ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2
ИЗМЕРЕНИЕ УГЛОВ ПО ТРЕХШТАТИВНОЙ СИСТЕМЕ
Задача: ознакомиться с устройством приборов для измерения углов, произвести исследования и поверки, измерить и вычислить углы.
Приборы: теодолит Т2, 3 штатива, 2 подставки, 1 оптический центрир, 2 визирные марки, журнал для записи исследований и поверок и измерения углов, ручка.
Материалы, предъявляемые к сдаче:
- Акт выполненных поверок теодолита Т2 с описанием технологии их производства;
- Ведомость измерения и вычисления углов;
- Рабочая схема измерения углов;
- Выводы о проделанной работе.
Последовательность выполнения задания:
Перед началом работ необходимо произвести внешний осмотр теодолита и выполнить испытания и основные поверки прибора.
При осмотре обращается внимание на состояние прибора, на плавность вращения подъемных и наводящих винтов, на плавность и легкость вращения прибора и зрительной трубы, на плавность перемещения фокусирующей линзы, чистоту оптики, четкость изображения нитей сетки и т. п.
Испытанию подлежат следующие механические условия:
1. Ход подъемных и наводящих винтов должен быть плавным, равномерным, без заеданий и качки.
2. При вращении алидады горизонтального круга должна быть обеспечена азимутальная устойчивость штатива и подставки. Для проверки устойчивости штатива необходимо, установив на нем в рабочем положении теодолит и наведя визирную ось трубы на удаленную точку, слегка нажимать на головку штатива, придавая ей вращательное движение и отклоняя тем самым визирную ось от первоначального положения. После прекращения нажатия визирная ось теодолита должна всегда возвращаться на прежнее место. В противном случае следует потуже затянуть винты ножек штатива.
Поверки теодолитов Т2 и 2Т2 подробно описаны в лабораторной работе №1. Пример взятия отсчета показан на рисунке 1.
Рис. 1 - Отсчетная система теодолита 2Т2.
Измерение углов: Если в результате поверок получено заключение о пригодности прибора к работе приступают к измерению углов по трехштативной системе способом отдельного угла.
Трехштативная система применяется для устранения ошибок центрирования и редукции при проложении полигонометрических ходов, и для некоторого ускорения измерений. Выполняется условие: ось вращения теодолита при установке его над центром знака должна занимать в пространстве то же самое положение, которое занимала ось вращения марки до и после установки теодолита.
В трех соседних вершинах А, В, С хода устанавливаются штативы с закрепленными на них подставками. На заднем А и переднем С штативах устанавливаются марки, а на среднем В - теодолит. После измерения угла штатив с подставкой из А переносится в D, а два других штатива с подставками остаются на месте.
Марку, стоявшую в точке А, переставляют в подставку, установленную в точке В. Теодолит ставят в точку С, а переднюю марку из точки С переносят в подставку, установленную уже на штативе в точке D. Таким же порядком измеряют и другие углы.
При трехштативной системе измеряют углы поворота так называемого воздушного полигона. Чтобы связать воздушный ход с точками на земле, нужно установку каждого штатива с подставкой над точкой местности производить оптическим центриром.
Журнал измерения углов по трехштативной системе
способом отдельного угла
Теодолит Т2 № 000 | Погода: ясно, слабый ветер |
Дата 3 сентября 2015 г. | Видимость: хорошая |
Наблюдатель | Изображение: спокойное |
Вычислитель
Станция | Круг | Направления | Отсчеты | 2С=КЛ-КП | Углы из полуприемов | Среднее значение |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
1 | КЛ | 5 | 180°35'12,6" | 4,7" | 90°42'20,0" | 90°42'18,0" |
КЛ | 2 | 89°52'52,6" | 0,7" | |||
КП | 5 | 0°35'7,9" | 90°42'16,0" | |||
КП | 2 | 269°52'51,9" | ||||
2 | КЛ | 1 | 113°53'26,8" | 4,8" | 98°07'33,0" | 98°07'29,0" |
КЛ | 3 | 15°45'53,8" | -3,2" | |||
КП | 1 | 293°53'22,0" | 98°07'25,0" | |||
КП | 3 | 195°45'57,0" | ||||
3 | КЛ | 2 | 207°03'16,0" | 5,0" | 93°31'24,0" | 93°31'22,0" |
КЛ | 4 | 113°31'52,0" | 1,0" | |||
КП | 2 | 27°03'11,0" | 93°31'20,0" | |||
КП | 4 | 293°31'51,0" | ||||
4 | КЛ | 3 | 225°09'29,8" | 3,6" | 115°02'5,6" | 115°02'07,0" |
КЛ | 5 | 110°07'24,2" | 6,4" | |||
КП | 3 | 45°09'26,2" | 115°02'8,4" | |||
КП | 5 | 290°07'17,8" | ||||
5 | КЛ | 4 | 174°31'21,1" | 3,0" | 142°36'56,5" | 142°36'59,0" |
КЛ | 1 | 31°54'24,6" | 8,0" | |||
КП | 4 | 354°31'18,8" | 142°37'01,5" | |||
КП | 1 | 211°54'16,6" | ||||
На каждой станции выполняют следующие вычисления. В графе 5 находят величину двойной коллимационной ошибки 2С. Постоянство величины 2С (колебания ее допускаются в пределах 12") служит показателем хорошего качества измерений. В графе 6 вычисляют значение измеренного угла в полуприеме по формуле в1 = a1 - b1, где a1 и b1 отсчеты по горизонтальному кругу на заднее и переднее направление соответственно.
Если при вычислении уменьшаемое меньше вычитаемого, то к уменьшаемому прибавляется 360°. Контролируют измеренный угол: значения угла, измеренного при круге право (КП) и при круге лево (КЛ) для полигонометрии I разряда не должны отличаться более ±12,0". Если разность полученных значений удовлетворяет допуску, то получают средние значения из величин, вычисленных в графе 6.
После этого необходимо убедиться в отсутствии в результатах измерений грубых ошибок, а также проверить правильность предрасчета и измерения углов, т. е. иными словами, проверить качество полевого материала и соответствие его по точности данному классу или разряду (Полигонометрия I разряда).
Для этого вычисляют угловую невязку в замкнутом полигоне по формуле:
,
где в - среднее значение измеренных углов из графы (7), n - количество углов в полигоне. Полученную величину сравнивают с предельным значением, определяемым по формуле 
. Величина средней квадратической погрешности измерения угла берется из инструкции для полигонометрии соответствующего класса или разряда. Согласно "Инструкции по топографической съемке в масштабах 1:5000, 1:2000, 1:1000, 1:500. М., "Недра", 1973" для полигонометрии I разряда 
, n - количество углов в полигоне.
При этом должно соблюдаться соотношение 
.
В примере fв=90°42'18,0"+98°07'29,0"+93°31'22,0"+115°02'07,0"+142°36'59,0"-180°(5-2)=
=540°00'15"-540°=15".
ПРЕДfв=10"√5=22,36"
15"≤22,36"
Невязку, в случае её допустимости, распределяют поровну на каждый угол, вычисляя поправки 
, которые выписывают в журнал красной пастой сверху над средним значением угла.
В примере величина поправки в каждый угол будет составлять 
= - 3,0".
Далее составляют рабочую схему измерения углов, на которой показывают все пункты на которые производились измерения и пункт, с которого они выполнялись. Выписываются исправленные за невязку измеренные направления.
