Штатив.

Рис.2

Изделия состоят из трех ножек, которые раздвигаются на определенное расстояние, и таким способом образуется устойчивая опора. Иногда штатив для нивелира рассчитан на тяжелую технику, для этого предусмотрена четвертая ножка, которая находится в середине. Тренога может быть телескопическая, и в этом случае высота конструкции увеличивается.

Штативы могут быть с креплением в виде клипс или магнитов. Изделия с клипсами крепятся к полке, а с магнитом – к металлической поверхности. Это позволяет размещать нивелиры или другую технику под необходимым углом и на подходящей высоте.

Каждый штатив имеет элевационную головку, благодаря которой можно вращать установленное оборудование на 180 градусов.

Поверки и юстировка теодолита

Перед началом измерений теодолит необходимо тщательно осмотреть и проверить, так как даже серийно выпускаемые приборы имеют свои индивидуальные особенности. В первую очередь производят проверку и регулировку механических деталей, обращая внимание на состояние и работу всех винтов прибора: подъемных, зажимных и наводящих винтов лимба и алидады, наводящего винта уровня вертикального круга, исправительных (юстировочных) винтов уровней, колонок, сетки нитей и т.п. Вращение лимба и алидады должно быть плавным, без заеданий и колебаний. Горизонтальный и вертикальный угломерные круги не должны иметь механических повреждений; изображения делений шкал и сетки нитей должны быть четкими. Зрительная труба должна быть уравновешенной и иметь свободное вращение. Присутствие пыли и грязи на оптических деталях прибора не допускается. После внешнего осмотра теодолита выполняют его поверки и юстировки.

В соответствии с принципом измерения горизонтального угла конструкция теодолита должна удовлетворять следующим основным геометрическим условиям:

1. Ось цилиндрического уровня U1U1 должна быть перпендикулярна к оси вращения теодолитаZZ.

2. Визирная ось зрительной трубы VVдолжна быть перпендикулярна к горизонтальной оси теодолита (оси вращения трубы) HH.

3. Горизонтальная ось теодолита HHдолжна быть перпендикулярна к оси вращения теодолита ZZ.

Дополнительные геометрические условия вытекают из теории измерения вертикальных углов.

Действия, имеющие целью установить соблюдение предъявляемых к конструкции прибора геометрических условий, называются поверками. Для обеспечения выполнения нарушенных условий производят юстировку (регулировку) прибора. Рассмотрим основные поверки и юстировки технических теодолитов.

1. Поверка цилиндрического уровня. Ось цилиндрического уровня алидады горизонтального круга должна быть перпендикулярна к оси вращения теодолита. Выполнение этого условия позволяет с помощью уровня устанавливать ось вращения теодолита в отвесное положение, а следовательно, плоскость лимба – в горизонтальное положение.

Пусть ось уровня перпендикулярна к оси вращения теодолита ZZ и составляет с ней угол b, тогда при приведенном на середину ампулы пузырьке уровня ось вращения прибора не будет отвесной. При повороте алидады горизонтального круга вместе с уровнем вокруг оси ZZ пузырек сойдет с середины на п делений и ось уровня займет новое. положение U1U1 Как видно из рис. при этом ось уровня составит со своим горизонтальным положением UU некоторый угол d=mп, где m - цена деления уровня. Очевидно, что если привести ось уровня в положение биссектрисы U1/U1/ угла d, то она окажается перпендикулярной к оси вращения теодолита, так как 2b+d=180о, следовательно, b+d/2=90о.

Из вышеизложенного вытекает способ поверки данного условия. Ось поверяемого уровня устанавливают по направлению двух подъемных винтов и вращением их в разные стороны приводят пузырек уровня в нуль-пункт. Вращением алидады вокруг оси ZZ поворачивают уровень на 180о. Если после поворота пузырек уровня останется в нуль-пункте, то условие перпендикулярности осей UU иZZ выполняется. При смещении пузырька производится исправление положения уровня. Для этого пузырек уровня перемещают по направлению к нуль-пункту на половину дуги отклонения с помощью исправительных винтов при уровне. После юстировки уровня следует повторить поверку и убедиться в выполнении требуемого условия. Практически условие считается выполненным, если после поворота на 180о пузырек уровня отклоняется от нуль-пункта в пределах одного деления шкалы ампулы.

Перед выполнением следующих поверок необходимо тщательно привести ось вращения теодолита в отвесное положение по исправленному цилиндрическому уровню; эта операция называется горизонтированием теодолита. Уровень устанавливают по направлению двух подъемных винтов и вращением их в разные стороны выводят пузырек уровня в нуль-пункт. Затем поворачивают алидаду примерно на 90о и третьим подъемным винтом выводят пузырек на середину ампулы. Эти действия повторяют до тех пор, пока пузырек не будет оставаться на середине ампулы при любом положении алидады.

2. Поверка положения коллимационной плоскости. Визирная ось зрительной трубы должна быть перпендикулярна к горизонтальной оси теодолита.

Как известно, визирная ось трубы проходит через оптический центр объектива и перекрестие сетки нитей. Если указанное условие выполняется, то при вращении трубы вокруг горизонтальной оси визирная ось образует коллимационную плоскость. При несоблюдении условия визирная ось будет описывать не плоскость, а две конические поверхности. Угол с между фактическим положением визирной оси ОК1 и требуемым положением ОК (рис.46, б) называется коллимационной поверхностью.

Для поверки данного условия на местности выбирают ясно видимый удаленный предмет N и, визируя на него при двух положениях вертикального круга (КП и КЛ), берут отсчеты по лимбу М1 и М2. Как видно из рис. 46, б при КП отсчет по лимбу М1 будет меньше правильного отсчета М на величину х, а при КЛ отсчет М2 будет больше правильного отсчета

М + 180о на ту же величину х, т.е.

при КП

М = М1 + х;

при КЛ

М + 180о = М2 –х

Решая полученные уравнения относительно х и М, получим:

Следует учесть, что величина х является проекцией угла на горизонтальную плоскость лимба и меняется в зависимости от угла наклона визирной оси; для угла наклона, равного 0о, х= c при обоих положениях трубы. Поэтому при выполнении поверки линия визирования должна быть по возможности горизонтальной.

Как следует из выражения (2), среднее из отсчетов по лимбу, взятых при двух положениях вертикального круга, свободно от влияния коллимационной погрешности. Поэтому измерение горизонтальных углов следует производить при двух положениях трубы (КП и КЛ).

Если величина коллимационной погрешности превышает точность отсчетного устройства, то производят исправление положения визирной оси. Для этого по формуле (2) вычисляют правильный отсчет М и наводящим винтом алидады устанавливают его на лимбе горизонтального круга. При этом алидада повернется на угол х= c, а перекрестие сетки нитей отклонится от изображения наблюдаемой точки N. Тогда, ослабив вертикальные винты оправы сетки нитей, с помощью боковых юстировочных винтов перемещают сетку до совмещения ее перекрестия с визирной целью. После этого сетку закрепляют вертикальными винтами и вновь повторяют поверку.

Рисунок 3 – Юстировка цилиндрического уровня

Поверка круглого уровня.Ось круглого уровня должна быть параллельна оси вращения нивелира.

а	б

Рисунок 4 – Юстировка круглого уровня

Операция	Кла-виша	Дисплей
Точное горизонтирование теодолита	нет
Нажать клавишу «V%», и удерживая её, нажать клавишу питания. На дисплее появится режим установки места нуля вертикального круга	V%
Повернуть зрительную трубу в вертикальной плоскости, чтобы установит место нуля. На дисплее появится «STEP – 1»
Навести зрительную трубу на цель, расположенную близко к горизонту на расстоянии примерно 100 м. Нажать «V%». Данные для первой точки будут сохранены. На дисплее появится «STEP – 2»	V%
Перевести зрительную трубу через зенит и снова визировать её на начальную точку. Нажать «V%». Данные для второй точки будут сохранены, и место нуля вертикального круга будет установлено. После нажатия клавиши инструмент подаст звуковой сигнал и вернётся в режим обычных измерений	V%

Метрологические центры в процессе первичной или периодической поверки кроме внешнего осмотра и опробования каждому теодолиту выполняют определение следующих метрологических характеристик:

1. Определение цены деления уровней;

2. Определение наименьшего расстояния визирования;

3. Определение коэффициента нитяного дальномера;

4. Определение постоянного слагаемого нитяного дальномера;

5. Определение диапазона работы компенсатора;

6. Определение систематической погрешности компенсатора на 1' наклона оси;

7. Определение погрешности оптического центрира;

8. Определение СКО измерения горизонтальных и вертикальных углов.

Пункты 1, 2 и 4 определяются только при первичной поверке.

Ход работы.

Непосредственно перед выполнением измерения теодолит приводится в рабочее положение путем последовательного выполнения трех операций: центрирования, горизонтирования и установки трубы.

Центрирование и горизонтирование теодолита подразумевает установку осей вращения алидады в горизонтальное положение над вершиной измеряемого угла. Установка трубы- операция выставления трубы по глазу и предмету.

Дальнейшие действия зависят от того, какой способ измерения выбран.

На точку, которая фиксирует направление 1^ой стороны углапри круге «лево» наводится труба, берется первый отсчет. Алидада поворачивается по часовой стрелке, труба наводится на точку, которая фиксирует направление 2^ой стороны угла при круге «лево», берется второй отсчет, вычисляется разность между ним и первым.
Именно она составляет величину угла.

Описанные действия- один полуприём в измерении.

Аналогично выполняется второй, однако уже при круге «право».

Окончательное значение вычисляется как среднее арифметическое двух ранее полученных результатов.

Техническое нивелирование.

Нивелирование – определение высот точек земной поверхности относительно исходной точки («нуля высот») или над уровнем моря.

Нивелирование – один из видов геодезических измерений, которые производятся для создания высотной опорной геодезической сети (т. е. нивелирной сети) и при топографической съёмке (см. топография), а также в целях проектирования, строительства и эксплуатации инженерных сооружений, железных и шоссейных дорог и т.д. Результаты нивелирования используются в научных исследованиях по изучению фигуры Земли, колебаний уровней морей и океанов, вертикальных движений земной коры и т.п.

По точности выполнения нивелирование делят на I, II, III, IV классы точности. I и II классы относят к высокоточному нивелированию, III и IV классы – к точному. Также в строительных работах применяют менее точное – техническое нивелирование, которые ниже точности IV класса. Для каждого класса точности существует определенная методика выполнения работ.

* L – периметр полигона или длина линии, км
** - ошибку вычисляют по невязкам линий или полигонов.

По методу выполнения нивелирование различают: геометрическое, тригонометрическое, барометрическое, механическое и гидростатическое нивелирование. При изучении фигуры Земли высоты точек земной поверхности определяют не над уровнем моря, а относительно поверхности референц-эллипсоида и применяют методы астрономического или астрономо-гравиметрического нивелирования.

Ходы технического нивелирования прокладываются между двумя исходными реперами в виде одиночных ходов или в виде системы ходов с одной или несколькими узловыми точками. Проложение замкнутых ходов (опирающихся обоими концами на один и тот же исходный репер) разрешается в исключительных случаях. В сеть технического нивелирования должны быть включены все пункты плановых сетей сгущения (полигонометрии и триангуляции), не включенные в сеть нивелирования IV класса. Длины ходов технического нивелирования определяются в зависимости от высоты сечения рельефа топографической съемки. Допустимые длины ходов приведены. Для производства технического нивелирования используются нивелиры с увеличением зрительной трубы не менее 20х и ценой деления уровня не более 45" на 2 мм, а также нивелиры с наклонным лучом. Нивелирные рейки должны иметь шашечный рисунок с санти- метровыми или двухсантиметровыми делениями. Нивелирование выполняется в одном направлении. Отсчеты по рейке, установленной на нивелирный башмак, костыль или вбитый в землю кол, производятся по средней нити. При нивелировании соблюдается следующий порядок работы на станции: отсчеты по черной и красной сторонам задней рейки; отсчеты по черной и красной сторонам передней рейки. Расхождения превышений на станции, определенных по черным и красным сторонам реек, не должны превышать 5 мм. Расстояния от прибора до реек определяются по крайним дальномерным нитям трубы. Нормальная длина визирного луча 120 м. При хороших условиях видимости и спокойных изображениях длину луча можно увеличить до 200 м. Невязки нивелирных ходов или замкнутых полигонов не должны превышать величин, вычисленных по формуле f h = 50 L (мм), где L—длина хода (полигона) в км. На местности со значительными углами наклона, когда число станций на 1 км хода более 25, допустимая невязка подсчитывается по формуле f n h = 10 (мм), где n — число штативов в ходе (полигоне). В процессе технического нивелирования попутно нивелируются отдельные характерные точки местности, устойчивые по высоте объекты: крышки колодцев, головки рельсов на переездах, пикетажные столбы вдоль дорог, крупные валуны и т. д. Высоты указанных точек определяются как промежуточные при включении их в ход. Каждая промежуточная точка должна быть замаркирована или на нее должен быть составлен абрис с промерами до ближайших ориентиров. Особое внимание должно быть уделено определению урезов воды.