Контроль линейных измерений

Все геодезические измерения сопровождаются ошибками. Для выявления характера влияния этих ошибок на результат измерения, применяют многократное измерение одной и той же величины. При проведении геодезических измерений могут быть следующие ошибки: грубые, систематические и случайные.

Грубые ошибки представляют собой просчёт, допущенный при измерениях и обнаруженный при повторных измерениях. Данная методика даёт возможность исключить влияние грубых ошибок.

Систематические ошибки появляются в результате применения несовершенных приборов для измерений. Они имеют один и тот же знак.систематические ошибки исключаются из результатов измерений (поправка за компарирование).

Случайные ошибки исключить нельзя, но нужно знать их свойства:

- при данных условиях измерений случайные ошибки не превышают по абсолютной величине некоторого предела;

- при большом количестве измерений малые ошибки встречаются чаще, а большие – реже;

- равные по абсолютной величине положительные и отрицательные случайные ошибки встречаются одинаково часто;

- среднее арифметическое из случайных ошибок при неограниченном возрастании числа измерений стремится к нулю.

На результаты измерений оказывают влияние: условия местности; температура; ошибки мерных приборов; личные ошибки лица, производившего работу и ряд других ошибок. Полученная в результате таких измерений ошибка называется абсолютной ошибкой – f_абс..

Отношение абсолютной ошибки к измеряемой величине называется относительной ошибкой – f_отн.

Чем меньше относительная ошибка, тем точнее результат измерений.

Измерение линий состоит в том, что мерный прибор последовательно откладывают между начальной и конечной точками в створе измеряемой линии. При подготовке створа линии к измерению, её концы фиксируют кольями, штырями, обрезками труб и т.п.; расчищают полосы шириной 1,5 – 2 м от растительности и остатков снесённых строений; забивают колья в местах перегибов местности. Линию на местности обозначают вешками (примерно через 100 м).

Вертикальная плоскость, проходящая через конечные точки линии, называется  створом.

 Вешение линий производят приёмами «от себя» и «на себя». При вешении «от себя» один мерщик становится с вехой 1 на исходной точке, а второй – на конечной точке устанавливает веху 2 такой высоты, чтобы она была видна с исходной точки. Второй мерщик перемещает веху 3 по створу линии до конечной точки. Между вехами измеряются расстояния. При вешении «на себя» мерщик выставляет вешку в створе двух других вех, имея их перед собой.

Для контроля линию измеряют вторично в обратном направлении. За окончательное значение принимают среднее арифметическое от измерений в прямом и обратном направлениях. Измерения считают выполненными, если расхождения в результатах прямого и обратного направлениях (относительная ошибка)  не превышают допустимого значения – f_доп:

1:3000 от измеряемой длины – при благоприятных условиях измерений (твёрдое покрытие);

1:2000 – при средних условиях измерений (ровная поверхность грунта);

1:1000 – при неблагоприятных условиях измерений (болотистая, заросшая, кочковатая местность, измерения по снегу).

Измерение линий на местности производят непосредственно и косвенно. Непосредственные измерения производят мерными приборами, а косвенные дальномерами различных типов. В настоящее время широкое применение получили лазерные дальномеры.

Тема 2.2 Угловые измерения

1. Принцип измерения горизонтальных углов

2. Устройство теодолита

3. Поверки теодолита

4. Измерение горизонтальных углов

5. Измерение вертикальных углов

Принцип измерения горизонтальных углов

Принцип измерения горизонтального угла состоит в следующем. Предположим на поверхности Земли имеются три точки А, В и С, расположенные на разных высотах над уровнем моря (рис.27). Требуется определить горизонтальную проекцию угла АВС. Спроектировав эти точки на произвольную горизонтальную плоскость, получим их горизонтальные проекции А₁, В₁, С₁. Линии В₁С₁ и В₁А₁ являются горизонтальными проекциями ВС и ВА; угол А₁В₁С₁ = β является горизонтальной проекцией угла АВС. Угол β – линейный угол двугранного угла, составленного вертикальными плоскостями АА₁В₁ и СС₁В₁. Для определения его значения в градусной мере, круг с градусными делениями располагаем над точкой В так, чтобы его центр оказался на отвесной линии ВВ₁. Если вращать вертикальную плоскость, проходящую через точку В, вокруг отвесной линии ВВ₁, последовательно совмещая её сначала с точкой С, а затем с точкой А, то величина угла β будет равна разности дуг а – с, выраженной в градусной мере. 

Рис.27 Измерение горизонтального угла

Устройство теодолита

На местности измерения горизонтальных и вертикальных углов производится прибором, называемым теодолитом. Теодолиты в зависимости от точности разделяются навысокоточные, точные и технические. К последней группе относятся теодолиты, применяемые в строительное- монтажном производстве (Т – 30, 2Т - 30), средняя квадратическая погрешность измерения углов в таких теодолитах составляет  30ʹʹ. Схема устройства теодолита представлена на рисунке 23. Теодолит имеет стеклянный или металлический лимб, разделённый по окружности на 360º. Над лимбом установлен вращающийся круг –алидада.

К подставкам теодолита прикреплена зрительная труба, вращающаяся в вертикальной плоскости вокруг оси НН₁.

Ось ZZ₁ является вертикальной осью вращения прибора. В горизонтальное положение теодолит приводится с помощью трёх подъёмных винтов (17) и цилиндрического уровня (4). На оси вращения трубы наглухо с ней прикреплён вертикальный круг (9). Он может располагаться справа или слева от зрительной трубы; первое положение называется «круг право» – КП, второе положение «круг лево» – КЛ. В комплект теодолита входят буссоль, штатив и отвес. Теодолит крепится к штативу с помощью станового винта. Вращающиеся части теодолита снабжены закрепительными винтами (2,8,12) для закрепления их в неподвижное состояние и наводящими винтами (3,5,16) для точного ориентирования прибора по заданному направлению (рис.28, 29).

Рис.28  Схема устройства теодолита

J J₁ – вертикальная ось вращения теодолита

U U₁ – ось цилиндрического уровня горизонтального круга

Н Н₁ – горизонтальная ось вращения трубы

V V₁ – визирная ось зрительной трубы

Рис.29 Основные части теодолита

 1 – подставка

 2 – закрепительный винт лимба

     3 – наводящий винт алидады

    4 – наводящий винт зрительной трубы

 5 – окуляр отсчётного устройства

     6 – оптический визир

7 – вертикальный круг

      8 – закрепительный винт зрительной трубы

9 – кремальера                                                                          

     10 – исправительные винты уровня

11 – уровень

12 – закрепительный винт алидады

13 – наводящий винт лимба

14 – трегер

15 – подъёмные винты

16 – пружинящая пластина

У оптических теодолитов данного типа отсчётными устройствами являются: штриховой и шкаловой микроскопы. На рисунке 30 показано поле зрения штрихового микроскопа, где кроме делений лимба с ценой деления 10' виден штрих, по которому на глаз оценивают десятые доли наименьшего деления лимба.

 

Рис.30 Штриховой микроскоп                         Рис.31 Шкаловой микроскоп

 

Более точные отсчёты даёт шкаловоймикроскоп. На рисунке 31 изображена шкала с наименьшим делением лимба 60'. Шкала микроскопа разделена на 12 частей, т.е. одно деление равняется 5'.

 

 

Поверки теодолита

Чтобы обеспечить ожидаемую точность измерения углов, теодолит должен удовлетворять определённым оптико – механическим и геометрическим условиям. Первые условия обычно гарантирует завод – изготовитель. Геометрические условия чаще всего подвержены изменениям в процессе работы и транспортировки прибора. Поэтому геометрические условия необходимо проверять перед началом полевых работ. При геодезическом обслуживании строительно-монтажных работ малейшее несоблюдение этих условий вызовет брак, особенно при монтаже строительных конструкций. В связи с этим требуется систематически выполнять поверки теодолита. Каждая поверка состоит из двух частей: 1) выявления нарушения или соблюдения данного условия; 2)исправления (юстировки) положения соответствующей части инструмента для устранения нарушения поверяемого условия.

Поверки – это действия, которыми контролируют правильность взаимного расположения осей.

Я поверка.

 Ось цилиндрического уровня при алидаде горизонтального круга должна быть перпендикулярна вертикальной оси вращения теодолита ( U U_{1 ┴} J J₁).

Порядок подготовки.Перед выполнением поверки проводят предварительное нивелирование теодолита. Для этого устанавливают уровень параллельно плоскости двух подъёмных винтов и вращением этих винтов в разные стороны приводят пузырёк уровня в нуль-пункт. Далее поворачивают верхнюю часть теодолита на 90º и вращением третьего винта приводят пузырёк уровня на середину.

Порядок поверки. Устанавливают уровень в плоскости двух подъёмных винтов, вращением этих винтов в разные стороны, приводят пузырёк уровня в нуль-пункт. Ослабляют закрепительный винт алидады и поворачивают верхнюю часть теодолита на 180º. Если пузырёк уровня остался на середине или сместился менее чем на одно деление, то условие выполнено. В противном случае проводят юстировку.

Порядок юстировки. Действуя исправительными винтами, перемещают пузырёк уровня к нуль-пункту на половину дуги отклонения, другую половину устраняют подъёмными винтами. Эти действия повторяют до тех пор, пока пузырёк уровня будет отклоняться от середины не более чем на одно деление.

Исправительные винты вращают с помощью специальной шпильки. Если пузырек уровня требуется сместить по направлению к исправительным винтам, то следует ослабить верхний винт и подтянуть нижний. Перемещение пузырька начинают с ослабления одного из винтов. Вращают их в одном направлении.

Я поверка.

Визирная ось зрительной трубы должна быть перпендикулярна горизонтальной оси вращения трубы (V V_1┴Н Н₁).

Порядок подготовки. Приводят вертикальную ось теодолита в отвесное положение (нивелирование теодолита). Выполняют также, как и перед первой поверкой.

Порядок поверки. 

Закрепляют лимб и поворотом алидады наводят перекрестие сетки нитей на точку, примерно расположенную на одном уровне с теодолитом. Берут отсчёт по горизонтальному кругу – КЛ, результат записывают в журнал (табл.1). Переводят трубу через зенит и наводят зрительную трубу на ту же точку, берут отсчёт по горизонтальному кругу – КП, результаты заносят в журнал.

Погрешность, которую называют коллимационной, вычисляют по формуле:

С =

Если коллимационная погрешность по абсолютной величине не превышает двойной точности отсчётного устройства, условие выполнено.

│С│  2t

Если│С│  2t, производят юстировку.

Порядок юстировки. Вычисляют свободный от влияния коллимационной погрешности отсчёт:

N =

и устанавливают его на лимбе (табл.3). Перекрестие сетки нитей при этом сойдёт с наблюдаемой точки. С помощью исправительных винтов, сетку нитей совмещают с изображением точки. После выполнения юстировки, поверку повторяют.

Табл.3

Точкавизирования	Отсчёт по горизонтальному кругу		Вычисления
	КЛ	КП
До юстировки
1	30º 29ʹ	210º 21ʹ	С1 =  = + 4ʹ               2t = 2ʹ
После юстировки
1	30° 24ʹ	210° 25ʹ	N =  = 30°25ʹ      С2 =  = – 30ʹʹ

 

Я поверка.

Горизонтальная ось вращения зрительной трубы должна быть перпендикулярна оси вращения прибора (НН_1┴JJ₁).

 При подготовке к поверке необходимо вертикальную ось теодолита привести в отвесное положение (нивелирование теодолита).

Порядок поверки.  На расстоянии 20 – 30 м от стены здания устанавливают теодолит и наводят перекрестие сетки нитей на точку М в верхней части стены. Опускают зрительную трубу до уровня высоты теодолита и отмечают на стене точку М₁, на которую проецируется перекрестие сетки нитей. Переводят трубу через зенит и повторяют те же действия при другом положении круга, отмечают точку М₂(рис.32).

Если в поле зрения трубы отрезок ММ₁ укладывается в биссекторе сетки нитей, то условие считают выполненным.

Юстировку производят только в оптико-механических мастерских, либо на заводе изготовителе.

 

 

Рис.32  Схема поверки горизонтальной оси теодолита

 

Я поверка.

Сетка нитей зрительной трубы должна быть поставлена правильно.

Порядок поверки.  Для выполнения поверки приводят теодолит в рабочее положение (нивелируют). Наводят зрительную трубу на точку (которую можно обозначить на стене здания) так, чтобы изображение её оказалось совмещённым с одним из концов вертикальной сетки нитей. Затем плавно перемещают зрительную трубу вверх или вниз наводящим винтом. Если изображение точки совпадёт с нитью на всём её протяжении, то условие выполнено. В противном случае производят юстировку.

Порядок юстировки.  Ослабляют винты, закрепляющие окулярную часть, и поворачивают её вместе с сеткой нитей до совмещения вертикальной нити с наблюдаемой точкой. После этого повторяют поверку 2.  

 

⇐ Предыдущая3456789101112Следующая ⇒