Измерение горизонтальных углов способом круговых приемов кратко
Обновлено: 05.07.2024
теодолит устанавливают в рабочее положение в вершине (C) измеряемого угла (рисунок 5.2). На точках А и В устанавливают визирные цели (вехи, марки, рейки, мерные шпильки).
Измерение угла способом приёмов может быть выполнено как при произвольном положении лимба, так и при предварительном ориентировании лимба. Во втором случае при наведении трубы на точку А при КЛ отсчет по лимбу устанавливают близким к нулю (несколько минут больше нуля). Для ориентирования лимба вращением алидады устанавливают этот нулевой отсчёт по горизонтальному кругу. Затем, закрепив алидаду и открепив лимб, наводят трубу на точку А. После чего закрепительный винт лимба зажимают. Отсчет по лимбу в этом случае будет близок к нулевому значению.
Приём измерения горизонтального угла при произвольном положении лимба выполняют двумя полуприёмами в следующем порядке:
· устанавливают теодолит в рабочее положение и выбирают на местности две визирные цели (два местных предмета);
· наводят зрительную трубу в первом полуприёме при КЛ на визирную цель (точку А) вначале грубо по визиру, а затем точно наводящими винтами алидады и зрительной трубы;
· снимают отсчёт по горизонтальному кругу ( 228 0 41 / ) и записывают его в графу 3 журнала (таблица 5.1);
· наводят зрительную трубу на точку В,вращая теодолит по часовой стрелке. Снимают отсчёт по горизонтальному кругу (17 0 27 / ) и записывают его в журнал.
Второй полуприём выполняют при КП в обратной последовательности. Снятые отсчёты (197 0 29 / и 48 0 42 / ) записывают в графу 4 журнала снизу вверх.
Обработку результатов измерений выполняют в следующей последовательности:
· вычисляют средние отсчёты N на точки А и В (графа 5)
· находят искомое направление (угол) как разность средних отсчётов (графа 6) на точки А и В. Обычно вычитают из нижней строки (для точки В) верхнюю строку (для точки А). Если уменьшаемое меньше вычитаемого, то к первому прибавляют 360°. Для точки А, при этом, пишут 0° 00,0¢.
Журнал измеренияуглов способом приёмов
Дата: 6.09.03. Наблюдал: Петров С.П. Теодолит Т30 № 166122.
Записывал: Андреева 0.А. Погода: ясно, слабый ветер
| Номера точек | Отсчёты по горизонтальному кругу | Средний отсчёт | Направления (углы) | ||
| стояния | визирования | ||||
| КЛ | КП | ||||
| Произвольная ориентировка лимба | |||||
| С | А | 228°41¢ | 48°42¢ | 228°41,5¢ | 0° 00,0¢ |
| В | 17 27 | 197 29 | 17 28,0 | 148 46,5 | |
| Ориентирование лимба на точку А | |||||
| С | А | 0°03¢ | 180°06¢ | 0°04,5¢ | 0° 00,0¢ |
| В | 148 51 | 328 52 | 148 51,5 | 148 47,0 |
Иногда вычисления выполняют иначе.
Вначале находят угол bл при КЛ: bл=17°27¢-228°41¢+360°00¢=148°46¢, затем при КП: bп=197°29¢- 48°42¢=148°47¢.
Среднее значение угла b=(148°46¢+148°47¢)/2=148°46,5¢ тождественно равно углу, вычисленному в таблице 5.1. Для данного способа вычислений удобно контролировать точность измерений: расхождения между вычисленными значениями угла из каждого полуприёма не должно превышать удвоенной точности (2t) отсчётного микроскопа.
При вычислениях по таблице 5.1 точность измерений контролируют по колебанию удвоенной коллимационной ошибки 2с на каждую точку
Колебание величины 2с не должно превышать 2t. Иногда в таблицу вычислений для этого вводят дополнительную графу для величин 2с.
Если допуски не выполняются, то приём измерения угла повторяют, предварительно проверив устойчивость штатива, закрепление теодолита в подставке и на штативе.
1.5.2 Способ круговых приёмов
В практике угловых измерений имеют место случаи, когда с одной точки необходимо измерить несколько горизонтальных углов. Если число направлений больше трёх, то можно применить способ круговых приёмов. Пусть с точки К требуется измерить горизонтальные углы между тремя направлениями на точки А, В и С (рисунок 5.3). Число возможных углов для трёх направлений равно 6. Тремя из них являются углы АКВ, АКС и ВКС. Дополнения до 360° указанных углов дают ещё три угла. Независимыми из шести углов являются только два угла: N1 и N2 (рис. 1.11), которые непосредственно измеряются в этом способе. Сущность способа состоит в следующем.
Устанавливают теодолит над точкой К и приводят его в рабочее положение. На точках А, В и С устанавливают визирные цели. Направление на любую из точек, например на точку А, выбирают в качестве начального направления. Ориентируют лимб на начальное направление (точку А), повторно уже максимально точно наводят трубу вертикальной нитью сетки на точку А, снимают отсчёт (0°04') и записывают его в журнал (таблица 1.2) При ориентировке лимба следует устанавливать отсчёт несколько больше 0°00' с тем, чтобы исключить возможность появления отсчётов, меньших 0°00' (например 359°58¢), что усложняет вычисления.
Затем последовательно наводят вертикальной нитью сетки трубы на точки В и С, снимая отсчёты по горизонтальному кругу (соответственно, 107°37' и 251°03'). Очерёдность наведения на точки – по часовой стрелке от начального направления. Заканчивают полуприём повторным наведением на начальное направление (0°06'). Эту операцию называют замыканием горизонта.
Второй полуприём выполняют при КП. Начинают и заканчивают полуприём с того же начального направления, но очерёдность наведения на точки обратная - против часовой стрелки. Поэтому запись в журнале ведут снизу вверх (180°07'; 71°06'; 287°39' и 180°06').
Вычисления ведут подобно вычислениям в способе приёмов. В графе 5 находят средние отсчёты при двух кругах по формуле (1.11). Затем находят средний отсчёт (0°05,8¢) из двух средних для начального направления и пишут его над чертой в графе 5. Он является средним отсчётом из четырёх наведений в приёме на начальное направление. Этот средний отсчёт затем вычитают из среднего для каждого направления и пишут в графу 6. Для начального направления в верхней строке всегда пишут 0° 00,0¢, а в нижней строке делают прочерк. Направления 107° 32,2¢ и 250° 58,7¢ в графе 6 являются углами N1 и N2 на рисунке 1.11. Любые другие четыре угла можно вычислить по этим двум углам.
Журнал измеренияуглов способом круговых приёмов
Дата: 6.09.03. Наблюдал: Иванов А.А. Теодолит Т30 № 166131.
Записывал: Сидоров 0.И. Погода: ясно, слабый ветер
| Номера точек | Отсчёты по горизонтальному кругу | Двойн. коллим. ошибка, 2с | Средний отсчёт, N | Направления (углы), M | ||
| стояния | визирования | |||||
| КЛ | КП | |||||
| 0°05,8¢ | ||||||
| К | А | 0°04¢ (1) | 180°06¢ (8) | -2¢ | 0°05,0¢ | 0° 00,0¢ |
| В | 107 37 (2) | 287 39 (7) | -2 | 107 38,0 | 107 32,2 | |
| С | 251 03 (3) | 71 06 (6) | -3 | 251 04,5 | 250 58,7 | |
| А | 0 06 (4) | 180 07 (5) | -1 | 0 06,5 | - | |
| D | +2¢ | +1¢ |
Цифрами, записанными в скобках, обозначен порядок записи при измерениях.
Контролем правильности измерений служат постоянство двойной коллимационной ошибки 2c (формула 1.12) и величина незамыкания D при наведении на начальную точку дважды в полуприеме (нижнее минус верхнее). Колебание двойной коллимационной ошибки и величина незамыкания не должны превышать 2t. Если эти значения не входят в допуск, то измерения следует повторить.
Измерение горизонтального угла выполняют способом приемов. При измерении нескольких углов, имеющих общую вершину, применяют способ круговых приемов.
Работу начинают с установки теодолита над центром знака (например, колышка), закрепляющим вершину угла, и визирных целей (вех, специальных марок на штативах) на концах сторон угла.
Установка теодолита в рабочее положение состоит из центрирования прибора, горизонтирования его и фокусирования зрительной трубы.
Центрирование выполняют с помощью отвеса. Устанавливают штатив над колышком так, чтобы плоскость его головки была горизонтальна, а высота соответствовала росту наблюдателя. Закрепляют теодолит на штативе, подвешивают отвес на крючке станового винта и, ослабив его, перемещают теодолит по головке штатива до совмещения острия отвеса с центром колышка. Точность центрирования нитяным отвесом 3 – 5 мм.
Пользуясь оптическим центриром, теодолита (если такой у теодолита имеется), сначала надо выполнить горизонтирование, а затем центрирование. Точность центрирования оптическим центриром 1 – 2 мм.
Горизонтирование теодолита выполняют в следующем порядке. Поворачивая алидаду, устанавливают ее уровень по направлению двух подъемных винтов, и, вращая их в разные стороны, приводят пузырёк уровня в нуль-пункт. Затем поворачивают алидаду на 90º и третьим подъёмным винтом снова приводят пузырёк в нуль-пункт.
Фокусирование зрительной трубы выполняют “по глазу” и “по предмету”. Фокусируя “по глазу”, вращением диоптрийного кольца окуляра добиваются четкого изображения сетки нитей. Фокусируя “по предмету”, вращая рукоятку кремальеры, добиваются четкого изображения наблюдаемого предмета. Фокусирование должно быть выполнено так, чтобы при покачивании головы наблюдателя изображение не перемещалось относительно штрихов сетки нитей.
Измерение угла способом приемов. Прием состоит из двух полуприемов. Первый полуприем выполняют при положении вертикального круга слева от зрительной трубы. Закрепив лимб и открепив алидаду, наводят зрительную трубу на правую визирную цель. После того как наблюдаемый знак попал в поле зрения трубы, зажимают закрепительные винты алидады и зрительной трубы и, действуя наводящими винтами алидады и трубы, наводят центр сетки нитей на изображение знака и берут отсчёт по горизонтальному кругу. Затем, открепив трубу и алидаду, наводят трубу на левую визирную цель и берут второй отсчёт. Разность первого и второго отсчётов даёт величину измеряемого угла. Если первый отсчёт оказался меньше второго, то к нему прибавляют 360º.
Второй полуприем выполняют при положении вертикального круга справа, для чего переводят трубу через зенит. Чтобы отсчёты отличались от взятых в первом полуприеме, смещают лимб на несколько градусов. Затем измерения выполняют в той же последовательности, как в первом полуприеме.
Если результаты измерения угла в полуприёмах различаются не более двойной точности прибора (то есть 1¢ для теодолита Т30), вычисляют среднее, которое и принимают за окончательный результат.
Понятие об измерении способом круговых приемов нескольких углов, имеющих общую вершину. Одно из направлений принимают за начальное. Поочередно, по ходу часовой стрелки, при круге слева наводят трубу на все визирные цели и берут отсчеты. Последнее наведение вновь делают на начальное направление. Затем, переведя трубу через зенит, вновь наблюдают все направления, но в обратном порядке – против часовой стрелки. Из отсчетов при круге слева и круге справа находят средние и вычитают из них среднее значение начального направления. Получают список направлений – углов, отсчитываемых от начального направления.
Горизонтальные углы измеряют способом приемов, способом повторений и способом круговых приемов при двух положениях колонки: круг лево (КЛ) - вертикальный круг расположен слева от наблюдателя; круг право (КП) - вертикальный круг расположен справа от наблюдателя.
Здесь мы рассмотрим только приведенные способы измерения углов. При высокоточных измерениях существуют и другие способы.
Измерение горизонтального угла при одном из положений колонки (КП или КЛ) называется полуприемом. Два полуприема составляют полный прием. Наблюдения можно начинать с любого полуприема.
Способ приемов
1. Установить теодолит в рабочее положение.
2. Пользуясь прицельным приспособлением, размещенным на зрительной трубе, навести его светлый крест на наблюдаемую точку В. Зажать (легко) зажимные винты сначала колонки, затем - зрительной трубы. Вращением кремальеры фокусирующей системы, наблюдая в трубу, добиться четкого изображения объекта.
Рис. 1. Измерение горизонтальных углов. а - способ приемов; б - способ повторений; в - способ круговых приемов
3. Наводящими винтами колонки и зрительной трубы переместить изображение наблюдаемой точки на вертикальную нить сетки нитей недалеко от центрального перекрестия (либо вывести изображение точки точно в центр сетки нитей).
4. Взять отсчет по шкале горизонтального круга (отсчет 117° 36, 5').
5. Открепить колонку и зрительную трубу и выполнить наведение на точку С (по аналогии с наведением на т. В: пп. 2-4). Отсчет - 236° 01, 0'.
6. Перед сменой круга ослабить зажимной винт подставки и повернуть колонку в любую сторону (на 1 о - 2 о ). Затем этот винт снова закрепить.
Ослабить зажимные винты колонки и зрительной трубы, перевести трубу через зенит и повернуть колонку на 180 о . Такое положение колонки соответствует измерениям во втором полуприеме.
В теодолите Т15, например, не имеется наводящего устройства в подставке. Однако такую же функцию выполняет у него курковый зажим. Перед сменой круга необходимо нажать на курок зажима и слегка повернуть колонку. Затем снова отпустить зажим нажатием на вторую защелку.
7. Выполнить последовательно все действия по пп. 2-5 с записью отсчетов в журнал.
Вычисления в журнале заключаются в определении разностей отсчетов на правое (С) и левое (В) направления:
236°01, 0' - 117°36, 5' = 118°24, 5' (КЛ);
58°43, 5' - 300°18, 5' = (58°43, 5' + 360°) - 300°18, 5' = 118°25, 0' (КП).
Этот способ является самым распространенным в практике угловых измерений.
Если на точке измеряется лишь два направления, то в этом случае измеряется угол.
Если на точке измеряется три и более направления, то в этом случае измеряются направления.
При измерениях углов в сетях сгущения предусмотрены следующие допуски, приведенные в таблице 2.
| Элементы измерений | Теодолит Т5 |
| Расхождения угла из полуприёмов | 0,2’ |
| Расхождение углов из приемов | 0,2’ |
| Незамыкание горизонта | 0,2’ |
| Колебания значений направлений, приведенных к начальному | 0,2’ |
Технологический процесс и обработку измерений рассмотрим на примере.
1. Схема сети дана на рис. 6.
Рис.6. Схема сети.
2. Программа измерений:
· теодолит с помощью оптического центрира центрируют над пунктом Белое и приводят в рабочее положение;
· устанавливают на лимбе отсчет равный 5-10';
· принимают за начальное направление хорошо видимый пункт (Быково) и наводят на него трубу;
· лимб закрепляют, вращают алидаду по ходу часовой стрелки, визируют последовательно на пункты Сосновка, пп1, пп2 и снова на пункт Быково, замыкая горизонт;
· при наведении на каждый пункт делают отсчет ГК;
· эти действия составляют первый полуприем (КЛ);
· второй полуприем начинают с перевода трубы через зенит (меняют положение круга на КП);
· алидаду вращают по ходу часовой стрелки и наводят трубу на пункт Быково, снимая отсчет;
· затем вращают алидаду против часовой стрелки и наводят последовательно на пункты пп2, пп1, Сосновка, Быково, снова замыкая горизонт;
· запись в журнале во втором полуприеме ведут снизу вверх.
3.Запись в журнале и вычислительная обработка измерений дана в таблице 3.
| Номер направления | Название направления | Положение круга | Отсчеты 0 ' |  | Окончат. значен. направл. |
| Быково | кл кп | 00 02,8 180 03,2 | 0,00 00 03,0 | 00 00,00 | |
| Сосновка | кл кп | 70 32,8 250 33,2 | +0,05 70 33,0 | 70 0,05 | |
| пп1 | кл кп | 260 02,6 80 02,8 | +0,10 260 02,7 | 259 59,80 | |
| пп2 | кл кп | 320 33,0 140 33,2 | +0,15 320 33,1 | 320 30,25 | |
| Быково | кл кп | 00 02,6 180 03,0 | +0,20 00 02,8 |
1. Вычисляются незамыкания горизонта для КЛ и КП:
∆л = 0 0 02,6' – 0 0 02,8' = –0,2';
∆п = 180 0 03,0' – 180 0 03,2' = –0,2';
2. Вычисляются поправки в средние отсчеты по формуле:
где
n – число направлений;
к – номер направления (начальное направление принято за первое).
Поправки записывают над средними отсчетами со знаком.
3. Исправленные средние отсчеты будут получены:
4. Окончательные значения направлений или значения направлений, приведенных к начальному, вычисляют путем вычитания из каждого направления начального (по исправленным величинам).
5. Углы можно получить из разности направлений.
При измерениях углов теодолитом неизбежны ошибки. Ошибки можно классифицировать следующим образом:
а) ошибки центрировки (с);
б) ошибки редукции (r);
в) приборные ошибки;
г) ошибки визирования и отсчитывания;
д) ошибки, вызванные влиянием внешней среды;
е) ошибка исходных данных (она не искажает результатов измерений, но влияет на величину невязки).
Основных ошибок шесть, вызванных разными факторами. Если исходить из принципа равных влияний, то влияние отдельного фактора выразится формулой:
Чтобы ослабить влияние ошибок, при наблюдениях следует придерживаться рекомендаций:
а) не менять фокусировку зрительной трубы;
б) уровень при алидаде ГК при вращении теодолита не должен смещаться более чем на два деления;
в) наведение на визирную цель должно осуществляться вращением наводящего винта на ввинчивание;
г) контролировать и корректировать центрирование приборов.
Элементы приведения
К элементам приведения относят поправки за центрировку и редукцию визирных целей.
Их можно определять аналитическим или графическим путем.
Необходимость вводить такие поправки возникает из-за того, что проекции точки стояния прибора (J), визирной цели знака (S) и его центра (С) на горизонтальную плоскость не совпадают между собой.
Образец определения элементов приведения графическим путем дан на рис. 7.
Рис.7. Определение элементов приведения.
Из-за того, что измерения направлений произведены из точки I, а не С, то они должны быть приведены к центру знака, то есть исправлены поправками c'' за центрировку.
Поправки c'' прибавляются со своими знаками к измеренным на данном пункте направлениям.
Поправки r'' за редукцию визирной цели S данного пункта вводятся со своими знаками в обратные направления (AS и BS).
Читайте также: