Методические указания Для студентов дневного и заочного обучения по направлениям «Архитектура», «Строительство», «Организация перевозок и управление на транспорте», «Транспортное строительство». Изуче (стр. 1 из 3)
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
Федеральное государственное образовательное
учреждение высшего профессионального образования
Казанский государственный архитектурно-строительный университет
Кафедра геодезии
Методические указания
Для студентов дневного и заочного
обучения по направлениям «Архитектура», «Строительство», «Организация перевозок и управление на транспорте», «Транспортное строительство».
ИЗУЧЕНИЕ ТЕОДОЛИТА
Казань – 2005
Составитель: В.И.Стебнев
УДК 528.48
Изучение теодолита. Методические указания для изучения теодолита студентами 1-го курса дневного обучения по направлениям: «Архитектура», «Строительство», «Транспортное строительство» и «Организация перевозок и управление на транспорте». Методические указания соответствуют Государственному образовательному стандарту. /Казанский государственный архитектурно-строительный университет. Сост.: В.И.Стебнев. Казань, 2005-16с.
Илл. 9.
Рецензент: ст.научный сотрудник кафедры астрономии Казанского государственного университета М.И.Шпекин.
Казанский государственный архитектурно-строительный университет.
При составлении карт, планов и профилей на местности приходится измерять горизонтальные и вертикальные углы, расстояния и превышения между точками. При выносе запроектированных сооружений на местность и при строительстве их нужно уметь построить на местности заданные горизонтальные и вертикальные углы, расстояния и превышения. Горизонтальные и вертикальные углы можно построить и измерить при помощи теодолита. Теодолитом можно также измерять расстояния, используя нитяной дальномер, и превышения, если на трубе теодолита имеется высокоточный цилиндрический уровень. Но все-таки главное назначение теодолита – измерение и построение на местности горизонтальных и вертикальных углов. Устройство теодолита и работу с ним необходимо знать инженеру-строителю. Поэтому ниже в указаниях приводятся сведения об устройстве теодолита (например, 4Т30П), его поверках и юстировках, и методике измерения горизонтальных и вертикальных углов.
Устройство теодолита
Теодолиты бывают: высокоточные – Т1; точные – Т2 и Т5; технической точности – Т15 и Т30. Т обозначает теодолит, а цифра – точность измерения углов, выраженную в секундах. Мы будем изучать теодолит технической точности 4Т30П. Здесь 4 – модификация теодолита, П – обозначает, что труба теодолита дает прямое изображение. Теодолит 4Т30 конструктивно не отличается от теодолитов 2Т30 (но является более современным), из которых в основном состоит парк теодолитов на кафедре геодезии. Поэтому, изучив 4Т30, Вы сможете работать и с теодолитом 2Т30, а в принципе и с теодолитами других марок технической точности.
Теодолит 4Т30 – это сложный и дорогой прибор. Он состоит из следующих частей (см. рис. 1): горизонтального (21) и вертикального (5) стеклянных кругов с градусными делениями (под кожухом), по которым и измеряются углы; зрительной трубы (8), вращающейся вокруг горизонтальной оси, укрепленной на колонках (10) алидады горизонтального круга; подставки (2) с тремя подъемными винтами (1, 17), при помощи которых ось вращения теодолита приводится в отвесное положение. Для этого же используется
3
цилиндрический уровень (14) на алидаде горизонтального круга. Для предварительного наведения зрительной трубы на цель на трубе закреплен визир (17); с другой стороны зрительной трубы находится высокоточный цилиндрический уровень (20), позволяющий использовать теодолит 4Т30 в качестве нивелира. Рядом со зрительной трубой находится отсчетный микроскоп (4), в который передаются изображения отсчетов по вертикальному (В) и горизонтальному (Г) кругам. Для получения этих отсчетов нужно при помощи зеркальца подсветки, находящегося на одной из колонок, запустить свет в оптическую систему теодолита.
Рис.1 Теодолит 4Т30
В комплекте с теодолитом имеются: штатив, ориентир-буссоль (6, 22), окулярные насадки (25). Штатив нужен для установки теодолита над вершиной измеряемого угла. Ориентир-буссоль позволяет на местности измерять магнитные азимуты линий. Окулярные насадки, надеваемые на окуляры зрительной трубы и отсчетного микроскопа, позволяют наблюдать предметы, расположенные под углом более 45о к горизонту, и выполнять измерения на эти предметы.
Зрительная труба теодолита может переводиться через зенит и окуляром, и
4
объективом. Ее фокусирование на цель осуществляется вращением кремальеры (11). Вращением диоптрийного кольца (3) добиваются резкой видимости сетки
нитей (рис. 2). Два горизонтальных коротких штриха сетки нитей выше и ниже перекрестия горизонтальной и вертикальной нитей представляют собой нитяной дальномер. Корпус зрительной трубы составляет единое целое с горизонтальной осью, установленной в лагерах колонок (10).
Рис.2
Коллиматорный визир (7) предназначен для грубой наводки трубы на цель. При пользовании визиром глаз должен быть на расстоянии 25-30 см от него. Точное наведение зрительной трубы на предмет в горизонтальной плоскости осуществляется наводящим винтом (16) после закрепления алидады винтом (15), а в вертикальной плоскости – наводящим винтом (12) после закрепления трубы винтом (9).
Для того чтобы теодолит плавно поворачивался вместе с горизонтальным кругом (лимбом), необходимо вращать наводящий винт лимба на подставке. При этом закрепительный винт лимба (19) должен быть зажат.
Горизонтальный и вертикальный круги разделены через 1о. Горизонтальный круг (лимб) имеет круговую оцифровку от 0о до 359о по направлению часовой стрелки, а вертикальный – секторную, от 0о до 75о и от –0о до –75о.
Изображение штрихов и цифр обеих кругов передаются в поле зрения отсчетного микроскопа, окуляр (4) которого устанавливается по глазу до появления четкого изображения шкал вращением диоптрийного кольца микроскопа. Отсчет по кругам производится по соответствующим шкаламмикроскопа (В – вертикальная, Г – горизонтальная). Пример отсчета по шкале горизонтального круга (лимба) приводится на рис.3. Отсчет берется
5
следующим образом. Количество градусов соответствует надписи штриха
лимба, который проектируется на шкалу. А количество минут определяется как
дуга от нулевого деления шкалы до градусного штриха лимба. При этом нужно помнить, что цена деления шкалы равна 5 минутам. На рис. 3 отсчет равен 124о37’.
Рис.3
Установке теодолита в рабочее положение (нивелирование), когда ось вращения теодолита становится отвесной, производится вращением подъемных винтов подставки (1, 17) с использованием цилиндрического уровня на алидаде (14).
Поверки и юстировки теодолита
Все теодолиты созданы по одной геометрической схеме, основанной на принципе раздельного измерения горизонтальных и вертикальных углов. Для верного измерения углов необходимо, чтобы у теодолита в рабочем положении выполнялись следующие условия: 1) вертикальная ось прибора должна быть отвесна; 2) плоскость лимба должна быть горизонтальна; 3) визирная (коллимационная) плоскость должна быть вертикальна. А чтобы теодолит можно было установить в рабочее положение, у него должны выполняться определенные геометрические условия, касающиеся взаимного расположения осей теодолита. Перечислим, какие условия должны выполняться (см. рис. 4):
6
1. Ось цилиндрического уровня при алидаде горизонтального круга должна быть перпендикулярна оси вращения трубы (UU
GG).2. Визирная ось зрительной трубы должна быть перпендикулярна горизонтальной оси вращения трубы (VV
GG).3. Вертикальная нить сетки нитей должна быть параллельна вертикальной оси прибора (YY ║
OO).4. Ось вращения зрительной трубы должна быть перпендикулярна вертикальной оси вращения прибора (GG
OO).5. Ось визира должна быть параллельна визирной оси зрительной трубы.
Рис.4
Выполнение перечисленных геометрических условий необходимо для правильного измерения горизонтальных и вертикальных углов. Однако правильное расположение осей теодолита может быть нарушено в процессе
7
работы или во время транспортировки прибора. В связи с этим возникает необходимость в выполнении поверок и юстировок теодолита.
Проверки выполнения верных геометрических условий у теодолита называются поверками. Если же какое-то условие не выполняется, необходимо сделать соответствующее исправление, то есть юстировку.
На занятиях рекомендуется выполнить первые три поверки и юстировки. Выполнение поверок всегда начинается с поверки цилиндрического уровня.
1.Поверка цилиндрического уровня.
Ось цилиндрического уровня на горизонтальном круге должна быть перпендикулярна оси вращения теодолита. Теодолит устанавливают на штатив. Алидаду поворачивают таким образом, чтобы ось поверяемого уровня была параллельна двум подъемным винтам. Вращая эти винты в разные стороны, выводят пузырек уровня на середину (в нуль-пункт). Затем алидаду поворачивают на 90о и третьим подъемным винтом устанавливают пузырек уровня на середину. Затем нужно повернуть алидаду на 180ои оценить смещение пузырька уровня от нуль-пункта. Если отклонение больше одного деления, необходимо выполнить юстировку.