Принцип измерения горизонтальных и вертикальных углов.

Горизонтальные углы, порядок наблюдений:

1) Способ приёмов. В т. О устанавливают теодолит, в т. А и В – визирные цели.

А) центрирование. Основная ось теодолита должна проходить через вершину угла (т. О)

Б) нивелирование. Плоскость лимба должны быть горизонтальна, т.е. основная ось должна быть отвесна

В) Наводят визирную ось трубы на т. А берут отсчет аL (при круге лево КЛ)

Г) Открепляют алидаду; наводят визирную ось зрительной трубы на т. В; берут отсчет bL (при КЛ)

Д) Вычисляют значение угла βL=bL-aL

Е) Аналогичные действия выполняют при КП (круге право) (aR КП, bR КП): βR= bR- aR

Ж) Осуществляют контроль правильности измерений. Разность значений Δβ= βL- βR не должна превышать по абсолютной величине двойной точности теодолита: |Δβ|≤2t. В этом случае выч-ют среднее значение угла βср= βL+βR/2 – это среднее свободно от коллимационной ошибки.

2) Способ круговых приемов – применяют, когда число направлений >2.

В т. О устанавливают теодолит, визируют на все направления по ходу часовой стрелки. В конце измерений для контроля наблюдают начальное направление. Аналогичные действия выполняют при другом положении круга, визируют против хода часовой стрелки.

Измерение вертикального угла:

Лимб жестко скреплен со зрительной трубой. Алидада всегда неподвижна.

Необходимые условия измерения:

1) визирная ось должна проходить через нулевой диаметр лимба (00-1800).

2) Ось уровня должна быть параллельна нулевому диаметру алидады.

Если эти условия выполнены, то при горизонтальном положении визирной оси отсчет по вертикальному кругу должен быть равен 0. Обычно эти условия немного нарушены, и отсчет отличается от нуля – «место нуля» (МО - отсчет по шкале вертикального круга, при котором визирная ось зрительной трубы горизонтальна, а пузырек уровня находится в нуль пункте)

Измерение угла наклона при КП.

ν- угол наклона между направлением визирной оси и ее горизонт проекцией, R- отсчет по лимбу при КП, М - наблюдаемая точка. ν=R-MO. При КЛ L-отсчет по лимбу при КЛ. ν=МО+(3600-L), ν=МО - L.

У различных типов теодолитов оцифровка вертикального круга не одинаковая. До начала измерений необходимо посмотреть оцифровку, а затем применять формулы. У Т-30- оцифровка от 00 до3600 против часовой стрелки. ν=(L-R-1800)/2, МО=(R+L+1800)/2, ν=MO-R-1800=L-MO.

Б10

Системы координат и высот, применяемые в геодезии.

Существует две системы координат: географическая и прямоугольная – они даются на топографических картах.

Географическая – в системе географических координат местоположение точки на уровенную поверхность определяется двумя углами, которые называются широтой (j) и долготой (l).

Широтой (j) точки называется угол, образованный отвесной линией проходящей через эту точку и плоскостью экватора. Изменяется в пределах до 90' (рис.).

Долготой (l) называется двугранный угол, образованный плоскостями, проведёнными через данную точку и начальный (гринвичиский) меридиан. Изменяется т 0' до 180'. ЗВ – восточная долгота (+), ВЗ – западная долгота (-).

Для определения географических координат на картах наносят параллели и меридианы.

Меридианы – это линии пересечения уровенной поверхности плоскостями, проходящими через ось вращения Земли, т.е. плоскостями долгот.

Параллели – это линии пересечения уровенной поверхности плоскостями, перпендикулярными оси вращения Земли, т.е. плоскостями широт.

Установка теодолита в рабочее положение.

а) центрирование – совмещение основной оси II’с вершиной угла при помощи отвеса

б) нивелирование – (горизонтирование) – приведение основной оси II’ в отвесное положение с помощью подъемных винтов

в) подготовка зрительной трубы для наблюдений:

-установка по глазу (фокусировка сетки нитей), осуществляется с помощью окулярного кольца

-установка по предмету (фокусировка зрительной трубы), осуществляется с помощью барабана кремальеры

-устранение параллакса осуществляется одновременным вращением кольца и барабана кремальеры

Б11

Понятие о зональной системе плоских прямоугольных координат Гаусса-Крюгера.

Поверхность эллипса делят меридианами на равные 6-градусные интервалы – зоны.

Счет зон ведут от Гринвича на восток. В каждой зоне проводят осевой меридиан. Поверхность эллипса оборачивают в цилиндр. Точки, находящиеся в зоне проектируются из центра эллипса на поверхность цилиндра. При этом линия осевого меридиана зоны соприкасается с поверхностью цилиндра. Поверхность цилиндра разрезают по образующим и разворачивают в плоскость. Выбор размера зоны (6° или 3°) зависит от масштаба выполняемых в данном районе съемок.

Долгота осевого меридиана 6-градусной зоны: λ0=6° n - 3°,где n-номер зоны.

В каждой зоне задается своя система прямоугольных координат, в которой ось абсцисс – осевой меридиан, а ось ординат – экватор. Координатами какой-либо зоны являются ее расстоянием от экватора и от осевого меридиана.

На территории России абсциссы всех точек положительны, для того чтобы ординаты точек были положительны, осевой меридиан зоны условно переносят на 500 км к западу.

2. Уровни, их точность, зрительная труба и ее параметры. Подготовка зрительной трубы к наблюдению.

В геодезических приборах различают уровни: цилиндрические, круглые, контактные.

1) Цилиндрические. Верхняя поверхность ампулы – сферическая, чем больше радиус кривизны поверхности, тем точнее уровень. Ампулу, заполненную подогретым спиртом или эфиром, который после остывания образует пузырек, помещают в металлическую оправу, снабженную исправительным винтом. Точка О в средней части ампулы – нуль пункт. Касательная к внутренней поверхности уровня в его нуль-пункте – ось уровня UU’. Точность уровня: τ=l*ρ”/R, ρ”-постоянная величина=206265”, R-радиус кривизны, τ – угол, образованный осью уровня UU’ когда пузырек в нуль-пункте, и той же осью, когда пузырек смещен на одно деление ампулы.

2) Круглый уровень используется для предварительной установки (наименее точный)

3) Контактный – наиболее точный, над уровнем уст система призм, позволяющая привести пузырек в нуль-пункт наиболее точно (точность в 5-6 раз выше, чем у обычных уровней.

Зрительная труба: 1-объектив, 2-окуляр, 3-фокусирующая линза, 4-пластинка сетки нитей, 5-фокусир барабан (кремальера).

Зрительная труба имеет три оси: (главная) визирная ось (для наблюдений, измерений) проходит через оптический центр объектива и центр сетки нитей, оптическая – соединяет оптический центр объектива и окуляра, геометр ось – проходит через центры сечений зрит трубы в объективе и окуляре.

Параметры зрит трубы:

1) Увеличение (см рис) АВ – предмет, V- увеличение, <β - предмет виден в зрит трубу, <α-предмет виден невооруженным глазом; V=β/α=fоб/fок, fоб-фокусное расстояние объектива, fок-окуляра. Колебание увеличения от 15 до 50

2) Поле зрения аb- сетка нитей, об-объектив, <φ - характеризует поле зрения трубы. φ=38,20/V.

3) Точность визирования mV=60”/V, 60”-критич угол.

Б12

1. Ориентирование линий. Склонение магнитной стрелки и сближение меридианов. Азимуты, дирекционные углы и румбы.

Ориентировать объект (направление) – определить его расположение относительно известного направления (север-юг).

В системе прямоугольных координат углами ориентирования являются дирекционный угол и румб.

Дирекционным углом a  называют горизонтальный угол, отсчитываемый от положительного направления линии параллельной оси абсцисс, по ходу часовой стрелки до направления ориентируемой линии. Изм. от 0° до 360°. Дирекционный угол в разных точках прямой одинаков. Связь между азимутом и дирекционным углом: A=a±g  (-g- западное сближение меридиан, +g - восточное сближение меридиан) a_об=a_пр+180˚. Для того чтобы вести все вычисления с углами первой четверти вводится понятие румба.

Азимут – горизонтальный угол, отсчитываемый от северного направления истинного меридиана, изм. от 0° до 360°. А2-1=А1-2 +180° + γ.

Румб – острый горизонтальный угол, отсчитываемый от ближайшего направления меридиана (север или юг) до заданного направления. Изм. от 0° до 90°. Обратный румб отличается от прямого только противоположной стороной света.