Prawidłowy pomiar kątów pionowych z teodolitem

Bardzo często, podczas prowadzenia prac geodezyjnych, projektowych i budowlanych, konieczne staje się określenie różnych wielkości przestrzennych. Nie zawsze można to zrobić za pomocą tak trywialnych narzędzi jak ruletka.

Teodolit to urządzenie przeznaczone do prac geodezyjnych, projektowych i budowlanych.

Pomiar kątów pionowych przez teodolit jest bardzo popularną funkcją. Znając wartość tego parametru i używając wzorów trygonometrii, można określić wymiary liniowe obiektu będącego przedmiotem zainteresowania (wysokość) lub odległość do obiektu.

Sam przyrząd Theodolite

Urządzenie Theodolite.

Teodolit jest niezastąpiony przy przeprowadzaniu weryfikacji pomiarów na podstawie odległości, kątów poziomych i pionowych. Głównymi elementami roboczymi są okrągłe stopniowane skale. Prowadzenie całego możliwego zakresu badań zapewnia obecność zarówno poziomej, jak i pionowej skali pomiarowej.

W tej samej płaszczyźnie z kończyną pomiarową znajduje się kolejny wirujący okrąg - alidade. Na nim jest ustalone urządzenie do liczenia na kończynie.

Oprócz kończyn i alidad urządzenie pomiarowe obejmuje następujące podstawowe jednostki:

1. Stań z wbudowanym poziomem. Aby zapewnić większą stabilność i ustawienie w stosunku do poziomu, podstawa ma trzy nogi, wyposażone w urządzenia regulujące ich długość.
2. Teleskop optyczny.
3. Śruby precyzyjnie nastawiające i mocujące optykę na temat pomiaru.
4. Poziom cylindryczny, odzwierciedlający pionowe kąty nachylenia samego urządzenia w procesie pomiaru.
5. Pionownik optyczny.
6. Mikroskop do odczytu (bar lub skala, w zależności od projektu teodolitu) do wykonywania pomiarów.

Właściwa weryfikacja

W procesie pomiaru za pomocą teodolitu możliwe jest wystąpienie błędów, co może później prowadzić do poważnych błędów w określaniu wielkości kątów pionowych. Uzyskanie dokładnych wyników gwarantuje regularne przejście zestawu procedur kalibracyjnych. W przypadku wystąpienia odchylenia wyników kalibracji od wartości regulowanych, gdy jest to możliwe, dostosowuje się teodolit.

Rodzaje weryfikacji teodolitu: a - instalacja za pomocą dwóch śrub; b - instalacja na trzeciej śrubie; in - sprawdzenie poprawności poziomu instalacji.

Istnieją cztery rodzaje weryfikacji (dostosowania):

1. Sprawdzenie wzajemnej prostopadłości osi poziomu cylindrycznego i obrotu urządzenia w płaszczyźnie pionowej.

Pozycja robocza jest określona przez pęcherzyk powietrza wewnątrz kapsuły poziomu. Powinien znajdować się pośrodku skali. Odchyłki położenia pęcherzyka powietrza w stosunku do środka skali na poziomie są kompensowane przez regulację śrub podnoszących.

Po ustaleniu położenia roboczego alidada i poziom są obracane o 180 °. W nowej pozycji cała procedura jest powtarzana od nowa. Konieczne jest osiągnięcie niezależności odczytu poziomu od kąta obrotu alidady.

1. Sprawdź położenie gwintów siatki pomiarowej. Pionowy gwint w układzie optycznym urządzenia jest połączony z wstępnie zainstalowanym masztem, który ma ściśle pionową pozycję. Muszą się zgadzać. W przypadku wykrycia odchyleń konieczne jest wyregulowanie położenia okularu. Zaczep mocujący jest poluzowany, a położenie okularu jest przesunięte, aż linia nici i linia pionu całkowicie się pokryją.

1. Sprawdź prostopadłość położenia osi obserwacji teodolitu względem osi obrotu teleskopu. Ta weryfikacja jest również nazywana weryfikacją błędu kolimacji. Jeżeli warunek prostopadłości nie zostanie spełniony, to oś obserwacji teodolitu podczas obrotu będzie opisywać powierzchnię stożkową zamiast płaszczyzny, co pozwoli wydedukować dokładność pomiaru kątów pionowych poza wszystkie dopuszczalne granice.

Na początkowym etapie weryfikacji należy ustalić zdalny punkt odniesienia, którego linia widzenia znajduje się jak najbliżej płaszczyzny poziomej.

Gdy koło pomiarowe znajduje się po prawej stronie operatora, krzyżyki nitek i wybrany punkt odniesienia zostają połączone.

Odczyty koła poziomego (KP) są rejestrowane. Następnie rura teodolitu jest rozwijana, alidad jest odłączany, a odczyty są pobierane w lewej pozycji koła pomiarowego (C). Wielkość błędu pomiaru jest określona przez formułę:

C = ((Kl-Kp) ± 180 °) / 2

Znak przed 180 ° jest określany w zależności od znaku różnicy między K i KP. Jeśli różnica w odczytach jest dodatnia, wtedy znak "-" jest brany, w przeciwnym razie - "+".

Wyniki weryfikacji są oceniane przez uzyskaną wartość C. Jeśli nie przekracza wartości podwójnej precyzji skali, wówczas teodolit jest sprawny. Nadmiar sygnalizuje potrzebę korekty. Aby to zrobić, poluzuj jedną z pionowych śrub w drucianej siatce. Regulując śrubę boczną, połącz punkt przecięcia gwintów siatki pomiarowej z zamierzonym wzorcem;

1. Sprawdzić względne położenie osi obrotu rury optycznej i osi pionowej teodolitu. Spełnienie tego warunku zapewnia pionową pozycję płaszczyzny pomiarowej podczas pracy.

Na powierzchni ściany, położonej w odległości około 10 m, wybiera się punkt, który znajduje się pod kątem 40-50 ° względem horyzontu. Prowadzi go rura i stała alidada. Następnie rura jest przenoszona do pozycji poziomej, a rzut punktu jest zaznaczony na ścianie poprzez obrót alidade o 180 ° i przesuwanie rury przez położenie zenitu na ścianie. Na poziomie horyzontu zaznaczono rzut początkowo wybranego punktu. Oba wyprowadzone punkty rzutu muszą być zgodne. W przypadku rozbieżności ten błąd w warunkach polowych nie może zostać zrekompensowany, a teodolit podlega naprawie.

Przygotowanie do pomiaru / testowania

Centrowanie teodolitu: 1 - teodolit; 2.3 - nogi statywu, 4 - pion.

Jeśli wszystkie kontrole przewidziane w przepisach zostały pomyślnie zakończone, możemy założyć, że narzędzie jest w dobrym stanie i może pracować. Przed rozpoczęciem pomiaru kątów pionowych należy najpierw przygotować teodolit do pracy.

Przygotowanie polega na wykonaniu następujących operacji:

1. Kontrola pozycji urządzenia pomiarowego - ustawienie środkowej pozycji pokrętła powyżej wartości zadanej za pomocą standardowej linii pionu. Punkt środkowy kąta poziomego lub pionowego jest zwykle używany jako punkt środkowy.
2. Ustawianie powierzchni tarczy pomiarowej w płaszczyźnie poziomej. Procedura jest wykonywana poprzez regulację śrub podnoszących, aż pozycja pęcherzyka w ampułce poziomu pokrywa się z punktem zerowym.
3. Regulacja optyki widoczności - obróć pierścień regulacji dioptrii, aż uzyskasz najlepszą widoczność siatki.
4. Regulacja optyki w mierzonym punkcie; Obrót Cremaliera dostosowuje przejrzystość obrazu obiektu.

Pomiar i przetwarzanie wyników

Schemat pomiaru kątów pionowych przez teodolit.

W praktyce pomiary kątów pionowych wykonywane są za pomocą pionowej kończyny. Charakterystyczną cechą jest obrót kończyny w procesie pracy z lampą optyczną w ustalonym położeniu alidady.

Zero średnicy alidade jest podane w pozycji poziomej, kontrolowane przez położenie bańki na poziomie cylindrycznym. Po ustawieniu wartości zero, kąty pionowe są określane przez odczyt pozycji na pionowym okręgu pomiarowym.

Aby zmierzyć kąty pionowe, teodolit musi być gotowy do działania zgodnie z metodami opisanymi powyżej. W dowolnym położeniu pionowego okręgu (lewego lub prawego) pozioma nić siatki pomiarowej jest skierowana w punkt pomiarowy. W razie potrzeby dokonuje się niewielkiej korekty położenia bańki w poziomie względem punktu zerowego. Uzyskane wartości na kończynie są rejestrowane w protokole pomiarowym.

Następnie przeprowadza się podobną procedurę pomiaru, gdy pionowe koło jest przesunięte w przeciwnym kierunku, a wyniki są rejestrowane.

Obliczanie zmierzonych kątów pionowych.

Aby obliczyć wielkość mierzonych kątów pionowych, należy obliczyć wartość pośrednią - miejsce zera. Wartość ta charakteryzuje zliczanie na kończynie pionowego koła z poziomą pozycją osi obserwacji teleskopu i obecność pęcherzyków powietrza w środku skali cylindrycznego poziomu.

Miejsce zero jest określone przez formułę:

Mo = (CL + KP) / 2

gdzie, Mo jest miejscem zero;

Kl, Kp - odczyty w miejscu koła pomiarowego odpowiednio w lewo i w prawo.

Kąty pionowe są określane przez formuły:

V = Kl-Mo lub V = Mo-Kp

gdzie, V - wartość zmierzonego kąta pionowego.

Warto zauważyć, że w celu zwiększenia dokładności zalecane jest kilkakrotne wykonywanie pomiarów z późniejszym przetwarzaniem wyników uzyskanych przy użyciu metod statystyki matematycznej.