Инструкция по нивелированию I, II, III и IV классов М.: Недра, 1990. Лабораторная работа №1

Скачать 499.37 Kb.

Название	Инструкция по нивелированию I, II, III и IV классов М.: Недра, 1990. Лабораторная работа №1
страница	1/5
Тип	Инструкция

rykovodstvo.ru > Руководство эксплуатация > Инструкция

1 2 3 4 5

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА КАДАСТРА НЕДВИЖИМОСТИ, ЗЕМЛЕУСТРОЙСТВА И ГЕОДЕЗИИ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

(РУКОПИСЬ)

к выполнению практических работ
по курсу «Геодезия»

для студентов специальности 120300 – «Землеустройство
и кадастры»
Факультет строительный

Раздел «Геодезические приборы»

Воронеж 2012

Общие положения
Настоящие методические указания предназначены для выполнения цикла лабораторных работ, связанных с изучением устройства и поверок технических теодолитов, точных и технических нивелиров, выполнением угловых и линейных измерений с помощью теодолита, определением превышений с помощью нивелира и обработкой результатов измерений.

Цель работы:

- изучить устройство технических теодолитов Т30 и 2Т30, научиться выполнять их поверки и юстировки, приобрести практические навыки при работе с теодолитом, уметь выполнять измерения горизонтальных и вертикальных углов, а также расстояний с помощью нитяного дальномера и определять превышения методом тригонометрического нивелирования;

- изучить устройство точных и технических нивелиров типа Н-3 (Н-3К) и Н-10 (Н-10КЛ), научиться выполнять их поверки и юстировки, приобрести практические навыки при работе с нивелирами, уметь выполнять измерения и определять превышения методом геометрического нивелирования.
Выполнение работ предусматривает предварительное изучение конспекта лекций и соответствующих разделов учебной литературы:

А.В.Маслов, А.В.Гордеев, Ю.Г.Батраков. Геодезия. Учебник для вузов. – М.: Колос, 2007.
Ю.К.Неумывакин, А.С.Смирнов. Практикум по геодезии. – М.: Недра, 1985.
Г.Г.Поклад. Геодезия. Учебник для вузов. – М.: Недра, 1988.
Г.Г. Поклад, С.П. Гриднев. Геодезия. Учебное пособие. – М.: Академический проект, 2007.
Г.Г. Поклад, Геодезия, ч. I Учебное пособие. – Воронеж, Истоки, 2004.
Инструкция по нивелированию I, II, III и IV классов – М.: Недра, 1990.

Лабораторная работа №1.

«Устройство технических теодолитов»

Задача выполнения лабораторной работы – изучить устройство технических теодолитов Т30 и 2Т30.

Последовательность выполнения задания:

1.Общий осмотр приборов и изучение правил обращения с ними.

2.Принципиальная схема теодолита.

3.Основные части теодолита: горизонтальный круг, вертикальный круг, зрительная труба, уровень.

4.Взятие отсчетов по угломерным кругам.

5.Теодолиты Т30 и 2Т30.

6.Установка теодолита в рабочее положение.

1.Теодолиты и их классификация

Теодолит – геодезический прибор для измерения горизонтальных и вертикальных углов, расстояний нитяным дальномером.

В зависимости от конструктивных особенностей типы теодолитов различают по точности, виду отсчетных устройств, конструкции горизонтального и вертикального круга и назначению.

По точности измерения горизонтально гула теодолиты делятся на три типа:

- высокоточные Т05 и Т1 для измерения углов в триангуляции и полигонометрии 1-го и 2-го классов;

- точные Т2 для измерения углов в триангуляции и полигонометрии 3-го и 4-го классов, Т5 для измерения в триангуляции и полигонометрии 1-го и 2-го разрядов;

- технические Т15, Т30 и Т60 для измерения углов в теодолитных и тахеометрических ходах, в съемочных сетях, в разбивочных работах на местности.

По виду отсчетных устройств различают два типа теодолита:

- верньерные с отсчетным устройством в виде верньеров в теодолитах с металлическими кругами ТТ-50, Т-5 идр.

- оптические теодолиты со стеклянными угломерными кругами серий Т, 2Т, 3Т, 4Т.

По конструкции системы вертикальных осей горизонтального круга:

- неповторительные теодолиты с лимбами имеющими только закрепительные винты либо приспособления для поворота и и закрепления его в различных положениях;

- повторительные теодолиты имеют специальную повторительную систему осей лимба и алидады, позволяющую лимбу совместно с алидадой вращаться вокруг свой оси.

По назначению различают следующие типы теодолитов:

- геодезические – предназначены для измерения горизонтальных и вертикальных углов (см. табл.1);

- тахеометры – для измерения горизонтальных и вертикальных углов и определения расстояний с помощью нитяного дальномера или оптических дальномерных насадок (Т15, Т30 и др.);

- теодолиты специального назначения - астрономические (АУ2”/10”, АУ2”/2”), маркшейдерские (Т15М, Т30М, 2Т30М), специальные – гиротеодолиты, фототеодолиты лазерные, кодовые и др. теодолиты.

Таблица 1. Типы и основные характеристики теодолитов

Наименование параметра	Тип
Наименование параметра	Т5	2Т5/ 2Т5К,	3Т5КП	Т15	Т30/ 2Т30	4Т30П	Т60
Средняя квадратическая погрешность измерения угла одним приемом, с. Не более: горизонтального вертикального/ зенитного расстояния	5 8	5 8	5 5	15 20	30 45	20 30	60 -
Увеличение зрительной трубы, крат	25	27,5	30		18	20	15
Угол поля зрения, градус	1,5	1,5	1,58		2	2
Световой деаметр объектива			40		25	38	20
Наименьшее расстояние визирования, м, не более	1,5	1,5	0,9		1,2	1,2	1
Пределы измерения углов, градус: горизонтальных вертикальны	360
	±55				360/ ±60	60
Коллимационная ошибка, с	15			30	60	60	120
Место нуля вертикального круга, с	15			60	120
Цена деления лимбов, градус		1/1	1		0.17/1	1
Цена деления шкалы отсчетного устройства. c		60	60		- / 300	6
Масса теодолита/ с подставкой	4,5	3,8/ 3,6	4,3	3,5	2,5	3,5	2
Температурный диапазон работы, ˚С	От -40 до+50

Осмотр теодолита и правила обращения с ним

Полученный прибор закрепляют на штативе или кронштейне становым винтом. Следует обратить внимание на состояние металлического футляра и выполнить общий осмотр прибора. Теодолит должен свободно, без усилий выниматься и укладываться в футляр; при привальной укладке прибор в футляре должен быть неподвижным. При переносе без футляра прибор удерживают за подставку.

После закрепления теодолита на штативе следует убедиться в отсутствии механических повреждений металлических и оптических деталей прибора, произвести проверку металлических узлов, обратив внимание на состояние и работу всех винтов прибора, на плавность вращения его отдельных частей.

При установке прибора на штативе надо следить, чтобы поверхность головки штатива была примерно горизонтальная, а подъемные и наводящие винты находились в среднем положении, т.е. имели достаточный запас в любую сторону. Следует избегать чрезмерного завинчивания станового и зажимных (закрепительных) винтов. Запрещается поворачивать теодолит в горизонтальной плоскости, взявшись рукой за трубу. Нельзя касаться руками оптических деталей зрительной трубы и отсчетного микроскопа.

Принципиальная схема теодолита

Теодолиты независимо от их вида и сложности устройства создаются на единой принципиальной схеме, вытекающей из принципов измерения горизонтальных и вертикальных углов.

О

сновной частью теодолита (рис.1) является горизонтальный круг, состоящий из лимба 3 и алидады 2. При измерении углов плоскость лимба должна быть горизонтальной, а его центр – устанавливаться на отвесной линии, проходящей через вершину измеряемого угла. Отвесная линия ZZ, проходящая через ось вращения алидады горизонтального круга, называется осью вращения теодолита.

Ось вращения теодолита ZZ устанавливается в отвесное положение (плоскость лимба – в горизонтальное положение) по цилиндрическому уровню 9 с помощью трех подъемных винтов 1 подставки 10. Лимб и алидада снабжены зажимными (закрепительными) винтами, служащими для закрепления их в неподвижном положении, и наводящими винтами – для их медленного и плавного вращения.

Визирование на наблюдаемые цели выполняется зрительной трубой 8, визирная ось VV которой при вращении трубы вокруг горизонтальной оси HH образует проектирующую плоскость, называемую коллимационной. Зрительная труба соединена с алидадой горизонтального круга с помощью колонки 4. На одном из концов оси вращения зрительной трубы закреплен вертикальный круг 5, имеющий цилиндрический уровень 7. Зрительная труба имеет закрепительный и наводящий винты.

Теодолит закрепляется на штативе становым винтом. К крючку станового винта привязывается нить отвеса, служащая продолжением вертикальной оси вращения прибора ZZ. С помощью отвеса теодолит центрируется над точкой, т.е. устанавливается таким образом, чтобы ось ZZ вращения прибора проходила через вершину измеряемого угла. Становые винты изготавливают полыми, что позволяет использовать для центрирования теодолита над точкой оптические центриры.

Основные части теодолита

Горизонтальный круг теодолита служит для измерения горизонтальных углов и состоит из лимба и алидады.

Лимб в оптических теодолитах представляет стеклянное кольцо, по наружной окружности которого нанесены равные деления. Величина дуги лимба между двумя ближайшими штрихами называется ценой деления лимба. Оцифровка лимба производится через 1° по часовой стрелке от 0 до 360°.

Роль алидады выполняют специальные оптические системы, являющиеся отсчетными устройствами. Алидада может вращаться вокруг своей оси совместно с верхней частью теодолита относительно неподвижного лимба; при этом отсчет по горизонтальному кругу изменяется. Если алидада вращается вокруг оси совместно с лимбом (зажимный винт алидады закреплен, а лимба – откреплен), то отсчет по горизонтальному кругу остается неизменным.

Вертикальный круг служит для измерения углов наклона, используемых для вычисления горизонтальных проложений линий и превышений.

Лимб вертикального круга жестко закреплен на оси вращения зрительной трубы и вращается вместе с ней; при этом нулевой диаметр лимба должен быть параллелен визирной оси трубы. Алидада вертикального круга при вращении трубы остается неподвижной.

В теодолитах Т30 и 2Т30 используются различные системы вертикальных кругов:

а) азимутальная (круговая), при которой деления круга подписаны от 0 до 360° против хода часовой стрелки – у теодолита Т30;

б) секторная, при которой вертикальный круг разбит на четыре сектора от 0 до 60°, из которых два диаметрально противоположных сектора имеют положительную оцифровку, а два других – отрицательную (у теодолита 2Т30). Такая система надписей более удобна, так как отсчеты градусов получаются одинаковыми по обеим сторонам вертикального круга, что упрощает вычисления углов наклона.

Зрительная труба теодолита служит для визирования на удаленные наблюдаемые цели.

Перед наблюдением зрительная труба должна быть отрегулирована так, чтобы в поле зрения трубы отчетливо было видно изображение визирной цели. Такая установка зрительной трубы называется ее фокусированием. В теодолитах типа Т30 применяют трубы с внутренним фокусированием.

Оптическая система зрительной трубы с внутренним фокусированием состоит из объектива 1, окуляра 2, внутренней фокусирующей линзы 3, которая перемещается внутри трубы вращением кремальеры 4 (фокусировочного винта) и сетки нитей 5.

Сетка нитей представляет собой систему штрихов, нанесенных н

а стеклянной пластинке, которая помещена в металлической оправе (рис. 2). Основные штрихи сетки используются для наведения трубы в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Двойной вертикальный штрих называется биссектором нитей (рис. 2); визирование на наблюдаемую цель биссектором производится точнее, чем одной нитью. Точка пересечения основных штрихов сетки нитей либо осей заменяющих их биссекторов называется перекрестием сетки нитей.

Воображаемая линия, соединяющая перекрестие сетки нитей и оптический центр объектива, называется визирной осью трубы, а ее продолжение до наблюдаемой цели – линией визирования.

Оправа сетки нитей снабжена исправительными (юстировочными) винтами: двумя горизонтальными 1 и двумя вертикальными 2. С помощью каждой из пар исправительных винтов сетку нитей можно перемещать в горизонтальной и вертикальной плоскостях, изменяя тем самым положение визирной оси зрительной трубы.

При визировании на цель наблюдатель должен отчетливо видеть в поле зрения трубы штрихи сетки нитей и изображение рассматриваемого предмета. Для выполнения этого условия должна быть выполнена установка зрительной трубы для наблюдения, которая складывается из установки ее по глазу и по предмету.

Установка трубы по глазу выполняется перемещением соответствующего диоптрийного кольца окуляра до получения четкой видимости штрихов сетки нитей в поле зрения трубы и шкал горизонтального и вертикального кругов в поле зрения отсчетного микроскопа. Она выполняется каждым наблюдателем соответственно остроте его зрения и периодически проверяется.

Установка трубы по предмету (фокусирование) для получения отчетливого изображения визирной цели осуществляется перемещением фокусирующей линзы с помощью кремальеры. При наблюдении предметов, расположенных на различных расстояниях от прибора, фокусирование приходится производить каждый раз заново.

Цилиндрический уровень служит для приведения оси вращения теодолита в отвесное положение, а плоскости лимба горизонтального круга – в горизонтальное положение.

Ц

илиндрический уровень (рис. 3, а) представляет собой стеклянную трубку (ампулу), внутренняя поверхность которой в вертикальном продольном разрезе имеет вид дуги АВ окружности определенного радиуса. Ампула заполнена легкоподвижной жидкостью (серным эфиром или спиртом); пары жидкости в ампуле образуют небольшое пространство, которое называется пузырьком уровня. Юстировка уровня, т.е. его установка на приборе в требуемом положении, выполняется юстировочными (исправительными) винтами.

На наружной поверхности ампулы нанесены деления через 2мм (см. рис. 3,б). Средний штрих шкалы О называется нуль-пунктом уровня. Касательная uu к дуге АВ внутренней поверхности уровня в нуль-пункте называется осью цилиндрического уровня. Если пузырек уровня находится в нуль-пункте, то ось уровня горизонтальна.

Центральный угол, соответствующий одному делению ампулы, называется ценой деления уровня.
Отсчетные устройства теодолитов Т30 и 2Т30

Отсчетом по угломерному кругу называется угловая величина дуги между нулевым штрихом лимба и индексом алидады.

Для оценки интервала между младшим штрихом лимба и индексом служат отсчетные устройства.

Отсчетные устройства состоят из двух частей: устройства для оценки долей наименьших делений лимба и микроскопа, служащего для увеличения изображения его делений. Для оценки долей наименьших делений лимба в технических теодолитах используют два типа отсчетных устройств:

1) микроскоп-оценщик (штриховой микроскоп) – теодолит Т30;

2) шкаловой микроскоп – теодолит 2Т30.

Изображения шкал горизонтального и вертикального угломерных кругов с помощью специального оптического устройства передаются в поле зрения отсчетного микроскопа.

Теодолиты Т30 и 2Т30 имеют одноканальную оптическую схему отсчетной системы.

Микроскоп-оценщик теодолита Т30 – это отсчетное устройство, в котором интервал между младшим штрихом и индексом оценивается на глаз до десятых долей делений лимба (рис. 4). Цена деления лимбов обоих кругов 10, причем подписаны только градусные деления; отсчеты берутся с точностью до 1. В поле зрения микроскопа строятся одновременно изображения шкал горизонтального круга (буква «Г») и вертикального круга (буква «В») с общим индексом, расположенным в центре поля зрения. Штрихи обоих лимбов разделены перемычкой.

В

поле зрения шкалового микроскопа теодолита 2Т30 видны изображения лимба и шкалы, длина которой равна изображению градусного деления лимба (рис. 5). Цена деления шкал равна 5, отсчеты по угломерным кругам берутся с точностью до 0,5. Отсчетным индексом служит градусный штрих лимба, расположенный в пределах шкалы.

Шкала вертикального круга имеет два ряда цифр со знаками «+», (т.е. без знака) и «-». По верхнему ряду со знаком «+» отсчитывают минуты слева направо в случаях, когда в пределах шкалы находится градусный штрих вертикального круга со знаком «+»; по нижнему ряду со знаком « - » берут отсчет справа налево, когда в пределах шкалы находится градусный штрих с тем же знаком.