Теодолиты и их классификация, устройство и поверки.

Теодолит – измерительный прибор для измерения горизонтальных и вертикальных углов при геодезических работах. Теодолит может быть использован для измерения расстояний нитяным дальномером и для определения магнитных азимутов с помощью буссоли.

Рис. 16.3. Теодолит Т30
1 – наводящий винт горизонтального круга; 2 – окуляр микроскопа; 3 – крышка иллюминатора; 4 – посадочный паз для буссоли; 5 – закрепительный винт трубы; 6 – наводящий винт трубы; 7 – наводящий винт алидады; 8 – подставка; 9 – подъемный винт; 10 – основание.

Принципиальная схема устройства теодолита показана на рис. 16.4. В отверстие подставки 2, опирающейся на три подъёмных винта 1, входит ось вращения лимба 3, в которую в свою очередь входит ось алидады 4.
Лимб это стеклянный круг, по скошенному краю которого нанесены деления с оцифровкой от 0 до 360º по часовой стрелке.
Алидада 4 – дословно – линейка. У горизонтальных кругов алидадная часть, расположена и вращается над лимбом 3. На ней закреплена оптическая труба 8. На алидаде также расположен индекс или шкала отсчетного приспособления и поэтому она позволяет определять на лимбе направление трубы, наведенной на визирную цель (предмет наведения). Ось вращения алидады ii соосна с осью лимба, при работе ее устанавливают вертикально, она является осью вращения прибора, относительно нее определяют положение всех частей теодолита.
Алидада несет стойки 6, на которые опирается ось tt вращения зрительной трубы с вертикальным кругом 7. Установка оси вращения алидады в отвесное положение выполняется тремя подъёмными винтами 1 подставки по цилиндрическому уровню 5.

Рис. 16.4. Схема устройства теодолита:
1 – подъемные винты; 2 – подставка; 3 – лимб; 4 – алидада; 5 – цилиндрический уровень; 6 – стойки; 7 – вертикальный круг; 8 – зрительная труба; tt - ось вращения трубы; ss - визирная ось трубы; uu- ось уровня алидады.

Вращающиеся части теодолита снабжены закрепительными винтами для их установки в неподвижное положение и наводящими винтами для плавного их вращения.
Зрительная труба служит для обеспечения точности наведения на визирные цели. Трубы бывают с прямым и обратным изображением.

Рис. 16.4. Зрительная труба

Оптическая система трубы (рис. 16.4.) состоит из объектива 1, окуляра 2 и фокусирующей линзы 3, которую с помощью специального устройства - кремальеры 5, перемещают вдоль геометрической оси трубы. Между фокусирующей линзой и окуляром помещена сетка нитей 4 – деталь, несущая стеклянную пластину с нанесёнными на нее вертикальными и горизонтальными штрихами. При измерении углов перекрестие штрихов – центр сетки нитей, наводят на изображение визирной цели.
Сетка нитей имеет четыре исправительных винта, позволяющих перемещать ее в горизонтальном и вертикальном направлениях.
Линия, проходящая через оптический центр объектива и перекрестие сетки нитей, называется визирной осью.
Увеличением трубы называется отношение угла, под которым изображение предмета видно в трубе, к углу, под которым предмет виден невооружённым глазом. Практически увеличение трубы равно отношению фокусного расстояния объектива к фокусному расстоянию окуляра. Трубы геодезических приборов имеют увеличение от 15´ до 50´ и более.
Полем зрения трубы называют пространство, видимое в трубу при её неподвижном положении. Обычно оно бывает от 1 до 2 º.
Визированием называют наведение трубы на цель. Точность визирования зависит от увеличения трубы и приближенно равна
,
где v ´ – увеличение зрительной трубы, а 60²– средняя разрешающая способность глаза.
Для визирования трубу фокусируют «по глазу» и «по предмету». При этом, глядя в трубу, вращением диоптрийного кольца окуляра добиваются чёткого изображения сетки нитей, а перемещением фокусирующей линзы 3 - чёткого изображения наблюдаемого предмета.

Отсчётные устройства служат для взятия отсчетов по горизонтальному и вертикальному кругам. Они снабжены отсчетными микроскопами. Различают микроскопы штриховые, шкаловые и микроскопы с оптическими микрометрами.
В штриховом микроскопе отсчет с точностью 1¢ берут по положению нулевого штриха алидады а (рис. 16.5, а), интерполируя минуты на глаз.

Рис. 16.5. Поле зрения отсчётных микроскопов:
а - штрихового (отсчёт по горизонтальному кругу 159º46', по вертикальному 350º48');
б - шкалового (отсчёт по горизонтальному кругу 295º36', по вертикальному -4º47');
в - оптического микрометра (отсчет 145º23'14'').

Шкаловый микроскоп имеет две шкалы, совмещённые с лимбами вертикального и горизонтального кругов (рис. 16.5, б). Отсчёты берут по градусным штрихам лимбов. Шкала вертикального круга теодолита 2Т30 имеет два ряда подписей. Если перед градусным делением отсутствует знак, отсчёт делают так же, как и по горизонтальному кругу. Если перед цифрой градусов стоит минус, то минуты считывают по шкале от -0 до -6 (справа налево).
Точные теодолиты снабжены микроскопами с оптическим микрометром (рис. 16.5, в). Градусы отсчитывают по основной шкале после совмещения верхнего и нижнего изображений штрихов горизонтального (или вертикального) круга, а минуты и секунды читают по шкале микрометра.

Эксцентриситет алидады. Несовпадение оси вращения алидады CA (рис. 16.6) с центром лимба CL называется эксцентриситетом алидады и является причиной систематических погрешностей при измерении углов.

Рис. 16.6. Эксцентриситет алидады:
а – влияние на результат измерения угла; б – исключение влияния эксцентриситета; CL – центр лимба; CA – ось вращения алидады.

Так, при повороте алидады на угол b (рис. 16.6 а) вместо верной разности отсчетов по лимбу О 2 – О 1 из-за эксцентриситета алидады будет получена разность M 2 – M 1.
При отсутствии эксцентриситета поворот алидады на 180° (рис. 16.6 б) вызывает изменение отсчета на 180°. А при наличии эксцентриситета отсчеты до и после поворота различаются не ровно на 180°, так как содержат одинаковые погрешности эксцентриситета e, но с разным знаком. Так на рис. 16.6 б отсчет M 1 больше верного отсчета O на угол e, а отсчет M 2 меньше верного отсчета на угол e.

Для исключения погрешности эксцентриситета горизонтальные углы измеряют при двух положениях вертикального круга – круг слева и круг справа. При этом отсчётное устройство обеспечивает взятие отсчетов на противолежащих частях лимба. Среднее из результатов, полученных при круге слева и круге справа, свободно от ошибки эксцентриситета.
Высокоточные теодолиты имеют двухсторонние отсчетные устройства, обеспечивающие одновременное взятие отсчетов по противоположным частям лимба.

Уровни служат для приведения осей и плоскостей приборов в горизонтальное или вертикальное положение. По конструкции они бывают цилиндрические и круглые.

Рис. 16.7. Цилиндрический уровень:
а – общий вид; б – цена деления уровня.

Цилиндрический уровень (рис. 16.7.) состоит из стеклянной ампулы, верхняя внутренняя поверхность которой отшлифована по дуге окружности определённого радиуса. При изготовлении уровня её заполняют горячим эфиром или спиртом и запаивают. При охлаждении в ампуле образуется небольшое пространство, заполненное парами жидкости и называемое пузырьком уровня. Ампула помещается в металлическую оправу, снабжённую исправительными винтами для регулировки положения уровня (на рис. 16.7, а - винт М). На внешней поверхности ампулы нанесена шкала со штрихами через 2 мм. Точка в середине шкалы называется нуль-пунктом уровня. Касательная к внутренней поверхности ампулы в нуль-пункте называется осью уровня. Пузырёк уровня занимает в ампуле наивысшее положение, поэтому, когда его концы расположены симметрично относительно нуль-пункта, ось уровня горизонтальна.
Центральный угол t (рис. 16.7, б), соответствующий одному делению шкалы, называется ценой деления уровня. Цена деления уровня, выраженная в секундах, определяется по формуле

где l - длина деления шкалы; R - радиус внутренней поверхности ампулы; ρ - число секунд в радиане. В разных типах теодолита цена деления цилиндрического уровня бывает от 15² до 60².
У круглого уровня (рис. 16.8.) внутренняя поверхность верхней стеклянной части ампулы имеет сферическую поверхность. Шкала уровня имеет вид окружностей с общим центром, который служит нульпунктом.

Рис. 16.8. Круглый уровень:
а – вид сверху; б –разрез и ось уровня

Нормаль к внутренней сферической поверхности ампулы в нульпункте называется осью круглого уровня. При расположении пузырька уровня в нульпункте ось уровня занимает отвесное положение. Цена деления круглого уровня бывает в пределах 3 - 15’. Круглые уровни служат для предварительной установки прибора в рабочее положение.

Разновидности теодолитов.
В зависимости от точности теодолиты подразделяют на:

• высокоточные (СКО <1");
• точные (1"< СКО <10");
• технические (СКО >10").;

Различаются теодолиты и по конструкции.
Так, для измерения вертикальных углов точные теодолиты снабжены уровнем при вертикальном круге. У технических теодолитов такого уровня нет, его роль выполняет уровень при алидаде горизонтального круга. Есть теодолиты, в которых уровень при вертикальном круге заменен автоматическим компенсатором углов наклона (теодолиты Т5К, Т15К).
Теодолиты бывают с трубами прямого и обратного изображения. В первом случае в шифр теодолита добавляют букву П (Т5КП, Т15КП, Т15МКП).
Маркшейдерские теодолиты (Т30М, Т15М), предназначенные для подземных работ, где возможно наличие взрывоопасного газа метана, изготавливают в специальном исполнении.
Оптические теодолиты серии 3Т. Точные теодолиты с одноосевым компенсатором при вертикальном круге. Наличие компенсатора при вертикальном круге позволяет выполнять угловые измерения точно и быстро. Теодолиты могут быть использованы для измерения расстояний нитяным дальномером и для определения магнитных азимутов с помощью ориентир-буссоли. На теодолиты этой серии можно установить светодальномеры. Для выполнения центрирования теодолита применяется оптический отвес.
Теодолиты серии 4Т – технические теодолиты без компенсатора со съемным трегером. Данный тип теодолитов имеет шкаловый микроскоп для снятия отсчетов по лимбу и цилиндрический уровень при зрительной трубе, который позволяет выполнять геометрическое нивелирование. С помощью нитяного дальномера зрительной трубы можно определять расстояния по нивелирной рейке.

Рис. 16.9. Оптические теодолиты серии 3Т (слева) и 4Т (справа)

Электронные теодолиты обеспечивают автоматическое считывание отсчетов по горизонтальному и вертикальному кругам. Угломерная часть электронного теодолита представляет собой растровый датчик накопительного типа. Сигнал, прочитанный фотоприемником, поступает в электронную часть датчика угла, обрабатывается и выводится в градусной мере на дисплей и в память прибора. Наличие двухосевого компенсатора обеспечивает автоматический ввод поправок за наклон в отсчеты по горизонтальному и вертикальному кругам.

Рис. 16.10. Электронные теодолиты серии DT (слева) и ЕТ (справа)

ПОВЕРКИ ТЕОДОЛИТА

Поверки теодолита выполняют для контроля соблюдения в приборе верного взаиморасположения его осей. Основными поверками являются следующие.
Поверка уровня. Ось цилиндрического уровня на алидаде горизонтального круга должна быть перпендикулярна к оси вращения алидады.
Перед выполнением поверки выполняют горизонтирование теодолита. Затем устанавливают уровень по направлению двух подъёмных винтов и с их помощью приводят пузырёк в нуль-пункт. Поворачивают алидаду на 180º. Если пузырёк уровня остался в нуль-пункте, то требуемое условие выполнено – ось уровня перпендикулярна к оси вращения алидады. Если пузырёк уровня ушел из нуль-пункта, исправительными винтами уровня изменяют его наклон, перемещая пузырёк в сторону нуль-пункта на половину отклонения.
Поверку повторяют, добиваясь, чтобы смещение пузырька было меньше одного деления.
Поверка сетки нитей. Вертикальный штрих сетки нитей должен быть перпендикулярен к оси вращения зрительной трубы.
Наводят вертикальный штрих сетки нитей на точку и наводящим винтом трубы изменяют ее наклон. Если изображение точки не скользит по штриху, сетку нитей надо повернуть. Для этого поворачивают корпус окуляра, ослабив четыре винта его крепления к зрительной трубе (рис. 16.13).

Рис. 16.13. Крепление сетки нитей:
1- крепёжный винт окуляра; 2, 3 - горизонтальные и вертикальные исправительные винты сетки нитей; 4 – сетка нитей.

Поверка визирной оси. Визирная ось трубы должна быть перпендикулярна к оси вращения трубы. Если визирная ось перпендикулярна к оси вращения трубы, то отсчёты по горизонтальному кругу при разных положениях вертикального круга (КЛ и КП) и наведении на одну и ту же точку будут различаться ровно на 180º. Если разность отчетов отличается от 180°, то ось вращения трубы не перпендикулярна к визирной оси (рис. 16.14). При этом соответствующие отсчёты КЛ и КП отличаются от правильных значений на одинаковую величину с, получившую название коллимационной ошибки.
При выполнении поверки визируют на удалённую точку при двух положениях круга и берут отсчёты КЛ и КП. Вычисляют коллимационную погрешность
с = (КЛ - КП ± 180°) ¤ 2,
которая не должна превышать двойной точности теодолита.

Рис. 16.14. Поверка визирной оси:
ss - визирная ось; tt - верное положение оси вращения трубы; t 1 t 1, t 2 t 2 -положение оси вращения трубы при круге право и круге лево.

Если коллимационная погрешность велика, то наводящим винтом алидады устанавливают на горизонтальном круге верный отсчёт, равный (КЛ - с) или (КП + с). При этом центр сетки нитей сместится с изображения точки. Отвинчивают колпачок, закрывающий винты сетки нитей, ослабляют один из вертикальных исправительных винтов, и, действуя горизонтальными исправительными винтами, совмещают центр сетки нитей с изображением точки. Закрепив ослабленные винты, поверку повторяют.

Рис. 16.15. Поверка оси вращения зрительной трубы

Поверка оси вращения трубы. Ось вращения трубы должна быть перпендикулярна к оси вращения алидады.
Установив теодолит вблизи стены здания, визируют на высоко расположенную под углом наклона 25 - 30º точку Р (рис. 16.16). Наклоняют трубу до горизонтального положения и отмечают на стене проекцию центра сетки нитей. Переводят трубу через зенит, вновь визируют на точку Р и отмечают её проекцию. Если изображения обеих проекций точки не выходят за пределы биссектора сетки нитей, требование считают выполненным. В противном случае необходимо исправить положение оси вращения трубы. Исправление выполняют в мастерской, изменяя наклон оси.

$$$ Способы измерения горизонтальных углов и углов наклона. Цифровые теодолиты и электронные тахеометры.

$$$ Общие сведения о назначениях,методах,точности измерений и типах приборов. Способы измерения длин линий.

$$$ Понятие о свето- и радиодальномерах. Оптические дальномеры. Нитяной дальномер.

$$$ Измерение линий мерными лентами. Лазерные дальномеры.

$$$ Измерение превышений, виды нивелирования. Сущность гоеметрического нивелирования.

$$$ Нивелирные знаки. Типы нивелиров,поверки и юстировки. Нивелирные рейки.

$$$ Техническое нивелирование. Построение профилей при продольном и поперечном нивелировании. о лазерных и цифровых нивелирах.

$$$ Вычислительная обработка нивелирных ходов. Тригонометрическое нивелирование.

$$$ Общие сведения об опорных плановых и высотных сетях. Общие сведения о государственной геодезической сети (ГГС) РК.

$$$ Методы создания опорных геодезических сетей. Закрепление плановых и высотных сетей.

$$$ Съемочные геодезические сети,методы их построения.

$$$ Создание современного съемочного основания с использованием спутниковых навигационных систем.

$$$ Виды съемок и их классификация. Выбор масштаба съемки и высота сечения рельефа. Приборы,применяемые при съемках.

$$$ Математическая обработка результатов геодезических измерений,выполняемых в процессе съемки.

$$$ Понятие о цифровых и математических моделях местности. Теодолитная съемка. Мензульная съемка.

$$$Тахеометрическая съёмка, её сущность и применяемое оборудование. Методы создания геодезического обоснования съёмки.

$$$ Производство съёмки,съёмка ситуации и рельефа. Камеральная обработка полевых материалов съёмки.

$$$ Составление топографического плана: нанесение точек съемочного обоснования и пикетов съемки,проведение горизонталей(интерполирование),оформление контурной части плана.

$$$ Цифровая топографическая съемка,ее сущность и назначение.

$$$ Производство съемки с применением электронных тахеометров.

$$$ Програмные продукты,используемые при обработке цифровой съемки.

$$$ Плановые сети сгущения. Плановые сети сгущения,их виды и назначение.

$$$ Современные методы построения плановых сетей сгущения.

$$$ Проектирование и рекогносцирование геодезических сетей сгущения.

$$$ Приборы для угловых и линейных измерений в сетях сгущения. Точные теодолиты. Измерениегоризонтальных углов и направлений.

$$$ Импульсный и фазовый метод измерения расстояния. Методика измерения расстояний топографическими светодальномерами.

$$$ Высотные сети сгущения. Государственная нивелирная сеть.

$$$ Общие положения и требования к построению высотных сетей сгущения.

$$$ Особенности конструкций современных точных нивелиров,их поверки и исследования.

$$$ Цифровые нивелиры. Организация и производство работ, методы нивелирования III и IV классов.

$$$ Применение глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС) при геодезических работах.

$$$ Определение положения точек земной поверхности с помощью геодезических спутниковых систем.

$$$ Принцип работы ГНСС. Структурная схема GPS и ГЛОНАСС.

$$$ Общие сведения о методах определения положения точек на поверхности Земли с использованием GPS- технологии. Спутниковые приемники.

$$$ Вынос в натуру проектных углов и длин линий.

$$$ Вынос в натуру проектных отметок линий и плоскостей. Разбивка на местности линии заданного уклона.

$$$ Нивелирование поверхности. Продольное инженерное-техническое нивелирование.

$$$ Современное состояние геодезии, перспективы ее развития.

Дисциплина «Аэрокосмические методы съемки»

$$$ Объект и методы изучения дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ), области применения ДЗЗ, история развития ДЗЗ.

$$$ Параметры полета космического летательного аппарата.

Особенности полёта

В общем случае, в полёте космического аппарата выделяются участок выведения, участок орбитального полёта и участок посадки. На участке выведения космический аппарат должен приобрести необходимую космическую скорость в заданном направлении. Орбитальный участок характеризуется инерциальным движением аппарата в соответствии с законами небесной механики. Посадочный участок призван погасить скорость возвращающегося аппарата до допустимой посадочной скорости.

Запуск космического летательного аппарата прием информации производится с помощью одноступенчатой или многоступенчатой ракеты-носителя. Участок выведения на орбиту определяет начальные условия полета и предназначен для вывода космического летательного аппарата в заданную точку пространства. На участке выведения происходит разгон космического летательного аппарата до определенной скорости и задается угол наклона орбиты. Ракетный комплекс стартует вертикально и на активном участке траектории полета происходит увеличение скорости и последовательное отделение первой, второй ступени на заданной высоте.

Активный участок – это выход на заданную орбиту и отделение космического отсека от ракеты –носителя.

На движение ИСЗ в околоземном пространстве оказывают влияние следующие факторы: притяжение Земли, Луны, Солнца и других планет Солнечной системы, атмосферное торможение, световое давление, магнитное поле Земли и др. При этом притяжение Земли является основным фактором, определяющим движение ИСЗ. Если Земля имеет форму шара с равномерным или сферическим распределением плотности вещества, масса спутника пренебрежимо мала по сравнению с массой Земли и система «Земля – ИСЗ» не расходует энергию и не получает ее извне, тогда движение ИСЗ будет подчиняться законам Кеплера, которые принято называть невозмущенным или кеплеровым.

$$$ Комплекс дистанционного зондирования Земли из космоса.

Космические комплексы включают: спутниковые системы на орбите (центр управления полетами и съемкой), наземные пункты (прием информации), центры первичной обработки, архивы снимков (хранение и распространение данных)

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: