8.4. ИЗМЕРЕНИЕ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ И ВЕРТИКАЛЬНЫХ УГЛОВ
НА МЕСТНОСТИ

Горизонтальный угол ВАС (рис. 8.12) на местности измеряют так. В вершине измеряемого угла устанавливают теодолит. Головку штатива располагают примерно над знаком, а ее верхнюю площадку приводят в горизонтальное положение. Наконечники ножек штатива вдавливают в грунт.

Теодолит центрируют над точкой А и по уровню на алидаде горизонтального круга приводят с помощью подъемных винтов ось вращения теодолита в вертикальное положение. На точках В и С, фиксирующих направления, между которыми измеряется угол, устанавливают визирные цели: марки, вехи, шпильки и т. п.

Сетку нитей трубы устанавливают в соответствии со зрением наблюдателя. Для этого трубу наводят на светлый фон (небо, белую

91

Рис. 8.12. Измерение горизонтального угла

стену) и, вращая окулярное кольцо в поле зрения трубы, добиваются четкого изображения сетки нитей.

Глядя поверх трубы, совмещают крест визира с визирной целью (визирная цель должна появиться в поле зрения трубы). После попадания в поле зрения трубы визирной цели фиксируют направление, зажимая закрепительные винты алидады и трубы. Вращением фокусирующей кремальеры добиваются резкого изображения визирной цели. Наводящими винтами алидады и трубы совмещают центр сетки с изображением визирной цели.

Существует несколько способов измерения углов. Наиболее простой способ - совмещение нулей лимба и алидады или "от нуля". В этом случае нуль алидады совмещают с нулем лимба. Алидаду закрепляют, оставляя незакрепленным лимб. Трубу наводят на визирную цель и закрепляют лимб. После этого алидаду открепляют, наводят трубу на другую визирную цель и закрепляют алидаду. Отсчет на лимбе даст значение измеряемого угла. Как правило, отсчеты по лимбу производят дважды.

Описанный способ прост, но недостаточно точен, поэтому чаще применяют способ приемов. В этом случае совмещение трубы с первой визирной целью производят при произвольном отсчете по лимбу.

Измерение угла при одном положении круга называют полуприемом. Как правило, работу по измерению угла на точке оканчивают полным приемом - измерением при правом (П) и левом (Л) положениях вертикального круга. Более точных результатов можно достичь, если измерения выполнять несколькими приемами. Результаты измерений записывают в полевой журнал (табл. 8.1). Из полученных отсчетов (например, на левую точку 14) 263°18,6’ и 18,8’ берут среднее - 263° 18,7’. На правую точку (16) получают средний отсчет 318°42,2’. Разность средних отсчетов (П минус Л) является измеренным значением угла 55°23,5’. Расхождение значений измеренного

92

угла в полуприемах не должно превышать полуторной точности отсчета. Если измерения производят несколькими п приемами, лимб между ними переставляют на угол γ = 180°/n.

Таблица 8.1

В вертикальной плоскости теодолитом измеряют углы наклона или зенитные расстояния (рис. 8.13, а, б).

Углы наклона принято различать положительные и отрицательные. Положительный угол образуется разностью между направлением на предмет, располагаемым выше уровня горизонтальной оси вращения трубы, и направлением, соответствующим горизонтальному положению визирной оси. Отрицательный угол образуется между горизонтальным положением визирной оси трубы и направлением на точку, располагаемую ниже горизонтальной оси вращения трубы.

При измерении вертикальных углов (с. рис. 8.13, а) исходным (основным) направлением является горизонтальное. Отсчеты ведут по шкалам, нанесенным на вертикальный круг 2 теодолита (на вертикальном круге - см. рис. 8.13, б - показана подпись делений от 0 до 360°). У некоторых типов теодолитов подпись шкал на вертикальном круге иная, но во всех случаях с горизонтальным направлением визирной оси трубы совпадает целое число градусов: 0°; 90°. У теодолитов 3Т30 начальный индекс, относительно которого производят отсчеты по вертикальному кругу, приводится в горизонтальное положение уровнем при горизонтальном круге. Уровень скреплен с алидадой так, что его ось установлена параллельно коллимационной плоскости зрительной трубы.

Для вычисления значений углов наклона определяют место нуля МО. Место нуля - это отсчет по вертикальному кругу, соответствующий горизонтальному положению визирной оси и положению уровня при алидаде вертикального круга в нуль-пункте, или горизонтальности отсчетного индекса у теодолитов с компенсатором при вертикальном круге.

М0 определяют так: устанавливают теодолит, приводят его

93

в рабочее положение, находят хорошо видимую точку и наводят на нее трубу при круге "лево" (Л). При наличии уровня при вертикальном круге приводят пузырек его в нуль-пункт и берут отсчет по вертикальному кругу. Трубу переворачивают через зенит, теодолит - на 180° и вновь, теперь уже при круге "право" (П), наводят крест сетки нитей на ту же точку. Вновь приводят пузырек уровня в нуль-пункт и берут второй отсчет по вертикальному кругу.

При работе с теодолитом 3Т30 М0 вычисляют по формуле: М0 = (П + Л + 180°)/2, где П и Л - отсчеты по вертикальному кругу теодолита при П и Л соответственно.

При работе с теодолитом 3Т5КП М0 вычисляют по формуле: М0 = (П + Л)/2. При работе с другими теодолитами формулу для вычислений М0 узнают из паспорта, прикладываемого к каждому теодолиту.

Результаты измерения записывают в журнал (табл. 8.2).

Таблица 8.2

Место нуля может иметь любое значение. Важно, чтобы при измерении вертикальных углов оно оставалось постоянным. Для удобства вычислений желательно, чтобы М0 было близким, а еще лучше равным нулю. М0 исправляют так. После определения М0 вращением трубы теодолита при Л устанавливают отсчет по вертикальному кругу, равный вычисленному углу наклона. В этом случае средняя горизонтальная нить сетки сойдет с изображения точки. Вертикальными исправительными винтами сетки среднюю горизонтальную нить наводят на точку.

Измерение вертикальных углов основано на конструктивной особенности теодолита, лимб вертикального круга которого жестко скреплен на лимбе с трубой. С визирной осью трубы совпадают направления вертикального круга: 0 - 180° или 90 - 270°. Лимб, вращаясь вместе с трубой, подводит к отсчетным индексам различные отсчеты. Разность отсчетов между двумя направлениями, между направлением и горизонтальным отсчетным индексом даст значение вертикального угла v или угла от горизонтали до измеряемого направления.

Для решения некоторых инженерных задач требуется определить зенитное расстояние, которое является дополнением угла наклона до 90°: z = 90° - ν. Зенитное расстояние образуется визирной линией и отвесной линией, называемой направлением на точку зенита.

94

Рис. 8.13. Измерение вертикального угла (а) и подпись делений на вертикальном круге при измерении углов при КП слева и КД справа (б):
1 - окуляр, 2 - вертикальный круг, 3 - объектив, 4 - отсчетный индекс, 5 - уровень, 6 - оцифровка, НН - горизонтальная ось

При измерении зенитных расстояний вместо МО определяют место зенита М3. Отсчеты по вертикальному кругу производят при положении пузырька уровня при вертикальном круге в нуль-пункте, что означает приведение отсчетного индекса в горизонтальное положение. Если теодолиты снабжены компенсатором, то отсчетный индекс автоматически приводится в горизонтальное положение. Если у теодолита нет уровня при вертикальном круге и компенсатора (например, теодолиты 3Т30), то перед отсчетом по вертикальному кругу приводится в нуль-пункт уровень при горизонтальном круге.

Хотя оцифровка делений на вертикальных кругах различных теодолитов различна, правила придания знаков вертикальным углам общие: поднятие визирной оси трубы над горизонтом образует положительные углы наклона. Поэтому при определении угла наклона разными теодолитами его вычисляют по формулам:

3Т3О: ν = Л - М0; ν = М0 - П - 180°; ν = (Л - П - 180°)/2.

95

3Т5К, 2Т5П: ν = Л-М0; ν = М0-П; ν = (Л - П)/2.

Если из уменьшаемого отсчета нельзя вычесть вычитаемое, к отсчету, меньшему 90°, прибавляют 360°.

Результаты измерений и вычислений записывают в полевых журналах (табл. 8.3).

Таблица 8.3

96