Предмет геодезии и ее значение

7.3 Отсчетные приспособления теодолитов

Отсчитывание по лимбам оптических теодолитов производится с помощью микроскопов, увеличение которых 10 - 70Ч и более. При этом изображение обоих лимбов сводится в одно поле зрения. Применяемые в теодолитах микроскопы подразделяются на три вида: штриховые, шкаловые и микрометры (рис. 29). В первом типе цена деления делается по возможности меньшей, оценка десятых долей деления производится на глаз по штриху на пластинке в поле зрения микроскопа. В шкаловых микроскопах в поле зрения имеется шкала, длина которой равна длине наименьшего деления на лимбе, переданного в поле зрения микроскопа. Отсчет складывается из отсчета целых интервалов на лимбе (относительно нуля шкалы) и отсчета по шкале, отсекаемого штрихом лимба, находящимся на шкале. Микроскопы - микрометры используются в точных и высокоточных теодолитах. В их поле зрения имеется либо биссектор, либо противоположное изображение того же лимба. Отсчет складывается из отсчета по лимбу целых интервалов и отсчета по барабанчику микрометра после совмещения биссектора с определенным штрихом или бинарным делением лимба.

Таким образом, при любом способе отсчитывания по лимбам отсчет можно выразить формулой:

а=Нл+Дл,

где

Нл - отсчет по лимбу целых делений до нулевого штриха,

л - цена деления лимба, то есть количество угловых единиц, содержащихся в одном его делении,

Дл - отсчет дробной части деления.

Штриховой (Т30) Шкаловый (2Т30)

В: 358?49?

Г: 69?58? (69?50?+8?) (164?+43?)

Микрометр (3Т2КП)

(355?30?+4?15?)

Рис. 29. Виды микроскопов

Одно из отличий электронного теодолита от оптического - наличие цифрового дисплея, на котором отображаются результаты измерений во время наблюдений (рис. 28). Кроме того, электронный теодолит позволяет полностью автоматизировать процесс угловых измерений. Вся совокупность средств и методов автоматизации угловых измерений по принципу считывания направлений и углов подразделяется на две группы: позиционные и накопительные (импульсные). В первой группе горизонтальный угол получается как разность отсчетов (позиций) двух направлений визирования по аналогии с классическим методом приемов. Во второй группе угол получается как разность числа импульсов от произвольно расположенного нуля до правого направления угла и числа импульсов до левого направления.

В отличие от оптических теодолитов, где измерения происходят по минутам, градусам, секундам электронные теодолиты используют двоичную систему исчислений. Проще говоря, измеренный угол отображается в двоичном коде, при этом лимб делится на белые и черные полосы (рис. 30). Когда эти полосы просвечиваются, возникают сигналы (0 и 1), которые обрабатываются и записываются в память прибора. Эта система исчислений позволяет существенно уменьшить объем информации и произвести автоматическую запись в память электронного теодолита.

Считывание закодированной информации проводится с помощью механических, индуктивных, магнитных, фотоэлектрических преобразователей и электроннолучевой трубки. В геодезическом приборостроении более рациональными оказались фотоэлектрические преобразователи.

Рис. 30. Способы кодирования информации: а, б - кодирование угломерной шкалы; в - импульсные диски

7.4 Поверки и юстировка теодолитов

Поверка средств измерений (далее также - поверка) - совокупность операций, выполняемых аккредитованной метрологической службой с целью определения и подтверждения соответствия средств измерений (СИ) метрологическим требованиям (ГКИНП 17-195-99 - инструкция поверки). Так, определяются характеристики зрительной трубы - увеличение, поле зрения, разрешающая сила, яркость. Характеристики цилиндрического уровня - цена деления уровня, чувствительность и др. Основной метрологической характеристикой прибора является средняя квадратическая ошибка измеряемой величины - СКО (см. раздел 13). Для теодолитов серии Т30 существуют следующие метрологические характеристики: СКО измерения горизонтального угла, с - 20; СКО измерения вертикального угла, с - 45; коэффициент нитяного дальномера, % - 100±1; коллимационная ошибка, с - 60; место нуля вертикального круга, с - 120. Другие метрологические характеристики в этом курсе рассматриваться не будут в связи с тем, что данное учебное пособие предназначено для студентов не геодезических вузов.

Технологическая поверка геодезического СИ - совокупность операций, выполняемых исполнителем до начала и (или) в процессе геодезических работ с целью определения технических характеристик СИ, необходимых для подтверждения готовности СИ к измерениям.

Юстировка - есть совокупность действий с геодезическим прибором, направленных на устранение геометрических нарушений в приборе (СИ).

В теодолитах правильность их геометрии определяется в основном правильным расположением основных осей.

Перед поверкой предварительно приводят основную ось вращения теодолита в вертикальное положение, то есть горизонтируют прибор. Устанавливают уровень параллельно двум подъемным винтам. Вращая их одновременно в разные стороны, приводят пузырек цилиндрического уровня на середину. Затем поворачивают алидаду на 90°, то есть устанавливают уровень по направлению третьего винта и его вращением опять приводят пузырек в нульпункт (рис. 31).

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 31. Горизонтирование теодолита

После этого выполняют следующие поверки.

1. Ось цилиндрического уровня должна быть перпендикулярна основной оси вращения инструмента - uuOО. Устанавливают уровень по направлению двух подъемных винтов и их вращением в противоположные стороны приводят пузырек в нульпункт, поворачивают алидаду на 180°: если пузырек остался в нульпункте, то условие выполнено, если сместился - необходимо исправление. Юстировка осуществляется исправительными винтами уровня: пузырек смещается ими к середине на половину схода и окончательно возвращается в нульпункт при помощи подъемных винтов. После исправления поверку повторяют (см. рис. 32).

Визирная ось зрительной трубы должна быть перпендикулярна оси вращения зрительной трубы - VVSS. Иначе: зрительная труба не должна иметь коллимационной ошибки (см. рис. 33). Плоскость, проходящая через визирную ось отвесно, называется коллимационной. Поверка выполняется следующим образом. После установки теодолита в рабочее положение, визируют на одну и ту же удаленную точку (100 - 200 м) при двух положениях вертикального круга и получают по горизонтальному кругу разность отсчетов КЛ1 - КП1.

Затем открепляют закрепительный винт лимба (у теодолита 2Т30, у 4Т30П - винт подставки), поворачивают теодолит на 180°, горизонтируют прибор, вновь наводят на ту же точку при двух положениях круга и получают разность КЛ2 - КП2. Величина двойной коллимационной погрешности будет

.

Значение коллимационной ошибки должно быть постоянным, колебание её величины в процессе производства работ не должно превышать 2t=1' (для теодолитов серии Т30).

а) Условие выполнено

V V

180°

S S S S

180°

V V



б) Условие не выполнено

V

с 2с

180є

S S S 180є S

V

Рис. 33. Поверка коллимационной ошибки

Юстировка производится установкой на лимбе горизонтального круга среднего отсчета при помощи наводящего винта алидады и последующим совмещением перекрестья сетки нитей с изображением выбранной точки путем вращения исправительных винтов сетки нитей. После исправления поверку нужно повторить. При измерениях ошибка может быть исключена измерением угла при двух положениях вертикального круга.

2. Горизонтальная ось вращения зрительной трубы должна быть перпендикулярна основной оси вращения прибора - SSOO.

Поверка выполняется проектированием высокорасположенной точки (А, расположенной под углом не менее 15° к горизонту) вниз при двух положениях вертикального круга.

а' - проекция А при КП; а" - проекция А при КЛ.

Если угол г ? 2t или проекции точки А отличаются не более, чем на 0,5 ширины биссектора, то условие поверки выполнено. В противном случае инструмент нужно отправить в мастерскую.

3. Вертикальная нить сетки должна быть вертикальна (горизонтальная - горизонтальна) или горизонтальная нить сетки должна быть перпендикулярна основной оси вращения прибора - mmОО. Поверка выполняется визированием вертикальной нитью на висящий отвес. При совпадении нитей отвеса и сетки условие поверки выполнено. Иначе выбирают точку на местности, удаленную не менее чем на 30 метров от теодолита, наводят на нее перекрестие сетки нитей и, работая наводящим винтом алидады, следят за перемещением сетки нитей по точке наводки. Если средняя нить сетки перемещается по точке наводки, то условие поверки выполнено. В противном случае отверткой ослабляют крепящие винты всего окуляра и поворачивают окуляр до требуемого положения. После этого закрепляют винты и повторяют поверки 2,4.

А

а'

г

а"

Рис. 34. Третья поверка теодолита

7.5 Способы измерения горизонтальных углов

В геодезии наиболее часто используется три способа измерения горизонтальных углов: способ приемов, способ круговых приемов и способ повторений. В любом случае перед измерением угла теодолит устанавливают в вершине измеряемого угла и приводят в рабочее положение.

Способ приемов (полуприемов, рис. 35) заключается в том, что

1). Теодолит устанавливают в вершине измеряемого угла и приводят в рабочее положении (центрируют и горизонтируют при помощи подъемных винтов, см. рис. 31).

2). Закрепляют лимб и при открепленной алидаде визируют на первую точку (В), расположенную справа от наблюдателя и берут отсчет по лимбу горизонтального круга вКП.

3). Открепляют алидаду, визируют на вторую точку (С) и берут по лимбу горизонтального круга второй отсчет сКП.

4). Вышеуказанные действия составляют первый полуприем. Вычисляют угол

вКП=вКП - сКП.

5). Смещают лимб горизонтального круга грубо на 2°ч5° поворотом его наводящего винта, переводят трубу через зенит и выполняют второй полуприем при другом положении вертикального круга, повторяя действия 2).и 3). Получают

вКЛ=вКЛ - сКЛ; если вКЛ - вКП ? 2t, то в=.

Результаты измерений записывают в журнал специальной формы (см. лабораторную работу).

При визировании на точки работают закрепительными и наводящими винтами алидады и зрительной трубы. Лимб должен быть закреплен и неподвижен.

Лимб смещают после первого полуприема, чтобы измерения выполнялись на разных участках лимба и были независимы друг от друга.



С

0 сКП С КЛ сКЛ

КП

вКП

вКЛ

А

В В

0

веха

теодолит В

штатив веха

в

А

отвес С

Рис. 35. Схема измерения горизонтального угла

7.6 Устройство вертикального круга. Измерение вертикальных углов

Вертикальный круг, служащий для измерения вертикальных углов, как и горизонтальный круг состоит из лимба и алидады (рис. 36). Его принципиальным отличием является то, что алидада с отсчетным устройством (индексом, штрихом, шкалой, биссектором) связана с подставкой зрительной трубы и при измерении углов наклона неподвижна. Лимб же жестко связан с осью вращения зрительной трубы и вращается вместе с ней. Линия, соединяющая нули алидады должна быть вертикальна в оптических теодолитах. Для придания ей такого положения в теодолитах имеется цилиндрический уровень при алидаде вертикального круга или автоматический индекс и наводящий винт. В современных теодолитах используются компенсаторы, автоматически приводящие линию нулей алидады вертикального круга в требуемое положение. Лимб вертикального круга в большинстве случаев имеет секторную оцифровку - два сектора положительных и два отрицательных. При этом линия нулей лимба вертикального круга должна быть параллельна линии визирования зрительной трубы. За основное положение лимба вертикального круга может быть принят либо круг право, либо круг лево (теодолит 2Т30).

Расчетные формулы по определению места нуля и вертикальных углов приводятся в паспортах приборов и зависят от типа оцифровки и основного положения вертикального круга - "круг лево" (КЛ) или "круг право" (КП).

Если принять за основное положение круг лево, предположить, что линия нулей алидады горизонтальна при положении пузырька уровня на середине, а линия нулей лимба параллельна оси визирования зрительной трубы, то угол наклона всегда будет равен отсчету по вертикальному кругу при круге лево. Отсчет же по вертикальному кругу при горизонтальном положении трубы будет равен нулю. Если линия нулей алидады наклонена к горизонту, то есть место нулей (нуля) изменено, то в угол наклона необходимо ввести поправку за счет места нуля - МО (рис. 37).

Из рисунка 37 видно:

н = ; н =; н = ; МО = .



0'0' - линия нулей алидады; н - угол наклона (вертикальный угол); КЛ, КП - отсчеты по вертикальному кругу при положении зрительной трубы слева и справа.

Место нуля в теодолите для упрощения вычислений делают близким или равным нулю. Сначала определяют значение МО. Визируют на удаленную высокорасположенную точку при двух положениях вертикального круга, берут отсчет по лимбу вертикального круга. Затем вычисляют место нуля, угол наклона. Если значение МО не близко к 0°, на лимбе вертикального круга при помощи наводящего винта зрительной трубы устанавливают значение угла наклона. При этом перекрестие сетки нитей сместится с точки наведения. Возвращают его назад при помощи пары вертикальных исправительных винтов сетки нитей (исправление для теодолитов технической точности).

После исправления повторяют измерение МО. Значение МО должно быть постоянно для данного прибора. Колебание его величины в процессе производства работ не должно превышать 2t=1' (для теодолитов серии Т30).

Порядок измерения угла наклона

Предположим, нужно измерить угол наклона линии 1 - 2. Для этого устанавливают теодолит в точке 1, приводят в рабочее положение, измеряют высоту инструмента (рис. 38). Отмечают значение высоты инструмента на вехе или рейке, которую устанавливают в точке 2. Наводят перекрестие сетки нитей на отмеченное место, то есть визируют на высоту инструмента при двух положениях вертикального круга КЛ и КП, берут отсчеты по лимбу вертикального круга. Далее вычисляют МО и угол наклона по приведенным выше формулам.



i

2

н

горизонтальная

плоскость

i

1 н

Рис. 38. Измерение угла наклона

Точность измерения углов

На точность измерения горизонтальных углов влияют как возможные ошибки прибора (ошибки отсчетного устройства, градуировки лимбов, фокусировки трубы, расположения отдельных частей прибора), так и условия производства работ (квалификация исполнителя, погодно - климатические условия, растительность, рельеф и т.д.).

Точность измерения угла способом приемов определяется как

mв=,

где t - точность взятия отсчета.

Кроме того, точность измерения горизонтальных углов зависит от точного центрирования прибора, и правильной расстановки визирных целей (см. рис. 39).



веха

правильно ошибочно

теодолит

в?

в

в

в?

Рис. 39. Ошибки при измерении горизонтальных углов из-за неточного

центрирования теодолита и неправильной установки визирных целей

Точность измерения вертикальных углов в основном зависит от точности установки прибора, ошибки взятия отсчета и рефракции атмосферы. Для технических теодолитов точность измерения вертикальных углов в 1,5 раза ниже точности измерения горизонтальных углов.



8. Линейные измерения

8.1 Способы измерения расстояний

Линейные измерения в геодезии разделяют на непосредственные и косвенные. Цель любых линейных измерений - получение горизонтальных проложений линий местности.

Механические Геометрические Физические даль-

1 дальномеры 2 номеры 3

точность

до 1:100000 до 1:5000 до 1:1000000

Принцип действия:

укладка мерного при- свойство электромаг- волновая природа

бора нитных волн распрост- эл.-магн. волн -

раняться прямолинейно световых и радио-

волн

?

Б е

л/2 л/2 л/2 ?ц

?ц=F(л/2, D)

Рис. 40. Классификация приборов для линейных измерений

При непосредственном способе длину линии местности измеряют при помощи механических мерных приборов: мерных лент, рулеток (ГОСТ 7502-89): из нержавеющей стали (Н), углеродистой стали (У) с защитным антикоррозионным покрытием; инварных проволок (длина 24, 48 м); длиномеров АД-1 (500м) и АД-2 (1000м); инварными жезлами с концевыми марками для короткобазисного метода измерений (длина 2 м). Отечественная промышленность выпускает рулетки со шкалами номинальной длины: 1, 2, 3, 5, 10, 20, 30, 50, 100 м. Зарубежные фирмы выпускают рулетки, в которых используются ленты следующих видов: стальная лента трех типов, лента из нержавеющей стали, фибергласовая лента с капроновым кордом. Шкалы рулеток наносят с миллиметровыми, сантиметровыми, дециметровыми и метровыми интервалами. По точности нанесения шкал рулетки могут изготовляться двух классов: 3-го и 2-го.

Таблица 1 - Нормативные относительные погрешности измерений механическими мерными приборами По ГОСТ 10815-64 и 7502-89

Обозна-чение типоразме-ров	Наименование	Длина, м	Ширина Толщина, мм	Нормативная сред. квадратическая относительная погрешность измерения	Преимущественное назначение
ЛЗ	Лента землемерная	20, 24, 50	10ч15 0,4ч0,5	1:1500	Топ.-геод. съемки и разбивочные работы в строительстве.
ЛТ	Трос землемерный	50, 100	2	1:1000	То же+ геодезич. обеспеч. геологических работ.
ЛЗШ	Лента землемерная шкаловая	20, 24, 50	10ч15 0,4ч0,5	1:2000	Инж.-геодезич. съемочные и разбивочные работы на дневной поверхности и под землей.
РК	Рулетка на крестовине	50; 75; 100	10ч12 0,20ч0,25	1:2000	То же и в строительстве
РС	Рулетка стальная проста	2; 5; 10; 20; 30; 50	10ч12 0,16ч0,22	1:2000 1:5000	Разбивочные работы средней точности.

Ленты типа ЛЗ (штриховые). В комплект входят: сама лента, металлическая кольцевая оправа и комплект из 6 или 11 шпилек. Лента на концах вблизи ручек имеет косые вырезы для шпилек и нарезанные штрихи. За общую длину ленты принимают расстояние между этими штрихами. Каждый метр на ленте отмечен металлической оцифрованной пластиной, полуметры обозначены металлическими заклепками, а дециметры - сквозными круглыми отверстиями, расположенными по оси ленты. Сантиметры считывают "на глаз".

При перевозке и хранении ленту наматывают на металлическую кольцевую оправу и закрепляют винтами.

Ленты типа ЛЗШ (шкаловые) - имеют на концах сантиметровые и миллиметровые шкалы длиной 10-15 см, благодаря этому повышается точность измерений длин линий. Точность отсчитывания 0,2ч0,5мм, отсчеты по задней и передней шкалам берутся одновременно. Натяжение ленты производится динамометром. Остаток длины линии ?10см измеряют с помощью рулетки. Длину линии вычисляют по формуле:

Д=

где

? - длина ленты, n - количество уложений ленты, П и З соответственно отсчеты по задней и передней шкалам ленты, r - остаток (домер).

Если при измерении длины линии ленту не укладывать на землю, а подвешивать, точность измерений увеличивается в 2-2,5 раза по сравнению с точностью, указанной в таблице.

Трос землемерный ЛТ

- стальной 7-ми жильный канатик в пластмассовой изоляции. Трос разделен на метры кольцевыми металлическими поясками. Отсчеты берут с точностью 0,1м.

Рулетка типа РК - первый дециметр разбит через 1мм, остальная часть через 1см.

Рулетка типа РС - по всей длине имеет деления через 1мм, используется для измерения расстояний, не превышающих ее длины.

Длиномер - мерный диск со счетным механизмом и направляющими роликами.

8.2 Измерение длин линий землемерной лентой

Перед измерениями необходимо выполнить проверку внешнего состояния и опробование лент и рулеток и проверку длины шкалы (компарирование) мерного прибора. Поверка бывает первичная и периодическая (МИ 1780-87). Проверку длины шкалы лент и рулеток выполняют путем сравнения их длины с длиной эталона, сравнение может производиться на интервалах контрольных базисов, длина которых известна с погрешностью не более 1/10 000. Проверку длины шкалы лент и рулеток определяют сличением с образцовой измерительной лентой 3-го разряда. Общую длину и интервалы поверяемой рулетки сравнивают с соответствующими делениями образцовой ленты при помощи лупы. Погрешность отсчета при этом не должна превышать 0,1 мм. При обработке результатов измерений учитывают поправки на общую длину и интервалы образцовой измерительной ленты 3-го разряда, взятые из свидетельства о поверке образцовой ленты. Допускаемое отклонение действительной длины рулетки в миллиметрах, не более, для класса точности 2 и 3 соответственно для интервалов: миллиметровый - ±0,15, ±0,20; сантиметровый - ±0,20; ±0,30; дециметровый ±0,30, ±0,40; отрезок шкалы 1 м и более ±[0,30+0,15(L-1)], ±[0,40+0,20(L-1)], L - число полных и неполных метров в отрезке (ГОСТ 7502-98). Поверка лент и рулеток должна выполняться не реже одного раза в год специализированными организациями.

Пример условных обозначений рулеток в соответствии с ГОСТ 7502-98: рулетка со шкалой номинальной длины 5 м, лентой из углеродистой стали, 3-го класса точности, прямоугольным торцом на вытяжном конце ленты - Р5У3П ГОСТ 7502-98.

Измерение длины линии АВ осуществляют два исполнителя следующим образом. Задний исполнитель берет одну шпильку из комплекта, остальные шпильки берет передний мерщик.

Закрепив шпилькой задний конец ленты в начальной точке А, задний исполнитель ориентирует переднего таким образом, чтобы лента легла строго в створе измеряемой линии. Передний исполнитель, слегка встряхнув ленту, натягивает ее и закрепляет передний конец ленты шпилькой в точке 1. После этого задний исполнитель вынимает шпильку, а передний оставляет свою в земле, и оба перемещаются вперед на длину ленты. Затем задний исполнитель закрепляет конец ленты за шпильку, оставленную передним исполнителем, и ориентирует его по створу измеряемой линии. Передний исполнитель, встряхнув и натянув ленту, закрепляет шпилькой ее передний конец в точке 2, и процесс измерения повторяется. Таким образом, число шпилек в руке заднего исполнителя соответствует количеству отложенных лент.

После того, как в руке переднего исполнителя не остается ни одной шпильки, задний исполнитель, вынув последнюю шпильку из земли и оставив ленту на месте, передает ему шпильки. Каждая такая передача фиксируется производителем работ. Число передач шпилек задним исполнителем переднему соответствует количеству отложенных 100- или 200-метровых отрезков от начала измеряемой прямой (см. рис.41).

Поскольку расстояние между измеряемыми точками, как правило, не кратно числу уложенных лент, то всегда остается отрезок от последней шпильки до конечной точки измеряемой линии. Этот отрезок называют остатком (домером). Его измеряют по метровым и дециметровым меткам ленты.

Линию для контроля измеряют дважды, в прямом и обратном направлении, и в качестве окончательного результата принимают среднее арифметическое двух измерений. При выполнении измерений в благоприятных условиях расхождение между двумя измерениями не должно превышать относительной ошибки 1:2000. Для контрольного измерения нередко используют другой мерный прибор.

Общую длину измеренной линии при комплекте из 6 шпилек определяют по формуле:

Д=5?n + ?m + r,

где ? - длина ленты; n - число передач шпилек от заднего исполнителя переднему; m - число шпилек в руке заднего исполнителя, не считая находящейся в земле; r - длина остатка.

Во избежание поломок, деформаций и ржавления при пользовании стальными землемерными лентами следует соблюдать следующие обязательные правила:

· при разматывании ленты с кольцевой оправы нельзя допускать образования петель;

· нельзя складывать ленту восьмеркой или кругами;

· при работе на дорогах нельзя допускать проезда транспорта по ленте;

· при переноске ленты исполнители должны держать ее за ручки, а не волочить по земле;

· перед наматыванием ленты на кольцевую оправу ее нужно насухо протереть;

· при укладке на продолжительное время хранения ленту необходимо смазать машинным маслом.



В

А 1 2 3 4 5 1

Рис. 41. Измерение длины линии землемерной лентой

Для того чтобы получить горизонтальное проложение линии местности, необходимо в измеренную длину линии ввести поправки (рис. 42).

Д

h

н

d

Рис. 42. Определение поправок для вычисления горизонтального проложения измеренной линии

Д - измеренная длина линии местности;

d - ее горизонтальное проложение;

н - угол наклона;

h - превышение.

Из рисунка 42 видно: d=Дcosн.

Поправка за наклон



?н=Д-d=Д - Дcosн=Д (1-cosн)=2Дsin2.

Эта поправка вводится в измерения всегда со знаком "-".

Поправка за температуру

?t=б•(t-t0)•Д,

где б - коэффициент линейного расширения металла, из которого изготовлен мерный прибор; t - температура воздуха при измерении длины линии; t0 - температура при компарировании мерного прибора. Для стали б=12·10-6. Данная поправка вводится в том случае, если (t-t0)>8єС.

Поправка за компарирование ?К=?-?0, где

? - длина мерного прибора: ?0 - длина эталона или компаратора.

Таким образом, если длина мерного прибора меньше длины эталона, поправка вводится со знаком "-" , если больше - со знаком "+".

Горизонтальное проложение линии местности вычисляют следующим образом:

d=Д+?н+?t+?К.

Если линия местности имеет неравномерный уклон, то аналогичные действия выполняют для каждого участка уклона, и горизонтальное проложение линии вычисляют следующим образом: d=d1 + d2 + …dn, где n - число участков разных уклонов на данной линии местности.

8.3 Косвенные линейные измерения

Выполняют при помощи дальномеров геометрического типа, физических дальномеров и путем вычислений по формулам тригонометрии.

Дальномеры геометрического типа

Длину линии получают из решения параллактического треугольника, в котором измеряют параллактический (горизонтальный) угол и сторону - базу (см. рис. 43).

Б е

е Б

L L

L=Б ctgе ? .

Рис. 43. Принцип измерения длины линии дальномерами геометрического типа

Оптические дальномеры бывают с постоянным параллактическим углом и с переменной базой в виде вертикальной рейки, устанавливаемой вне прибора (нитяной дальномер), и с переменным параллактическим углом и с постоянной базой (дальномеры двойного изображения, в настоящее время мало применяемы). На рисунке 45 показан принцип измерения длины линии местности этими дальномерами.

С постоянным углом С постоянной базой



Б3

е1

Б1 Б2

е Б е2 Б е3 Б

L1 L2 L1 L2 L3

L3

Рис. 44. Принцип измерения длины линии дальномерами различного типа

Теорию нитяного дальномера можно рассмотреть на примере нитяного дальномера теодолита, который состоит из средней горизонтальной нити и двух дальномерных нитей - верхней и нижней. В качестве переменного базиса используют нивелирную рейку.

Из рисунка 46, поясняющего теорию нитяного дальномера, видно, что если визирный луч перпендикулярен базе (рейке), то расстояние между теодолитом и рейкой равно произведению С - коэффициента дальномера на количество сантиметровых делений между дальномерными нитями. Постоянной дальномера - с можно пренебречь из - за ее малой величины. У современных приборов С = 100, это значит, что одному сантиметровому делению рейки на местности соответствует 1метр.

Рассмотрим случай, когда визирный луч не перпендикулярен базису (рис. 47).

Тогда

dАВ = L·cosн; L = К·n'; n' = n·cosн;



отсюда

L = К·n·cosн;

окончательно получаем, что горизонтальное проложение

d=K·n·cosн·cosн=K·n·cos2н = L· cos2н,

где К - коэффициент дальномера, n - количество сантиметровых делений между верхней и нижней дальномерными нитями, н - угол наклона линии АВ.

Точность измерения расстояний нитяным дальномером относительно невелика и составляет порядка 1:300 измеряемого расстояния. Однако для многих практических задач инженерной геодезии (прежде всего для выполнения теодолитных и топографических съемок) этой точности оказывается достаточно.



рейка

объектив

О

окуляр рейка

верх. дальн.

нить

Р F n

ниж. дальн.

нить

АВ = m+f+D;

(m+f) = с;

D = ; О m f D

L = АВ = С·n + с.

А В

L

Рис. 45. Теория нитяного дальномера: визирный луч перпендикулярен базису



рейка

н

n' n

верхняя и нижняя дальномерные нити

визир. луч В

теодолит н

горизонт.

плоскость L

н

dАВ

А

Рис.46. Теория нитяного дальномера: визирный луч не перпендикулярен базису

Физические дальномеры

По области применения светодальномеры бывают (по ГОСТ 23543-88):

а) СГ - светодальномеры геодезические для измерения длин линий в государственных геодезических сетях, дальность действия до 50 км, точность 6ч110мм. Марки СГ-50 (10, 20, 50 км), СГ-20, СГ-10.

б) СТ - светодальномеры топографические, применяемые для измерений в геодезических сетях сгущения и для выполнения топографических съемок, дальность действия до 15 км, точность 5ч80 мм. Выпускаются СТ-15, СТ-10, СТ-5.

в) СП - светодальномеры, применяемые для измерений длин линий при решении задач прикладной геодезии и маркшейдерии, дальность действия до 3 км, точность 0,3ч11 мм.

Радиодальномеры:

"Луч" - дальность действия 50 км, точность измерений ±15 см, масса 21 кг, 60Вт,12В.

"Волна" - дальность действия 15км, точность измерений ±3 см, масса 10 кг, 10Вт, 12В.

"Трап" - дальность действия 15 км, точность измерений ±3 см, масса <10 кг, 10Вт, 12В.

Светодальномеры и радиодальномеры различают по принципу действия:

а) Импульсные

Длину линии вычисляют следующим образом:

АВ=

где с - скорость распространения электромагнитной волны; t - время. Если средняя квадратическая ошибка времени mt=1·10-6сек., то средняя квадратическая ошибка измерения длины линии mАВ?300 м.

б) Фазовые

Длина линии равна

: АВ=N ?ц

измеряют фазометром; N - количество полуволн.

в) Частотные.

Принцип работы светодальномеров базируется на определении времени ф распределения электромагнитных волн видимого или инфракрасного излучения вдоль измеряемого расстояния 13 (рис. 49,а), на одном конце которого установлен приемо-передатчик ПР-ПЕР, а на другом - светоотражатель ОТР. Поскольку световые сигналы проходят двойное расстояние 2D , то

D =с •ф/2n,

где с - скорость распространения световых волн в вакууме, равная 299792456 м/сек; n - показатель преломления воздушной среды, зависящий от ее температуры, плотности и влажности.

Определение времени прохождения электромагнитными волнами измеряемого расстояния производится импульсным и фазовым методами (или их комбинацией).

В импульсных светодальномерах (рис. 49, б) счет времени ведется в первом варианте непосредственным измерением интервала между высланным на дистанцию импульсом 1 и принятым отраженным импульсом 2. Точность измерения времени 1-10 нс., а ошибка в измеренном расстоянии достигает 10 м.

Повышение точности достигнуто во втором варианте - импульсный метод с преобразованием временного интервала (счетно-импульсный метод). Сущность метода состоит в том (рис. 49, б низ), что промежуток времени между импульсами 1 и 2, соответствующий расстоянию 2D, преобразуется в непрерывный прямоугольный импульс, длительностью ф. Полученный прямоугольный импульс заполняется с помощью генератора счетными импульсами высокой частоты и малого периода Тс которые поступают на специальный счетчик импульсов. Таким образом, время распространения сигнала в прямом и обратном направлениях будет равно:

ф=Тс •n,

где n - число счетных импульсов генератора, полученное со счетчика импульсов.

В фазовых светодальномерах вместо индикатора времени применен индикатор разности фаз. Существует два типа фазовых светодальномеров:

с фиксированной (рис. 49, в) и с плавно изменяющейся частотой (рис. 49,г). В первом типе дальномеров имеющееся в приборе фазоизмерительное устройство измеряет разность фаз

Дц=(ц2-ц1)

для высланного на дистанцию (ц1) и принятого с дистанции (ц2) сигналов. Эта разность фаз соответствует домеру к измеряемому расстоянию

ДD =л•Дцє/360є,

а измеряемое расстояние будет:

D =(л/2)•(N+Дцє/360є),

где N - целое число волн, уложившихся в 2D; л - длина волны.

Во втором типе фазовых светодальномеров частоту модуляции плавно изменяют до тех пор, пока в двойном расстоянии от приемопередатчика до отражателя не уложится целое число N волн или полуволн. Тогда:

D=л•N/2.

Для определения числа N измерения ведут на нескольких частотах.

В настоящее время выпускают ручные фазовые дальномеры (лазерные рулетки). Лазерный дальномер (рис. 48) позволяет измерять расстояния от 0,3 до 150 метров (без отражателя) и более с максимальной погрешностью в ? 3 мм. Встроенная память на 20 и более последних измерений и одна константа, помимо функций Пифагора (вычисления высоты, ширины), расчета неприступных отрезков, площади, объема, сложения, вычитания, значительно расширяют возможности лазерной рулетки при выполнении математических операций. Появляется возможность измерять наклоны в пределах ±45°, вычислять горизонтальное расстояние по датчику наклона, рассчитывать углы стыка стен, выносить в натуру проектные размеры.

Дальномер оборудован резьбой для установки на штатив и может вести отсчет от задней и передней поверхности дальномера.

Многофункциональная откидная скоба на торце прибора позволяет производить измерения из внутренних углов, щелей и от различных краев и уступов. Положение откидной скобы прибор автоматически отслеживает и задает соответствующие поправки к результатам замера, это позволяет избежать ошибок при замерах.

Автоматический датчик освещения дальномера включает подсветку дисплея и кнопки "DIST" в условиях плохой освещенности.

Рис. 49. Принцип действия импульсных и фазовых светодальномеров



Светодальномер 2СТ-10 предназначен для измерения линий в полигонометрических ходах, при сгущении геодезических сетей с длинами сторон до 10 км. Его можно устанавливать как на самостоятельной подставке, так и на теодолитах серий 2Т и 3Т. В светодальномере 2СТ-10 использован импульсный метод измерения расстояний с преобразованием временного интервала (рис. 49).

Рис. 50. Светодальномер 2 СТ-10 1 - цифровое табло, 2 - лицевая панель, 3 - ручка КО, 4 - ручка; 5 - ручка СИГНАЛ, 6 - крышка, 7 - переключатель НАВЕД-СЧЕТ, 8 - рукоятка наводящего устройства, 9 - рукоятка закрепительного устройства, 10 - винт юстировочный, 11 - стойка, 12 - винт-фиксатор, 13 - рукоятка наводящего устройства, 14 - рукоятка закрепительного устройства, 15 - окуляр визирного канала, 16 - кнопки рt, 17 - переключатель режимов работы

В комплект светодальномера 2СТ-10 входят: отражатели, источники питания, зарядное устройство, барометр, термометр, штативы, набор инструментов для юстировки и мелкого ремонта. Оптическая и электронная части светодальномера заключены в корпус с объективом, замкнутый крышками и лицевой панелью 2 (рис. 50). На лицевой панели 2 расположены переключателъ 17 режимов работы, кнопка 16 "рt" ввода значений атмосферного давления и температуры воздуха, ручка 3 КО установки контрольного отсчета, записанного в формуляре светодальномера, ручка 4 (см. рис. 50) регулировки подсвета сетки визирного канала, ручка 5 СИГНАЛ регулировки уровня сигнала, переключатель 7 НАВЕД-СЧЕТ, цифровое табло 1, окуляр 15 визирного канала. Со стороны объектива на корпусе расположены соединитель для подключения регистрирующего устройства или частотомера и соединитель для подключения кабеля питания. Под заглушкой на крышке расположен конденсатор подстройки частоты задающего генератора. Механизм наведения в вертикальной плоскости выполнен с соосным расположением рукоятки 8 наводящего устройства и рукоятки 9 закрепительного устройства. В основании расположен оптический центрир и цилиндрический уровень для пространственной ориентации светодальномера в горизонтальной плоскости и точной установки его над точкой. Механизм наведения в горизонтальной плоскости выполнен с соосным расположением рукоятки 13 наводящего устройства (см. рис. 50) и рукоятки 14 закрепительного устройства. Отличительной особенностью 2СТ-10 является то, что в нем приемопередатчик и зрительная труба объединены в один канал. Для исключения влияния временных и фазовых задержек, создаваемых электрическими цепями и приводящих к искажению результатов измерений, в схему дальномера введена специальная оптическая ветвь оптического короткого замыкания (ОКЗ), которая включается попеременно с оптической ветвью передатчика, направляющей излучение на отражатель (на ДИСТАНЦИЮ). Разность результатов измерения ДИСТАНЦИИ и ОКЗ, содержащих одни и те же величины временных и фазовых задержек, освобождается при этом от их влияния. ОКЗ образуется путем автоматического перекрытия пучка лучей, идущих от излучателя к объективу, и направления его непосредственно на фотоприемное устройство (ФЭУ). Управление переключающим устройством ОКЗ, обработка результатов измерений на различных частотах и вычисление окончательного результата осуществляется микропроцессорным вычислительным устройством (МПВУ), которое вмонтировано в 2СТ-10. Кнопки и рукоятки управления расположены на лицевой панели (рис.51).

Рис. 51. Лицевая панель светодальномера 2 СТ-10

1 - зрительная труба (приемо-передатчик); 2,8 - переключатели; 3 - регулятор сигнала; 4 - разъем для подключения кабеля питания, 5 - регулятор подсветки сетки, 6 - рукоятка установки контрольного отсчета; 7 - цифровое табло; 9 - кнопки ввода атмосферных поправок; 10 - разъем для подключения накопителя информации; 11 - микротелефон.

8.4 Измерение неприступных расстояний

При выполнении измерительных работ нередко возникают ситуации, когда та или иная линия не может быть измерена непосредственно (водные преграды, непроходимые болота и т.д.). В этих случаях, в зависимости от того, какими техническими средствами располагает исполнитель (землемерными лентами и рулетками, оптическими теодолитами, светодальномерами, электронными тахеометрами, приборами спутниковой навигации "GPS" и т.д.), неприступное расстояние может быть определено одним из следующих способов: базисов; равных треугольников; прямого промера по оси; наземно-космическим.

Способ базисов состоит в измерении неприступного расстояния с помощью прямой угловой засечки (рис. 52).

На удобных участках местности для производства линейных измерений с использованием землемерной ленты или рулетки от точки А измеряемой линии строят два базиса в1 и в2 таким образом, чтобы между ними и измеряемой прямой линией образовались два треугольника с углами при основании не менее 30? и не более 150?. Базисы измеряют землемерной лентой или рулеткой дважды и при допустимых расхождениях в промерах определяют среднее значение каждого из них. Полным приемом теодолита измеряют горизонтальные углы при основаниях полученных треугольников АВС1 и АВС2, соответственно г1; б1; г2; б2. По теореме синусов дважды определяют значение искомого неприступного расстояния:

х1=; х2= или х1=; х2=.

Если относительная погрешность между двумя измерениями не превышает допустимой

,

то окончательно принимают в качестве искомого результата среднее значение

.



В

в1

в2

река

х

С1 г1

б 1 б2 С2

в1 г2

А в2

Рис. 52. Схема измерения неприступного расстояния



9. Нивелирование и его виды

Нивелирование - это такой вид геодезических работ, при котором определяют абсолютные или условные высоты точек, или превышения между точками. Если высоты точек определяют относительно уровня Балтийского моря (нуля Кронштадского футштока - рейки с делениями на водомерном посту), высоты называют абсолютными (рис. 53), а систему высот Балтийской. В случае, когда за уровенную принимают какую - либо произвольную поверхность, высоты называют условными.

В

hАВ

А

НВ

НА

Уровенная поверхность (уровень Балтийского моря)

Рис. 53. Абсолютные высоты точек, превышение

НА, НВ - абсолютные отметки точек А и В. Абсолютной отметкой точки называется численное значение ее высоты. h - превышение точки В над точкой А.

h = НВ - НА.

Превышение может быть со знаком "+" (В выше А) и "-" (В ниже А).

Существует несколько видов нивелирования:

1. Геометрическое (при помощи горизонтального луча визирования).

2. Тригонометрическое (при помощи наклонного луча визирования).

3. Физическое: барометрическое, гидростатическое.

4. Механическое.

5. Азрорадиогеодезическое.

6. Стереофотограмметрическое.

Барометрическое нивелирование выполняется путем измерения барометрами - анероидами давления в точках на физической поверхности Земли, между которыми измеряют превышение. Гидростатическое нивелирование основано на свойстве жидкости в сообщающихся сосудах (в сообщающихся сосудах уровень жидкости одинаков).

9.1 Сущность и способы геометрического нивелирования

Для выполнения геометрического нивелирования необходимо наличие горизонтального луча визирования и отсчетной шкалы. Горизонтальный луч визирования формирует в пространстве специальный геодезический прибор - нивелир. Согласно ГОСТу 11158-83 выпускают три типа реек: РН-05, РН-3, РН-10 (для соответственно высокоточного, точного и технического нивелирования). Рейка представляет собой деревянную планку с делениями. Рейки изготавливают односторонние и двухсторонние. Последние имеют черную сторону - основную, оцифрованную от 0 мм и красную - контрольную, обычно оцифрованную от 4687 мм или 4700 мм (рис. 57, а, б, в). Разность отсчетов по красной и черной сторонам рейки называется пяткой рейки, которая должна быть постоянна во время измерений (контроль взятия отсчетов).

В зависимости от точности нивелирования применяют штриховые рейки с инварной полосой и круглым уровнем, односторонние, имеющие основную и дополнительную шкалы (РН-05) и шашечные рейки. Комплект штриховых реек состоит из двух трехметровых реек (по 6 кг каждая) и подвесной реечки длиной 1,2 метра. Шашечные рейки изготавливают длиной от 1,5 до 4 - х метров, они бывают складные и нескладные (рис. 57, д). Каждое деление рейки, затененное и белое равно 10 мм, они образуют дециметровые деления, подписанные на рейке. Для нивелирования кроме нивелира и реек используют металлический "башмак" с целью временного закрепления точки для установки рейки.

Различают два способа геометрического нивелирования в зависимости от места установки нивелира: "из середины" (рис. 54) и "вперед" (рис. 55) Расстояние от нивелира до рейки называется длиной визирного луча или "плечом".

задняя рейка передняя рейка

в

а с В

h

А

+20

ГИ

НА Н+20 НВ

Уровенная поверхность

Рис. 54. Способ геометрического нивелирования "из середины"



в В

i h

А

ГИ

НА НВ

Рис. 55. Способ геометрического нивелирования "вперед"

Точка А - исходная, с нее начинают измерения на станции нивелирования, ее называют задней, точка В - определяемая, ее называют передней. Одна установка нивелира называется станцией. Н - отметка точки, h - превышение.

h = задний отсчет - передний отсчет.

По отметке точки А - НА и превышению можно вычислить отметку НВ точки В двумя способами:

1. При помощи превышения НВ = НА + h.

2. Через горизонт инструмента. Выразим h через (а - в)

НВ = НА + а - в.

Обозначим

ГИ = НА + а,

Тогда

НВ = ГИ - в.

Горизонт инструмента (ГИ) - высота визирного луча над исходной уровенной поверхностью. На данной станции он равен отметке точки плюс отсчет по рейке, установленной в этой точке.

По сложности нивелирование делят на простое и сложное или последовательное.

Простое нивелирование выполняется с одной установки нивелира. Сложное - путем нескольких установок, образующих нивелирный ход (высотный). Оно применяется при определении превышений между точками, расположенными на большом расстоянии друг от друга или намного отличающимися по высоте.

в4 В

а3 в3 а4

в2 h4

h3

а2

в1 h2 h

а1

h1 НХ2 НХ3

А НХ1

НА НВ

Рис. 56. Сложное геометрическое нивелирование



На рисунке 56 (А - Х1 -Х2 - … -В) - нивелирный ход. Точки, являющиеся задними и передними, называются связующими. Их нивелируют по двум сторонам рейки.

а - задние отсчеты, в - передние отсчеты. Из рисунка видно:

h1 = а1 - в1,

h2 = а2 - в2,

…………….

hn = аn - вn.

Отметки связующих точек вычисляют следующим образом:

НХ1 = НА + h1испр.

НХ2 = НВ1 + h2испр.

………………

Нn = Нn-1 + hnиспр.,

где hіиспр. - исправленное среднее превышение (с учетом распределенной невязки, т.е. с учетом поправки).

Если необходимо знать отметку только конечной точки, то

НВ = НА +

Кроме связующих точек на местности могут быть пронивелированы характерные точки рельефа, расположенные между двумя соседними связующими и называемые промежуточными (см. рисунок 54). Нивелирование их производится после взятия отсчетов а и в взятием отсчета с по рейке, установленной в этой точке, только по черной стороне рейки. Отметки промежуточных точек вычисляют через горизонт инструмента по ранее приведенной формуле

Н+20 = ГИ - с.

Точки нивелирования закрепляют постоянными и временными знаками. К постоянным знакам относятся реперы - грунтовые и стенные и нивелирные марки. Грунтовые реперы - это металлические трубы, которые закладывают в пробуренную скважину и цементируют. Реперы, закладываемые на глубину до коренных пород, называются глубинными. При нивелировании определяют отметку верха репера. Стенные реперы цементируют в цокольную часть капитальных сооружений. К временным знакам относятся деревянные и металлические колья (костыли), рис.57, u и "башмаки", рис. 57, ж, з.

Рис. 57. Нивелирные рейки и временные знаки

Рис. 58. Современные нивелирные рейки: а) телескопическая алюминиевая рейка; рейки для цифровых нивелиров: б) инварная рейка с RAB-кодом; в) фиберглассовая рейка BGS50; г) рейка с BAR-кодом

9.2 Классификация и устройство нивелиров

Нивелиры классифицируют по двум признакам: по точности и по способу установки визирного луча в горизонтальное положение.

По первому признаку нивелиры делятся на группы:

1. Высокоточные - средняя квадратическая погрешность на 1 км двойного хода - 0,5 мм. К ним относятся такие марки, как Н-1, Н-2, НС-2, Н-05, 3Н-2 - КЛ. При работе с этими нивелирами допускается длина плеч (расстояние от нивелира до рейки) до 50 метров.

2. Точные - средняя квадратическая ошибка на 1 км двойного нивелирования 3 мм. Примером нивелиров являются марки Н-3, 2Н-3Л, НС-3, НС-4, 3Н - 2КЛ. Допускается длина плеч до 75 - 100 метров.

3. Технические - ошибка 10 мм на 1км двойного хода. К ним относятся такие нивелиры, как НТ, НТС, Н10 и другие. Длина плеч допускается до 100 - 150 метров.

По второму признаку нивелиры различают:

1. Уровенные (с цилиндрическим уровнем, рис. 59).

2. Нивелиры с самоустанавливающейся линией визирования (с компенсатором).

Некоторые метрологические характеристики нивелиров следующие ГОСТ 10528-90 Нивелиры. Общие технические условия:

Наименование параметра (показателя)	Группа нивелиров
	высокоточных	точных	технических
Допустимая средняя квадратическая погрешность измерения превышения на 1 км двойного хода, мм:	- для нивелиров с компенсатором 0,3 2,0 5,0 - для нивелиров с уровнем 0,5 3,0 5,0
Увеличение зрительной трубы, крат, не менее	40 30 20

Основные составные части нивелира (на примере 2Н-3Л, рис. 59):

1 - окуляр, для увеличения изображения цели; 2 - диоптрийное кольцо, для получения четкого изображения сетки нитей; 3 - круглый уровень, для приведения прибора в рабочее положение (приведения основной оси вращения в отвесное положение); 4 - кремальера, для получения четкого изображения цели; 5 - зрительная труба; 6, 9 - подставка, служит основанием прибора, несет вертикальную ось вращения зрительной трубы; 7 - наводящий винт трубы, для точного наведения на цель; 8 - пружина трегера с втулкой служит для закрепления нивелира на штативе становым винтом; 10 - элевационный винт для приведения в нульпункт пузырька цилиндрического уровня; 11 - нониус, для отсчета углов по горизонтальному лимбу при угломерных работах; 12 - объектив, для формирования изображения визирной цели; 13 - механический визир, для приближенного наведения на цель; 14 - цилиндрический уровень, для приведения визирной оси зрительной трубы в строго горизонтальное положение; 15 - исправительный винт уровня при трубе, для исправления положения пузырька цилиндрического уровня; 16 - три подъемных винта для приведения прибора в рабочее положение; исправительные винты круглого уровня, для исправления положения пузырька уровня (на рис. не видны), 17 - лимб, для измерения горизонтальных углов.

Рис. 59. Внешний вид нивелира 2Н-3Л

Нивелир 2Н-3Л относится к точным нивелирам. Нивелир 2Н-3Л - 2-ое поколение нивелира Н-3 - точный, с уровнем, элевационным винтом и лимбом, предназначен для измерения превышений, расстояний и горизонтальных углов. Средняя квадратическая погрешность измерения превышения на 1 км двойного хода 2,5 мм. Отличается от предшествующих марок нивелиров (НВ-1, Н-3) отсутствием закрепительного винта трубы, наличием лимба, имеет трубу прямого изображения, современный дизайн.



Рис. 60. Поле зрения зрительной трубы

Отсчет по рейке 1,150 м. Расстояние S=(1,236-1,064)•100=17,2 м

В настоящее время широкое применение находят геодезические приборы (нивелиры, теодолиты и др.), в которых уровень заменяется автоматическим устройством - компенсатором наклона визирной оси, или "регулятором" положения визирной оси. Нивелир снабжается только круглым уровнем для грубого приведения визирной оси в горизонтальное положение, горизонтальность линии визирования обеспечивается с необходимой точностью автоматическим компенсатором наклона. Компенсаторы наклона позволяют повысить точность и производительность труда, дают возможность работать на неустойчивых грунтах. Сущность работы компенсатора заключается в следующем.

При горизонтальном положении визирной оси трубы по средней нити сетки производят правильный отсчет А, соответствующий горизонту инструмента (рис. 61). При наклоне зрительной трубы на угол г горизонтальный луч, соответствующий отсчету А, смещается вверх или вниз относительно средней нити сетки на величину С0С1=?=f•sinг?f•г/с". Для того, чтобы отсчет А по средней нити сетки не изменялся, нужно либо изменить положение сетки нитей из положения С0 в С1 (механический компенсатор, рис. 61, б), либо изменить направление горизонтального луча, соответствующего отсчету А так, чтобы этот луч снова попал на среднюю нить сетки (оптико-механический компенсатор, рис. 61, в).

Смещение сетки нитей или изменение положения визирного луча осуществляется с помощью расположенного в точке В специального устройства - компенсатора наклона зрительной трубы на величину

?=S•sinв.

Отсюда следует основное уравнение компенсации

f•sinг=S•sinв.

Существует еще одна группа компенсаторов - жидкостные, основанные на свойстве поверхности жидкости под действием силы тяжести устанавливаться нормально к отвесной линии. В геодезических приборах жидкостные компенсаторы применяют редко. Они действуют также по схеме оптико-механических компенсаторов. Угол в отклонения луча и местоположение точки В рассчитываются таким образом, чтобы удовлетворялось основное уравнение компенсации. Отношение f/S=в/г=n называется угловым увеличением компенсатора. Для того, чтобы геометрические размеры компенсатора были невелики, точку В стремятся расположить внутри зрительной трубы (n?1).

...