2.1.6. Измерение вертикальных углов. Место нуля вертикального круга

Измерение вертикальных углов (углов наклона) производится при помощи вертикального круга теодолита. Лимб вертикального круга 1 (рисунок 2.17) жестко скреплен с осью трубы и вращается вместе с ней. Алидада 3 расположена на оси вращения трубы, но не скреплена с ней и при вращении трубы остается неподвижной. Алидада имеет два отсчетных устройства 2 и 4 и снабжена цилиндрическим уровнем 5 для приведения линии их нулей в определенное положение относительно горизонта. Приведение пузырька уровня в нуль-пункт осуществляют установочным винтом 6 алидады вертикального круга.

В теодолите Т-30 уровень при алидаде вертикального круга отсутствует. В технических теодолитах вертикальный круг разделен полностью с оцифровкой от 0 до 360⁰.

Диаметр 0-180⁰ вертикального круга располагается параллельно визирной оси трубы, вместе с которой он вращается. Для удобства вычисления вертикальных углов ставят условие: когда визирная ось зрительной трубы и ось уровня при алидаде горизонтальны, нулевые деления алидады должны совпадать с нулевыми делениями вертикального круга.

В действительности это условие нарушается, и визирная ось трубы может занимать горизонтальное положение, пузырек находится на середине, а отсчет по вертикальному кругу не равен нулю.

О тсчет по вертикальному кругу, когда визирная ось трубы горизонтальна, а пузырек при алидаде находится в нуль-пункте, называется местом нуля вертикального круга и обозначается МО.

Н а рисунке 2.18а изображен вертикальный круг с надписью делений от 0 до 360⁰ по ходу часовой стрелки, при этом для наглядности нулевой штрих лимба обращен к объективу и МО этого круга равно нулю. На рисунке 2.18б изображен вертикальный круг, у которого МО равно 10⁰.

Теперь предположим, что если измеряется положительный угол наклона ν (рисунок 2.18 в) при визировании на точку N при «круге право», то отсчет по лимбу будет КП. Тогда угол наклона выразится формулой

v = КП – МО . (2.20)

Если перевести зрительную трубу через зенит и вновь измерить тот же угол наклона ν (рисунок 2.18 г), визируя на ту же точку N при «круге лево», то отсчет по лимбу будет КЛ. Тогда угол наклона выразится формулой

v = 360⁰ - КЛ + МО

или, отбросив полную окружность, получим

v = МО – КЛ . (2.21)

Решив совместно уравнения (2.20) и (2.21) относительно МО и v, получим

, (2.22)

. (2.23)

При вычислениях углов наклона и места нуля по формулам (2.22) и (2.23) следует к малым отсчетам (от 0 до 60⁰) прибавлять 360⁰.

В теодолитах Т30 и Т15 вертикальный круг имеет оцифровку от 0 до 360⁰ и деления подписаны против хода часовой стрелки, поэтому для вычисления значений v и МО следует применять формулы

. (2.24)

При вычислениях по формулам (2.24) к значениям П, Л и МО, меньшим 90⁰, следует прибавлять 360⁰.

В теодолитах 2Т30, 2Т15К, 2Т5К отсчеты по вертикальному кругу имеют знаки «+» и «–», а шкала снабжена двойной оцифровкой: положительной – слева на право от 0 до 6 и отрицательной – справа на лево от -0 до -6. Вычисление МО и v при этом существенно упрощается, а для вычислений следует применять формулы

. (2.25)

Критерием качества измерения вертикальных углов служит постоянство места нуля МО.

Колебание величин МО не должно превышать двойной точности 2m_ отсчетного устройства:

• для теодолитов Т30, 2Т30П, 4Т30П - 1,5';

• для теодолитов Т15, Т15К - 0,5';

• для теодолитов Т5 и Т5К, 2Т5К - 0,1'.

Порядок измерения вертикальных углов (углов наклона)

теодолитами 2Т30, 2Т30П, 4Т30П, Т15К, 2Т5К, 3Т5КП

1. Установить прибор в рабочее положение, зрительную трубу при этом приближенно навести на наблюдаемую точку при «круге лево»;

2. Совместить центр сетки нитей зрительной трубы с наблюдаемой точкой и взять отчет по вертикальному кругу Л;

3. Перевести трубу через зенит, снова навести центр сетки нитей на наблюдаемую точку, но уже при «круге право» и взять отсчет П;

4. По отсчетам Л и П вычислить место нуля по формуле (2.25);

5. По вычисленному значению МО определить угол наклона по формуле (2.25).

Перечисленные действия составляют один прием измерений.

Для удобства вычислений углов наклона место приводят к значению, близкому к нулю.

Исправление места нуля вертикального круга

теодолитов 2Т30, 2Т30П, 4Т30П, Т15К, 2Т5К, 3Т5КП

Если значение места нуля МО вертикального круга больше двойной точности шкалового микроскопа, то производят юстировку, порядок выполнения которой следующий.

1. Установить прибор в рабочее положение.

2. Навести центр сетки нитей зрительной трубы на одну и ту же высокую и четко обозначенную точку местности при двух положениях вертикального круга и получить отсчеты Л и П. Перед производством отсчетов необходимо контролировать местоположение пузырька цилиндрического уровня горизонтального круга в нуль-пункте.

3. По полученным отсчетам Л и П вычислить исправленное значение отсчета Л(П)_испр по формуле

. (2.26)

4. Оставив центр сетки нитей наведенной на точку местности, наводящим винтом зрительной трубы установить на вертикальном круге исправленный отсчет Л(П)_испр. При этом центр сетки нитей зрительной трубы сместится с наблюдаемой точки.

5. Снять защитный колпачок в окулярной части зрительной трубы и, воздействуя на вертикальные исправительные винты сетки нитей, передвинуть ее в вертикальной плоскости до совмещения центра сетки с наблюдаемой точкой.

Для контроля все действия повторяются.

После юстировки места нуля следует убедиться в том, что не нарушено условие перпендикулярности визирной оси к оси вращения трубы.