений.

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;

· неустойчивость штатива.

 

Таблица 5. Журнал измерения вертикальных углов

Теодолит 2Т30П №12890

№ ст.	№ точки наблюд.	отсчет	МО	Вертикальный угол ν
КЛ	КП
	А	3º15′30″	-3º19′00″	-0º01′45″	3º17′15″
В	-1º45′00″	1º41′00″	-0º02′00″	-1º43′00″
С	2º13′00″	-2º16′30″	-0º01′45″	2º14′45″

МО_ср = -0º01′50″ ≈ -0º02′00″

 

 

Приведение места нуля к нулю.

При измерении вертикальных углов при двух положениях вертикального круга (проложение тахеометрических ходов) знать о величине МО совсем не обязательно, так как в формулах (13) и (17) оно не фигурирует и, следовательно, на точность измерения угла наклона влияния не оказывает.

Съемочные работы выполняют при одном положении круга, при этом, как правило, при КЛ. В этом случае при вычислении углов наклона необходимо обязательно учитывать величину МО. Что бы уменьшить объем вычислительных работ на станции, желательно МО привести к нулю. В этом случае отсчет по вертикальному кругу будет являться углом наклона.

Для приведения МО к нулю вычисляют отсчет по вертикальному кругу, свободный от МО. Например, в таблице (5) такими отсчетами являются углы наклона.

Пусть теодолит установлен на станции при круге право и наведен на точку С. Вращением наводящего винта зрительной трубы (пузырек цилиндрического уровня находится в нуль-пункте), устанавливают отсчет на шкале вертикального круга равный -2^°15′00″(установить отсчет -2^°14′45″ не представляется возможным). Горизонтальная нить сетки нитей сойдет с визирной цели (опустится или приподнимется над ней). Снимают предохранительный колпачок сетки нитей и, ослабив один из боковых исправительных винтов, вертикальными исправительными винтами, ослабляя один из них и подтягивая на такую же величину второй, приводят сетку в первоначальное положение относительно визирной цели. Закрепляют боковой исправительный винт и выполняют контрольные измерения желательно на другую цель. Если МО≤ 2t, то считается, что место нуля приведено к нулю, и его можно не учитывать при вычислении углов наклона.