Лабораторная работа 5. Измерение горизонтальных углов

Цель работы –ознакомиться с основными способами измерения углов, измерить горизонтальный и вертикальный угол.

Материалы, приборы и принадлежности: штатив, отвес, теодолит, чертежные инструменты, журнал для измерения углов.

Задание:

1. Привести теодолит в рабочее положение.

2. Измерить горизонтальный угол.

3. Результаты измерений записать в журнал.

 

Горизонтальный угол (β)– это ортогональная проекция пространственного угла местности на горизонтальную плоскость (рис. 11).


Рис.11. Принцип измерения горизонтальных и вертикальных углов

 

В зависимости от конструкции приборов, условий измерений и предъявляемых к ним требований применяются следующие способы измерения горизонтальных углов:

Способ приемов (способ отдельного угла) – для измерения отдельных углов при проложении теодолитных ходов, выносе проектов в натуру и т.д.

Способ круговых приемов – для измерения углов из одной точки между тремя направлениями и более в сетях триангуляции и полигонометрии низких классов (разрядов).

Способ повторений – для измерения углов, когда необходимо повысить точность окончательного результата измерения путем ослабления влияния погрешностей отсчитывания. Используется при работе с техническими повторительными теодолитами.

В геодезии измеряют правые или левые по ходу горизонтальные углы.

 

Порядок измерения горизонтального угла способом приемов

В вершине измеряемого угла В(см. рис. 11)устанавливают теодолит и приводят его в рабочее положение, а на правой (а) и левой (с)точках устанавливают вехи. Вехи устанавливают обычно за точками вдоль измеряемых направлений с точностью ±5 мм и по возможности вертикально. Крест сетки нитей трубы при измерении горизонтальных углов наводят на основание вехи, чтобы избежать ошибок за ее наклон.

Для исключения грубых ошибок и повышения точности измерений угла его значение получают из двух полуприемов: при круге лево (КЛ) и при круге право (КП).

Положение, при котором вертикальный круг находится слева от наблюдателя, смотрящего в окуляр, «круг лево».

Первый полуприем. Измерения начинают при КЛ. Для измерения правого по ходу угла закрепляют лимб, открепляют алидаду и трубу и наводят зрительную трубу по оптическому визиру на правую (заднюю) точку. Затем закрепляют зажимные винты алидады и трубы и, отфокусировав зрительную трубу (кремальерой) по предмету, выполняют точное визирование с помощью наводящих винтов трубы и алидады., Поле зрения отсчетного микроскопа освещают зеркалом, берут отсчет а по горизонтальному кругу и записывают его в журнал (табл. 6).

Открепляют алидаду и трубу, визируют на левую (переднюю) точку и по аналогии с предыдущим берут отсчет в. Значение угла β вычисляют как разность двух отсчетов – правый (задний) минус левый (передний): βКЛ= а - в (получив при этом правый по ходу угол).

Второй полуприем. Открепляют лимб и смещают его примерно на 90º, закрепляют лимб. Затем открепляют алидаду и поворачивают ее на 180º, а зрительную трубу переводят через зенит и при другом круге (КП) повторяют измерения. Вычисляют значение угла при КП.

В случае, если отсчет на правую (заднюю) точку меньше отсчета на левую (переднюю) точку, то при вычислении угла к нему прибавляют 360º.

Контроль. Расхождение результатов измерений по первому и второму полуприемам не должно превышать двойной точности отсчетного устройства теодолита

βКЛ – βКП ≤ 2t

(для теодолитов: Т 30 - ± 2'; 2 Т 30 - ± 1',0).

Если расхождение допустимо, то за окончательный результат принимается среднее значение угла

βср= (βКЛ+ βКП)/2.

 

Таблица 6

Журнал измерения горизонтальных углов

Точка Положение круга Отсчетыпо горизонтальному кругу Углы в полуприемах Среднее из углов  
стояния визирования  
в а с КЛ        
 
а с КП      
 

Примечание. Измерение и вычисление левого по ходу горизонтального угла производится в аналогичной последовательности с той лишь разницей, что левый по ходу угол в каждом полуприеме рассчитывается как разность отсчетов на левую (переднюю) и правую (заднюю) точки, β= а -с.

Все вычисления в полевом журнале (вплоть до вывода среднего значения угла) выполняются до снятия теодолита со станции.

Наиболее благоприятным временем для измерения углов являются периоды спокойных изображений: утром до 10 ч и с 15 ч до наступления сумерек.

Ошибки измерения углов складываются из ошибок центрирования теодолита, установки визирных знаков, из ошибок отсчета по горизонтальному кругу и ошибок визирования.

 

Лабораторная работа 6. Измерение вертикальных углов

 

В геодезии углы наклона линий в зависимости от их расположения относительно линии горизонта могут быть положительными и отрицательными.

При измерении вертикальных углов, так же как и горизонтальных, приходится наводить крест сетки нитей на визирные знаки. Обычно эти знаки представляют собой переносные или постоянные вехи, на которых отмечена точка визирования.

Вертикальный угол- состоит из угла наклона и зенитного расстояния

(см. рис. 11).

Угол наклона (ν) – разность двух направлений в вертикальной плоскости, т.е. угол между горизонтальной плоскостью и направлением на точку.

Зенитное расстояние (z) – вертикальный угол между отвесной линией и направлением на точку.

Теодолит устанавливают над точкой, приводят в рабочее положение и приступают к измерениям.

Визируют на точку при КЛ и берут отсчет по вертикальному кругу, который записывают в журнал измерений (табл. 7). Для исключения влияния МО вертикального круга измерения повторяют при втором положении круга (КП).

М0 – это угол между горизонтальной плоскостью и визирной линией, когда зрительная труба находится в горизонтальном положении, а пузырек уровня при алидаде горизонтального круга – в нуль-пункте.

Далее вычисляют М0 и угол наклона ν.

Значение угла наклона линии визирования и М0 рассчитывают в зависимости от типа применяемого теодолита по следующим формулам:

 

Т 30 2Т30, Т15, 2Т5 и др.
  М0 =(КЛ+КП +180°)/2 ν=КЛ-(КП+180°)/2 Контроль: ν=КЛ-М0 ν=М0-(КП+180°)   М0 =(КЛ+КП)/2 ν=(КЛ-КП)/2 Контроль: ν=КЛ-М0 ν=М0-КП
К величинам КП, КЛ и М0, меньшим 90º, необходимо прибавлять 360º  

 

Правильность измерения вертикальных углов на станции контролируется постоянством М0, колебания которого в процессе измерений не должны превышать двойной точности отсчетного устройства.

Изменение места нуля может происходить от неточного выведения пузырька уровня на середину, от неточного наведения горизонтальной нити на визирный знак и от ошибок в отсчетах. Непостоянство места нуля вызывается также тем, что исправительные винты уровня или нитей недостаточно затянуты или лимб нежестко скреплен с осью вращения трубы. Эти причины должны быть устранены тщательной подготовкой теодолита к измерениям.

Таблица 7