Методическая разработка урока по теме: «Способы измерения горизонтальных углов теодолитом»

Специальность: 20.02.01 Рациональное использование природохозяйственных комплексов, 3 курс

На практике в зависимости от решаемых задач применяют различные способы измерения горизонтального угла:

1. способ одного полного приема;
2. способом круговых приемов;
3. способом повторений.

Вспомним, что такое горизонтальный угол. Горизонтальный угол – это горизонтальная проекция угла, образованного точками местности, на уровенную поверхность.

Для того чтобы измерить горизонтальный угол необходимо:

1. на вершине угла установить теодолит;
2. провести операцию центрирования;
3. провести операцию горизонтирования прибора;
4. на точках, фиксирующих стороны угла, установить визирные цели.

Измерение горизонтального угла способом одного полного приема.

Способ измерения угла одним полным приемом применяют в том случае, если точка является вершиной двух направлений. Принципиальная схема измерения горизонтального угла данным способом изображена на рисунке 1.

Пусть АСВ – угол β, который необходимо измерить. Для этого теодолит устанавливают на точке С (точка стояния), а на точках А и В (точки визирования) – визирные цели (вехи). Одну из точек, например А, считают передней, а другую, в нашем случае В, – задней. Тогда если в точке стояния С стоять по направлению к передней точке, то угол β можно считать левым, а его дополнение до 360°, угол β¢, – правым. Далее необходимо последовательно произвести следующие действия:

1. Операция не является обязательной, но в дальнейшем облегчает вычисления: Вращая алидаду относительно лимба (например, при круге лево) устанавливают отсчет, близкий к нулю, алидаду закрепляют.
2. Вращая лимб вокруг вертикальной оси, а зрительную тру­бу – вокруг её горизонтальной оси, наводят оптический визир на заднюю точку, закрепительные винты лимба и зрительной трубы закрепляют и с помощью диоптрийного кольца и винта кремальеры устанавливают трубу «по глазу» и «по предмету», добиваясь резкого изображения сетки нитей и визирной цели. Затем на­водящими винтами лимба и трубы точно наводят биссектор вблизи перекрестия сетки на низ вехи и берут отсчет по горизонтальному кругу. Отсчет записывают в журнал измерений (табл. 1, столбец 4).
3. Ослабив закрепительные винты алидады (лимб должен быть неподвижен) и зрительной трубы, визируют и берут отсчет на переднюю точку, действуя, как в пункте 2. Отсчет записывают в журнал измерений (табл. 1, столбец 4). Указанные действия составляют первый полуприем.
4. Открепляют лимб, поворачивают его примерно на 90° и вновь закрепляют. Эта операция делает отсчеты в полуприемах не­зависимыми друг от друга и уменьшает ошибки делений лимба. От­крепляют алидаду, зрительную трубу и меняют круг. Далее выполняют действия, изложенные в пунктах 2 и 3, при круге право (второй полуприем).
5. Производят вычисления угла. Необходимо отметить, что в процессе вычислений может быть получен как левый угол β, если от отсчета на переднюю точку отнять отсчет на зад­нюю (табл. 1, столбец 5), так и правый β¢, при вычитании наоборот. В любом слу­чае получаем два значения угла, которые при измерении теодолитом 2Т30 не должны отличаться более чем на 1¢(полевой контроль, выпол­няемый на точке стояния сразу после измерений). Среднее значение (табл. 1, столбец 6) вычисляют с точностью до 0,1¢, округляя в сторону четной цифры.
   

Таблица 1. Журнал измерения горизонтального угла способом одного полного приема.

Измерение горизонтального угла способом круговых приемов.

Способ измерения угла круговыми приемами применяют в том случае, если точка является вершиной более чем двух направлений. Принципиальная схема измерения горизонтального угла данным способом изображена на рисунке 2. Угол получают как разность двух направлений. Направление с наиболее благоприятными условиями для визирова­ния принимают в качестве начального (например, DC на рисунке 2). Далее действуют в следующей последовательности:

1. При круге лево на лимбе устанавливают отсчет, близкий к нулю, закрепляют алидаду и, вращая лимб, визируют на точку С. Установленный отсчет записывают в журнал измерений (табл. 2, столбец 3).
2. При неподвижном лимбе вращают алидаду по часовой стрелке, наводят зрительную трубу на точки А, В и опять на С. После каждого визирования берут и записывают в журнал отсчеты (табл. 2, столбец 3). Их значения, полученные при визировании на начальное направление, должны быть равны (полевой контроль). При измерении техническим теодолитом разность между ними (незамыкание горизонта) не должна быть больше 1'. Указанные действия составляют первый полуприём.
3. Не изменяя положения лимба, переводят зрительную тру­бу через зенит и при круге право выполняют второй полуприём. При этом вращение алидады осуществляют против хода часовой стрелки. Если незамыкание горизонта отвечает допуску, вычисляют (табл. 2, столбец 4) средние из отсчетов (при этом усредняют только минуты, а градусы берут из первого полуприема) и по средним на начальное направле­ние вычисляют незамыкание горизонта ω (табл. 2, столбец 5).
4. Затем в средние направ­ления вводят поправки Δ (табл. 2, столбец 4), которые вычисляют по формуле , где i – номер направления; n – число направлений (n= 3). Поправка – это часть невязки с противоположным знаком. Их суммируют высчитанными средними направлениями и записывают в столбец 5 таблицы 2. В заключение направления приводят к общему нулю, вычи­тая из всех направлений начальное.

Таблица 2. Журнал измерения горизонтального угла способом круговых приемов.

Измерение горизонтального угла способом повторений.

Данный способ иногда используют для уменьшения ошибки отсчитывания горизонтальных углов. Суть его состоит в последовательном откладывании измеряемого угла на лим­бе k раз при круге лево и столько же раз при круге право. При этом на заднюю точку наводят, вращая лимб, а на переднюю – вращая алида­ду. Если n₁ – отсчет, полученный при первом наведении на заднюю точку, а n_2k – последний отсчет при наведении на переднюю, то . К результату следует добавлять 0; 90; 180 или 270° в зависи­мости от значения самого угла, например β <90°, 90° < β < 180° и т.д., при условии, что k=2.

Самостоятельная работа студентов

Задание. Заполните журналы измерения горизонтальных углов теодолитом.

Журнал измерения горизонтального угла одним полным приемом

Вариант 1

Вариант 2

Вариант 3

Журнал измерения горизонтальных углов круговыми приёмами

Вариант 1

Вариант 2

Вариант 3

Список использованной литературы

1. Корнилов Ю.Н. Геодезия. Топографические съемки: Учебное пособие/Ю.Н. Корнилов. Санкт-Петербургский государственный горный институт (технический университет). СПб, 2008. – 145 с.
2. Чекалин С.И. Топографические и специальные карты: Учебное пособие по курсу «Картография» (для студентов дневного отделения специальности «Геоэкология»). М.: Российский госуд. геологоразв. ун-т., 2007. – 126 с.
3. Ерилова И.И. Геодезия и маркшейдерия. Часть I: Задание и методические указания по выполнению лабораторных работ по курсу «Геодезия и маркшейдерия». М.: Темплан, 2011. – 37 с.