10.2. Погрешности измерения углов и меры по их минимизации

Погрешности в значении измеренного угла или направления разделяют на два

вида: 1) приборные погрешности и 2) погрешности, обусловленные

внешними

факторами угловых измерений.

Приборные погрешности исправного теодолита соответствуют в основном

метрологическим пределам его точности и неполной его юстировке. Эти погреш-

ности уменьшают до мало значимых величин тщательной юстировкой теодолита и

Т

соблюдением установленной методики соответствующих угловых измерений при

КЛ и КП. Для технических теодолитов приборная средняя квадратическая погреш-

Н

ность измерения горизонтального угла одним приемом составляет mβ = 20–30",Ут. е.

близка к точности отсчетного устройства t = 20"–30" или в среднем mβ = 0,5'.

Внешние факторы погрешностей угловых измерений (неточности центрирова-

ния визирных целей и теодолита, неточности визирования, недостаточную устой-

й

чивость прибора) необходимо учитывать и минимизировать соответствующей под-

готовкой работ. Рассмотрим требования к точности центрированияБ

визирной цели,

то угол β получится с погрешностью (врадианах) Δβ = е/d. Откуда е =

Δβ или при

d

приняв допустимую погрешность ее углового отклонения Δβ = mβ/ 2

≈ 0,3'. На-

р

пример (рис. 10.2, а), если веха С центрирована с линейной погрешностью е = СС',

где ρ' = 3438' –

минутахв радиане.

выражении Δβ в угловых

ое = d Δβ/ρ',

число

(10.9)

з

При Δβ = 0,3'

расстоянии d = 100 м допустимая погрешности центрирования

вехи е

≈ 9 мм, , но при расстоянии d = 20 м находим едоп ≈ 2 мм. Следовательно

доп

при коротких сторонах угла необходимо обеспечивать наиболее точную установку

отвесы

вехи нактомпун

и применять в качестве визирных целей металлические стержни,

Р

, визирные марки и др.

ец.доп = (d1Δβц.доп )/2ρ'.

(10.10)

Т

По данной формуле находим допустимую погрешность центрирования теодо-

Н

dУ2 ≈ 20 м и

лита ец.доп ≈ 1 мм при минимальных расстояниях визирования d1 ≈

при условии, что Δβц.доп = 0,3'. Если в среднем d1

≈ d2 ≈ 100 м, то ец.доп

≈ 4 мм

В процессе измерений теодолит должен сохранять устойчивое положение. На

болотистом грунте под ножки штатива необходимо забивать колья; на пашне – ко-

лья или камни; на нагретой асфальтированной поверхности следует применять ус-

тойчивые подкладки (прочные пластины, кирпичи иБдр.), а время измерений долж-

но быть минимальным.

условий

измерения

йработы техническими теодоли-

С учетом соблюдения рассмотренных

о

горизонтального угла нормируется рав-

тами предельная погрешность

ной двойной точности отсчетного устройства 2t =

βдоп

= 2mβ = 2t = 0,8–1'.

используется

приборов

Измерение магнитного азимута

азимут

10.3.

Магнитный

при ориентировании на местности при помощи

о

с магнитной стрелкой,

например теодолита с накладной

геодезических

буссолью в виде продолговатой коробки с магнитной стрелкой. Применяются так-

правлений0,2 -1º. Буссоли применяются

и

при съемках относительно малой

же специальные приборы ‒ буссоли типа БШ (рис

10.3), буссоль БГ и др. Ориен-

е

тирование по магнитной стрелке обеспечивает точность измерения магнитных на-

Р

в частности границ между лесными

точности нечетких контуров местности,

породами при

составлении планов

лесонасаждений.

Инструментальное ори-

6

5

4

3

У

2

Т

1

Рис. 10.3. Буссоль БШ

Устройство

буссоли БШ видно по рис. 10.3. Основанием прибора служит

Б

втулка 1 для закрепления прибора на штативе. Внутри круглой коробки помещена

магнитная стрелка 2, которая опирается на острие иголки – Носи вращения стрелки.

й

Для визирования на

Внутри коробки помещено кольцо градусных делений 3.

предметы служит пара диоптров: глазной 4

предметный 5. В нерабочем положе-

нии магнитная стрелка должна быть

к защитному стеклу коробки при по-

р

мощи арретира, состоящего из плоской пружины и направляющей головки 6. Во

избежание повреждения и изнашиванияприжатаопоры магнитной стрелки и острия иглы,

т

отшлифованных на минимальные силы трения между ними, магнитная стрелка ос-

торожно опускается на кончик иглы только на время измерений.

ориентир

ориентирования карт

Устройство

буссоли- , предназначенной для

з

показано на рис. 10.4. Основанием прибора служит деревянная или пластиковая

линейка 2, скошенный край DN которой служит визирным устройством. На линей-

ке у

устройство в виде круглой коробки, именуемое собственно буссолью,

креплено

которое используется практически во всех геодезических приборах, предназначен-

е

Р

ных дляоориентирования относительно силовых линий геомагнитного поля Земли.

магнитного

Рис. 10.4. Ориентирование карты при помощи буссоли и визирной линейки:

а – положение скошенного края основания буссоли относительно меридианальной стороны

з

рамки карты; б –

схема углов сближения меридианов и склонения магнитной стрелки; в – визирная

линейка; х – линия, параллельнаятоси абсцисс 6-градусной зоны; Г.м – линия географического ме-

ридиана; М.м – линия

меридиана; γ – угол сближения меридианов; δ – склонение маг-

Сокращенные

нитной стрелки;

(1 –

линия меридиана на западной стороне рамки карты; 2 – линейка в основа-

нии буссоли; 3 –

градусное кольцо буссоли; 4 – магнитная стрелка; 5 – прижимная пластинка и ее

положении

головка 6 )

е

поверки буссоли. Поверки выполняются при горизонтальном

буссоли на устойчивой опоре, не содержащей стальных деталей и дру-

гих магнитных материалов:

1. Магнитная стрелка должна свободно вращаться. Магнитную стрелку в ра-

бочем положении отклоняют, воздействуя стальным предметом. Каждый раз после

Рустранения предмета магнитная стрелка должна устанавливаться на один и тот же

ной шкале относительно северного и южного концов магнитной стрелки каждый

раз после поворота буссоли на очередные 30–40°. В исправной буссоли пары от-

счетов различаются на 180° ± 0,1°.

В случае значительного эксцентриситета по-

следние цифры пар отсчетов могут различаться свыше ±0,3°. При работе такой

буссолью отсчеты следует брать по северному и южному концам магнитной стрел-

ки и окончательный отсчет принимать для северного конца стрелки как среднее по

последним цифрам отсчета, например при отсчетах ас = 46,3; аю = 226,8° оконча-

тельный отсчет ас = 46,5°.

Т

3. Нулевой диаметр СЮ градусного кольца должен быть параллелен скошен-

Н

ному краю

UW линейки, а скошенные края UW и U1W1 должны быть взаимноУпа-

раллельны. Для поверки измеряют расстояния штрихов 0° и 180° градусного кольца

от края UW с точность 0,1–0,2

мм и расстояния между краями линейки UW и U1W1

с точностью 0,1 мм.

4. Магнитная стрелка должна быть уравновешена. Если при горизонтальном

положении корпуса буссоли магнитная стрелка не горизонтальнаБ

, то ее уравнове-

и

шивают при помощи муфточки, изготовленной из алюминиевой фольги.

чертежа

10.4. Ориентирование карты

(

й) на местности при помощи буссоли

опоре

1. Ориентирование буссолью

географическому меридиану карты. Для ориен-

тирования

карту закрепляют на планшете (листе фанеры или пластика), который

кладывают

(на штативе). Один из краев линейки буссоли,

горизонтируют на устойчивой

и

западной или восточной стороне рамки карты (см.

например UW, при

затем

рис. 10.4, а),

планшет вращают, пока северный конец магнитной стрелки не

казанной

величине

склонения магнитной стрел-

установится на отсчет, соответствующий

ки, у

на

карте (на

рис. 10.4, б склонение

восточное

δ = +10° 05', а на

пустима

северному концу стрелки приближенно равен ас ≈ 10,0°,

по

рис. 8.17,

отсчет по

южному ю

≈ 189,8°,

погрешность за счет эксцентриситета величиной ≈ 0,2°

до-

Р

).

2.

Ориентирование карты относительно местных предметов. Для ориенти-

ерования относительно прямолинейного участка шоссейной дороги наблюдатель в

Определение места стояния наблюдателя может быть выполнено различ-

ными способами, в зависимости от ситуации на местности. Например, положение

точки стояния Т в створе КЕ определяется после измерения длины отрезка ЕТ. По

этим данным точку наносят на карту (план).

Т

В случае отсутствия вблизи определяемой точки F четких контуров местности,

Н

эту точку можно нанести на план графической обратной засечкой. ДляУэтого над

точкой F на местности (см. рис. 10.4, а) укрепляют планшет с листом восковки или

прозрачного пластика. В середине планшета на восковке обозначают точку f (на-

пример, иголкой) и, прикладывая к ней скошенный край визирной линейки, на-

правляют линейку на точки местности R, К и Т, показанные на карте, прочерчива-

ют на восковке соответствующие направления fR,

fКБи fТ. Затем иголку снимают,

ки

а восковку накладывают на план, добиваясь, чтобы все начерченные направления

р

проходили через соответствующие точ картый. Точка f переносится с кальки на

карту как точка

буссоли

F стояния наблюдателя.

Определение положения

местности объекта Z, изображенного на карте.

натуре

Планшет с картой устанавливают над опознанной точкой G местности и ориенти-

руют либо при

помощи

, либо визирной линейки по другим опознанным

з

места объекта Z

ребро линейки на карте совме-

точкам. Для отыскания в

объе

щают с изображениями точек G и Z и получают направление, вблизи которого на-

ходится

кт Z. При необходимости дополнительно по карте определяют рас-

п

и измеряют его на местности от точки G до расчетного места точки Z.

стояние GZ

е

Р