Особенности конструкции принцип работы

Как видно на фото теодолита, основным элементом конструкции является зрительная труба, соединённая с микроскопом. Кроме этого, важными составляющими элементами считаются:

• Лимбы. Служит для проведения отсчётов.
• Алидада. Соединена с лимбами. Представляет собой поворотную линейку с нанесённой штриховкой.
• Винты. Могут быть наводящими и закрепительными. Необходимы, чтобы плавно настроить теодолит и зафиксировать его местоположение.
• Оптический отвес. Используется для определения координат устройства.
• Тренога. Требуется, чтобы установить аппарат для проведения измерений.

В основе принципа работы теодолита лежит определение неизвестных координат и высот конкретной точки путём сравнения с точками с известными параметрами.

Классификация

Современные теодолиты бывают:

По классу точности.

• высокоточные;
• точные;
• технические.

По предназначению.

• геодезические;
• астрономические;
• маркшейдерские.

По особенности конструкции.

• простые;
• повторительные.

Помимо этого, угломерные приборы делятся на:

• оптические устройства;
• электронные теодолиты.

Порядок работы с теодолитом

Работать с теодолитом можно двумя способами:

• Полярным. В основе проведения измерений лежат две точки с известными значениями. Расчёты производят от второй точки на первую. Далее вымеряют расстояние между ними. Завершающий этап – привязка теодолитного хода к каждой из отметок.
• Используя створы с перпендикулярами. Данный метод применяют при производстве разбивочных работ. Он заключается в откладывании прямых углов на местности при поэтапном прохождении прибором каждой отметки.

В инструкции для теодолита чётко говорится о том, что прежде, чем начать работать с прибором, его нужно настроить. Подготовительный этап включает в себя:

• Центрирование.
• Горизонтирование.
• Фокусировку.

Последовательность проведения измерительных работ

Установка прибора

Необходимо отыскать на местности участок с ровным рельефом. Он послужит точкой отсчёта, по которой надо будет отцентрировать устройство.

Центрирование проводится при помощи уровня и с использованием зажимных винтов. Его цель – получить строго горизонтальное положение аппарата в пространстве.

Ловля объекта

При помощи визира надо отыскать точку, координаты которой следует вычислить, и навести на неё измерительную сетку. Для более точного результата нужно воспользоваться винтами. После того, как центр будет выставлен, необходимо зафиксировать его значение.

Обработка результатов

Так как точность расчётов – это наше всё, то желательно провести не одно, а ряд измерений, каждый раз беря новую точку отсчёта. Если новые значения будут отличаться от старых ровно на величину угла между старой и новой точками отсчёта, то результат считается правдивым. В противном случае требуется провести ещё пару замеров и рассчитать среднее значение.

Преимущества теодолита

Такой угломерный аппарат, как теодолит, обладает целым рядом преимуществ:

• Высокая точность проводимых измерений.
• Возможность проводить замеры в разных климатических условиях.
• С прибором можно работать на местности с любым рельефом.
• Компактность и мобильность.
• Относительная простота калибровки и юстировки.

Правила хранения

Если вы хотите, чтобы теодолит прослужил вам как можно дольше, и точность производимых им измерений была надёжной, то необходимо заранее озаботиться изучением правил его хранения.

Хранить прибор желательно в специально предназначенном для этого кофре. Укладывая и вытаскивая устройство, следует придерживать его за подставку и рукоятки. Переносить теодолит на большие расстояния нужно исключительно в кейсе.

Теодолит – самый распространённый угломерный инструмент. Он обязательно пригодится каждому, кто занимается строительством. Поэтому очень важно знать, как правильно им пользоваться.

Фото инструкция как пользоваться теодолитом

Также рекомендуем просмотреть:

Помогите сайту, поделитесь в соцсетях 😉

Что это — теодолит? Основные части теодолита, принцип работы, применение

Геодезия – одна из древнейших наук на Земле. С 17 века ученые начали изобретать первые высокоточные измерительные приборы, в числе которых был и теодолит. Что такое теодолит? Для чего он необходим? Почему теодолиты применяются и по сей день? Попробуем разобраться с этими вопросами.

Теодолит – высокоточный геодезический прибор, предназначенный для измерения углов (горизонтальных и вертикальных) при топографической съемке. Теодолит имеет U-образную форму и располагается на специальной подставке.

В конструкции каждого угломерного прибора предусмотрены нижеперечисленные основные части:

По принципу работы теодолиты подразделяются на оптические, лазерные, цифровые и фотографические.

Что такое теодолит оптический? Это наиболее точный и надежный угломерный прибор, который не требует при работе элементов питания и является самым неприхотливым в эксплуатации. Отсчеты производятся по угломерной шкале. Внутренняя память отсутствует, поэтому обычно ведется полевой дневник наблюдений.

Что такое теодолит лазерный? Это угломерный прибор, в основе действия которого лежит использование лазерных лучей, применяемых в качестве точных указателей. Измерительный инструмент и зрительная труба представляют единое целое. Измерения производятся в автоматизированном режиме и отображаются на дисплее.

Что такое теодолит цифровой? Основу этого прибора составляют штрих-кодовые диски, которые пришли на замену обычным кругам. Измерения выполняются автоматически. Обычно в конструкции предусмотрено запоминающее устройство, которое хранит все данные об измерениях. Теодолиты с ЖК-дисплеем и элементами питания могут применяться при низких температурах.

Фототеодолиты – самостоятельный класс угломерных приборов. Угломерный прибор конструктивно соединен с фото- или кинокамерой. Применяются для определения координат или траекторий движения объектов.

По конструкции теодолиты подразделяются на простые и повторительные. В простых приборах алидада вращается независимо от лимба. В повторительных они могут вращаться независимо либо совместно.

По точности угломерные приборы подразделяются на три типа:

• Высокоточные (погрешность не более 1 секунды).
• Точные (от 2 до 10 секунд).
• Технические (от 0,25 до 0,5 минуты).

Подготовка к работе

Для измерений выбирается опорная точка, над которой с высокой степенью точности устанавливается прибор. В случае подземной съемки, которая имеет место при маркшейдерских работах, теодолит устанавливают под ней.

Зрительная труба должна располагаться на уровне глаз наблюдателя. Теодолит устанавливают над точкой на глаз путем перемещения штатива, а затем точно при помощи оптического или нитяного отвеса. Три винта горизонтальной платформы помогают установить горизонтальное положение прибора над точкой. Чтобы вертикальная ось прибора совпадала с линией отвеса, в центральное положение приводится пузырек цилиндрического уровня.

Далее прибор закрепляется, проверяется правильность его установки: теодолит вращают вокруг осей и наблюдают положение пузырьков круглого и цилиндрического уровней. Одно деление по шкале уровня является максимально допустимым. Сетка нитей, штрихи лимбов и шкалового микроскопа должны четко просматриваться в зрительной трубе.

Измерение углов

Измерение горизонтальных углов теодолитом происходит следующим образом. Алидада отводится влево примерно на 30-40 градусов и закрепляется. С помощью наводящего винта перекрестье сетки нитей наводится на точку визирования. Снимаются показания теодолита. Далее винт крепления ослабляется и наводится на другую точку, и снимаются показания. Чтобы повысить точность измерений, необходимо провести повторную съемку. Зрительная труба переводится через зенит, снимаются отсчеты. В камеральных условиях вычисляется средний результат измерений. Погрешность результата при повторных съемках не должна быть больше двойной точности прибора. Вертикальные углы измеряются аналогично, но с применением вертикального круга.

Сферы применения

Применяется теодолит в геодезии, топографии, при строительных работах и в прочих областях, где требуется высокая точность измерений. Теодолиты необходимы:

• При построении геодезической сети методом триангуляции, полигонометрии.
• При составлении топокарт и планов.
• При общестроительных работах (фиксация отвесного или горизонтального положения конструкции).

Теодолит – один из важнейших геодезических приборов, отличающийся высокой точностью измерений и мультифункциональностью. С его помощью можно измерять вертикальные и горизонтальные углы. Он незаменим при работах, где требуется четко определить положение отвесной линии.

Теодолит электронный – осваиваем классификацию измерительной оптики

Теодолит электронный – назначение

Для успешного применения такой техники нужно иметь знания и представление о правилах и общих принципах проведения геодезических измерений на местности. А поскольку существуют различные виды теодолитов, то эти знания помогут быстро освоить каждый из них.

Будучи прибором универсального назначения (в сравнении с нивелиром) теодолиты позволяют не только производить точные измерения горизонтальных углов и техническую нивелировку, но и определять с гарантированной точностью величины вертикальных углов.

Для измерения вертикальных углов применяется также упрощенный теодолит, называемый еще угломером. Его образцы можно увидеть на школьных учебных площадках для изучения природоведения и т.д. Но, как ни странно, такое упрощенное приспособление до сих пор сохраняет свое практическое значение и может быть использовано для приблизительного определения угла возвышения выбранного объекта.

Устройство и принцип работы теодолита

Современные теодолиты обеспечивают измерения углов горизонтальных и вертикальных не только при геодезических работах, но и в топографической съемке местности, маркшейдерских и горных работах в шахтах, туннелях и пр. , работах по строительству, азимутальных определениях, других задачах, связанных с необходимостью точных измерений и выносом проектов в натуру.

В основе конструкции теодолита (в частности, оптического, как наиболее традиционного варианта), обеспечивающей его работу, лежат горизонтальный и вертикальный круги (лимбы) с градуировкой в градусах и минутах, система оптических (для наведения на цель и снятия значений измерений) и механических (для установки, поворотов и фиксации лимбов и оптики) приспособлений.

В общем, принцип состоит в наведении зрительной трубы на цель, фиксации показаний горизонтального и вертикального лимбов, проекцию значений которых через систему призм и зеркал можно видеть с помощью шкалового микроскопа.

Для повышения точности измерения производятся многократно. Методик работы с теодолитами существует много, например, измерение углов полуприемами, по результатам которых выводятся значения измерения полным приемом и т.д.

Современная классификация теодолитов

Выпускаемые промышленные приборы имеют различную точность измерения. По ее величине различается классификация теодолитов. Так технические разновидности допускают ошибку измерения до тридцати минут в обе стороны, их обозначение включает букву и цифры Т30.

Меньшее значение ошибок (до двух и пяти минут в обе стороны) дают точные теодолиты, обозначаемые Т2 и Т5 соответственно. Наименьшую ошибку измерений способны обеспечивать высокоточные (до одной минуты в обе стороны) теодолиты Т05 и Т1.

Модели некоторых видов могут снабжаться цилиндрическими уровнями алидады или компенсаторами. Это также отражается в их обозначениях (К – компенсатор). Конструкции приборов могут иметь повторительную и неповторительную систему осей. Как правило, последняя применяется у высокоточной модели. В конструкциях повторительных моделей обязательно присутствие закрепительного и наводящего винта.

Но кроме указанных моделей традиционных теодолитов, существуют и другие их разновидности. Это также высокоточные теодолиты, такие, как гиро- и кинотеодолиты (фототеодолиты), тахеометры (как разновидность модели электронного устройства с оптическим и лазерным наведением).

Современные виды и модели теодолитов часто оснащаются электроникой, позволяющей вычислять и запоминать координаты точек на натуре, автоматически переводить результаты измерений в нужную систему координат или процентные показатели, исключить ошибки снятий значений и их записей. Все эти функции берет на себя микропроцессорная система управления.

Дополнительные удобства (как, например, подсветка шкалы экрана) позволяют проводить работу в условиях пониженной освещенности. Такой электронный теодолит может быть оснащен лазерными указателем и отвесом, что значительно повышает точность измерений и превращает его в тахеометр (или лазерный теодолит).

Тут, как и в случае традиционных теодолитов, много моделей. Отличительная особенность тахеометров – высокая точность измерений. Угол можно измерить с точностью до половины секунды, а расстояние – с погрешностью до ½ миллиметра на одну тысячу метров.

Кстати, и обычный оптический теодолит строительный может быть комплексно применен с лазерными рулетками или дальномерами, а также лазерными построителями плоскостей, что, несомненно, увеличивает точность выполняемых работ.

Устройство теодолита и его принцип работы

А А А

Устройство теодолита не выделяется сложностью с точки зрения деталей, но вот настройка данного прибора достаточно тонкая и просит вечной поверки, он незаменим в строительных работах и планировании.

Любой геодезист знает, как пользоваться этим устройством, а мы попытаемся разобраться с вами вместе.

1 Устройство теодолита – важные части и их направление

Это устройство позволяет вымерять углы в пространстве очень точно, работает как в горизонтальной плоскости, так и в вертикальной. В большинстве случаев работает условным способом, другими словами за основу берется какой-то эталонный объект, а уже по нему проводится отсчет искомого угла. Метод подобного измерения известен еще с Девятнадцатого века, на нынешний день лишь усовершенствовано строение теодолита и разработано несколько его разновидностей.

Шкала, по которой встречается итог, предоставлена в качестве вертикального и горизонтального кругов. Пребывает вся система на подставке, на которой есть регулировочные винты для управления ключевыми узлами. Человек создает измерение углов теодолитом через зрительную трубу, которая управляется винтами. Они дают возможность правильно навести окуляр на объект и зафиксировать саму трубу в необходимом положении, когда контрольная точка нашлась.

Лимб и алидада – это практические части горизонтального круга, которые широко применяются, когда мы делаем измерение горизонтальных углов теодолитом. Лимб – неподвижное стеклянное кольцо с делениями на 360 градусов, а алидада вращается одновременно с примыкающей частью прибора и выставляет подобным образом отсчет. Чтобы закрепить отсчет и дальше проводить измерения относительно него, необходимо прикрепить специализированный винт и выпустить лимб, тогда корпус будет статичен, а лимб и алидада – перемещаться.

Весомые части теодолита нам уже известны, но не нужно игнорировать устройства, благодаря которым мы можем быть уверенными в надежности снимаемых показаний. К примеру, контролировать степень горизонтальности установки прибора помогает цилиндрический уровень, а оптический центрир не даст нам потерять точку отсчета и убедит нас в том, что мы центрированы ровно над ней. А сами отсчеты убираются по микроскопу, это финишный рабочий этап замерщика. Сейчас мы знаем точно, из чего состоит теодолит, пора приступить к обсуждению его разновидностей.

На фото — из чего состоит теодолит, off-road-team.ru

На фото — теодолит с экраном, toool.ru

На фото — работа теодолитом,

На фото — традиционный теодолит, rusgeocom.ru

На фото — измерение теодолитом, toool.ru

2 Измерение углов теодолитом – изучаем марки приборов

В данном разделе мы хотим не только затронуть видов теодолита, но и его маркировки, ведь это первым делом кидается в глаза и вызывает некую растерянность при приобретении прибора, а еще при знакомстве с его работой. Итак, сначала попытаемся разобраться, какими же устройствами располагает индустрия с точки зрения их работы. Есть устройство которое работает механически, оптическое, лазерное и электронное. Первый вид – очень недорогой и обычный, но имеет очень низкую точность, благодаря этому подходит, быстрее всего, исключительно для изучения, а не для значительных разработок.

Электронный удобный тем, что имеет устройство для считывания и отделки результатов, другими словами геодезист должен только правильно его выставить, а другое создаст машина. Но достаточно популярным считается оптический теодолит, в нем приятно совмещаются стоимость и качество измерения, хоть он и не владеет мозгом, как электронный. А вот наиболее ценным, но и более совершенным считается лазерный, это самый точный прибор и хороший в применении, однако есть смысл для непрерывных работ с высокими требованиями к качеству результатов.

Существует два в принципе выдиляющихся вида теодолитов по конструкции корпуса, а конкретно, подвижности лимба и алидады. В повторительных типах такие элементы можно прикреплять по очереди и снимать показания способом последовательных повторений. А вот в обычных этого делать нельзя, алидада и ось представляют там одно неподвижное целое, каждое измерение востребует индивидуальной настройки. Сейчас в заключение рассмотрим маркировку инструмента, чтобы не путаться и не ждать от измерений чего-нибудь побольше, чем они могут дать.

Марка теодолита включает объединение цифр и букв, которые будет легко прочесть после нашего маленького пояснения. В любом есть связка буквы «Т» и цифры, это – база основ и показывает нам, что это на самом деле Теодолит, а цифры показывают погрешность измерения в секундах, чем они выше, тем больше погрешность. 1 маркирует точные устройства, 2 и 5 – точные, 15 и 30 – технические. Цифра точности стоит после буквы «Т», а если какой-то номер стоит перед этой литерой, она означает поколение прибора, другими словами его модификацию в заявленной категории предложенной марки.

После точности идут еще пару букв, они обозначают конструкционные особенности и выполнения. (М – маркшейдерское направление, Э – электронный, А – автоколлимация, П – предоставляет прямое изображение, К – имеет компенсаторы).

3 Строение теодолита – требования перед тем как приступить к работе

Измерение отвесных углов теодолитом и горизонтальных ни вкоем случае не делайте на не проверенном приборе. Не считая специализированной метки или пломбы требуется иногда выверять геометрические параметры, ведь ошибка в пару градусов, а то и меньше, может с каким то периодом перерасти в катастрофу для большинства людей. А раз работа геодезиста или замерщика иного рода настолько важна, приведем главные требования к инструменту в начале изысканий.

Главное исполнять полную вертикальность оси алидады, а еще перпендикулярность ее относительно цилиндрического уровня. Дальше обращаем свое внимание на зрительную трубу, визирная ось должна быть ей перпендикулярна, это коллимационное требование, без него вывести четкую систему отсчета будет не представляется возможным. Ось трубы должна быть перпендикулярна оси алидады. Остается выверить насколько измерительная сетка находится в вертикальной коллимационной плоскости. Как провести проверку таких условий, можно почитать в руководстве, хотя на больших фирмах этим занимаются некоторые профессионалы.

На фото — теодолит с цифровым экраном, tpgroup.com.ua

На фото — теодолит в упаковки, soges.ru

На фото — комплект теодолит, geobox.ru

На фото — виды теодолитов, megamp.ru

На фото — упаковка с теодолитом, stroika.biz.ua

4 Как пользоваться теодолитом – осваиваем прибор

Приведем главное правило, как пользоваться теодолитом, однако приемов, которыми выполняется квалифицированная разметка окрестности достаточно много, их нужно изучать на специализированных курсах, понять новичку все различия со слов будет не легко.

Как пользоваться теодолитом — пошаговая схема

Шаг 1: Шаг 1. Установка теодолита

Точно вы угадали, что нам необходима точка отсчета, собственно это и будет нашей задачей на первом этапе. Находим на окрестности идеальную поверхность, принимая ее за исходную точку, по ней и центрируем прибор при помощи уровней и зажимных винтов на подставке. В конце концов необходимо получить только лишь горизонтальное положение прибора.

Шаг 2: Шаг 2. Ловим объект

Визиром находим задача, а винтами наводим измерительную сетку более определенно, чтобы установить центр объекта. На это все можно смотреть через зрительную трубу, если света вокруг недостаточно, то можно особым зеркальцем чуть-чуть сделать лучше ситуацию (кто хотя бы раз работал с микроскопом, должен обладать данным приемом). Когда центр выставлен, окуляром микроскопа отмечаем его значение.

Шаг 3: Шаг 3. Отделка результатов

Одним измерением прекраснее всего не довольствоваться, сделайте измерение пару раз, причем брать необходимо новый отсчет, к примеру, переместив его на известную вам величину, допустим 90 градусов. Если новые измерения будут разниться от предыдущих ровно на 90 градусов, то итог можно фиксировать целиком, если нет, то необходимо выполнить еще пару подобных измерений с различным отсчетом и определить усредненное значение.

Похожие посты

теодолитов | Как работает теодолит | Теодолит против Транзита | Как использовать теодолиты

Теодолит против транзита
Как использовать теодолит
Как работает теодолит

Типы теодолитов

Существует два вида теодолитов: цифровые и нецифровые. Нецифровые теодолиты сейчас используются редко. Цифровые теодолиты состоят из телескопа, установленного на основании, а также электронного считывающего экрана, который используется для отображения горизонтальных и вертикальных углов.Цифровые теодолиты удобны, потому что цифровые показания заменяют традиционные градуированные кружки, и это обеспечивает более точные показания.

Части теодолита

Как и другие нивелиры, теодолит состоит из телескопа, установленного на основании. Вверху телескопа есть прицел, который используется для выравнивания цели. Инструмент имеет ручку фокусировки, которая используется для четкости объекта. Телескоп содержит окуляр, в который пользователь смотрит, чтобы найти цель.Линза объектива также находится на телескопе, но находится на противоположном конце окуляра. Линза объектива используется для наблюдения за объектом и с помощью зеркал внутри телескопа позволяет увеличивать объект. Основание теодолита имеет резьбу для удобной установки на штатив.

Как работает теодолит?

Теодолит работает, комбинируя оптические отвесы (или отвесы), спиртовой уровень (пузырьковый уровень) и градуированные круги для определения вертикального и горизонтального углов при съемке.Оптический центрир обеспечивает установку теодолита как можно ближе к вертикали над точкой съемки. Внутренний спиртовой уровень гарантирует, что устройство выровнено до горизонта. Градуированные круги, один вертикальный и один горизонтальный, позволяют пользователю фактически определять углы.

Как использовать теодолит

1. Отметьте точку, в которой будет установлен теодолит, с помощью гвоздя геодезиста или кола. Эта точка является основой для измерения углов и расстояний.
2. Установите штатив. Убедитесь, что высота штатива позволяет инструменту (теодолиту) находиться на уровне глаз. Отцентрованное отверстие монтажной пластины должно находиться над гвоздем или колом.
3. Забейте ножки штатива в землю, используя кронштейны по бокам каждой ножки.
4. Установите теодолит, поместив его на штатив, и закрепите с помощью монтажной ручки.
5. Измерьте высоту между землей и инструментом. Это будет ссылка на другие станции.
6. Выровняйте теодолит, отрегулировав ножки штатива и используя уровень «яблочко». Вы можете сделать небольшие настройки с помощью регуляторов уровня, чтобы добиться нужного результата.
7. Отрегулируйте маленький прицел (вертикальный центрир), расположенный на дне теодолита. Вертикальный центрир позволяет гарантировать, что инструмент остается над гвоздем или колом. Отрегулируйте отвес, используя ручки внизу.
8. Наведите перекрестье основного прицела на точку измерения. Используйте фиксирующие ручки сбоку теодолита, чтобы держать его нацеленным на острие. Запишите горизонтальный и вертикальный углы с помощью телескопа, находящегося на стороне теодолита.

Теодолит против уровня транзита

Теодолит — это прецизионный прибор, используемый для измерения углов как по горизонтали, так и по вертикали. Теодолиты могут вращаться как по горизонтальной, так и по вертикальной оси. Теодолиты имеют много общего с транзитами.

Транзит — это геодезический инструмент, который также выполняет точные угловые измерения.Помимо транзита, в теодолитах установлены телескопы, которые можно вращать в разные стороны. И теодолиты, и транзиты могут использоваться для аналогичных проектов, но между этими двумя инструментами есть небольшие различия. Транзиты используют нониусные шкалы и внешние градуированные металлические кружки для измерения углов. Теодолиты используют замкнутые градуированные круги, а угловые показания снимаются с помощью внутренней увеличительной оптической системы. Теодолиты, как правило, имеют более точное считывание и обеспечивают большую точность измерения углов, чем транзиты.

Теодолиты в основном используются для геодезии, но они также могут быть полезны в следующих приложениях:

• Навигация
• Метеорология
• Разметка углов и линий здания
• Измерение и нанесение углов и прямых
• Выравнивание стен деревянного каркаса
• Формовочные панели
• Сантехника колонны или угла здания

Преимущества использования теодолита

Теодолиты имеют много преимуществ по сравнению с другими инструментами для нивелирования:

• Более высокая точность.
• Внутренняя увеличительная оптическая система.
• Электронные показания.
• Горизонтальные круги могут быть мгновенно обнулены или установлены на любое другое значение.
• Показания по горизонтальному кругу можно снимать слева или справа от нуля.
• Повторять показания не нужно.

Теодолиты имеют внутреннее оптическое устройство, которое позволяет считывать круги намного точнее, чем другие инструменты. Кроме того, поскольку теодолит позволяет снимать меньше повторных измерений, эти измерения можно проводить намного быстрее.Теодолиты с оптическими приборами имеют преимущества перед другими средствами разметки. У них более точные измерения, они не подвержены влиянию ветра или других погодных факторов, и их можно использовать как на ровной, так и на наклонной поверхности.

Уход за цифровым теодолитом и полезные советы

Как и другие инструменты, теодолиты требуют надлежащего ухода и обслуживания для обеспечения наилучших результатов и уменьшения износа инструмента.

• Не погружайте прибор в воду или другие химические вещества.
• Не роняйте прибор.
• Убедитесь, что теодолит зафиксирован в футляре во время транспортировки.
• Во время дождя накройте инструмент крышкой.
• Не смотрите прямо на солнечный свет через зрительную трубу на инструменте.
• Использование деревянного штатива может защитить инструмент от вибрации лучше, чем алюминиевый штатив.
• Важно использовать солнцезащитный козырек; любые резкие перепады температуры могут привести к неверным показаниям.
• Никогда не держите инструмент за зрительную трубу.
• Аккумуляторная батарея прибора всегда должна быть достаточно заряженной.
• Всегда очищайте инструмент после использования.
  • Пыль в корпусе или на приборе может вызвать повреждение.

• Если теодолит влажный или мокрый, дайте ему время высохнуть, прежде чем убирать его в футляр.
• При хранении убедитесь, что телескоп на инструменте находится в вертикальном положении.
• При повторном выравнивании теодолита положение над точкой заземления должно быть проверено и еще раз проверено, чтобы гарантировать то же положение.
• Когда теодолит перемещается над точкой заземления, уровень необходимо проверять и повторно проверять, чтобы убедиться в его точности.

Если вам нужна дополнительная информация, посетите полный список руководств по инструментам и уровням Johnson Level.

Магазинные теодолиты, строительные уровни и другие оптические приборы.

© 2015 Johnson Level & Tool Mfg. Co., Inc.

и его функции для измерений при съемке

имеет множество частей, которые необходимо регулировать каждый раз во время съемки. Перед использованием теодолита важно знать детали и их функции, чтобы свести к минимуму ошибки во время съемки теодолита.

Теодолит — инструмент, используемый при геодезии для измерения горизонтальных и вертикальных углов. Он также используется для выравнивания, косвенного измерения расстояний, удлинения линии и т. Д.Линия визирования теодолита может поворачиваться на 180 ^o в вертикальной плоскости вокруг своей горизонтальной оси.

Детали теодолита и их функции

Ниже приведены части теодолита:

• Телескоп
• Вертикальный круг
• Индексная рамка
• Стандарты
• Верхняя плита
• Нижняя плита
• Регулирующая головка
• Переключающая головка
• Уровень тарелки
• Штатив
• Отвес
• Магнитный компас

Телескоп

Телескоп — это фокусирующий инструмент, у которого на одном конце есть объект, а на другом — окуляр. Он вращается вокруг горизонтальной оси в вертикальной плоскости. Градуировка с точностью до 20 минут.

Вертикальный круг

Вертикальный круг прикреплен к телескопу и перемещается одновременно с телескопом. Градуировка в каждом квадранте пронумерована от 0 до 90 градусов.

Индексная рамка

Его также называют т-образным или верньерным каркасом. Он состоит из двух плеч: вертикального и горизонтального. Вертикальный рычаг помогает зафиксировать телескоп на желаемом уровне, а горизонтальный рычаг полезен для измерения вертикальных углов.

Стандарты

Стандарты — это рамы, которые поддерживают телескоп и позволяют ему вращаться вокруг вертикальной оси. Как правило, они имеют форму буквы A. Итак, стандарты еще называют А-образной рамой.

Верхняя плита

Также называется нониусной пластиной. Верхняя поверхность верхней пластины соответствует стандартам. Он также состоит из верхнего зажимного винта относительно винта касательной, который помогает прикрепить его к нижней пластине.

Когда верхний зажимной винт затягивается, верхняя и нижняя пластины прикрепляются и перемещаются вместе с некоторым относительным движением из-за верхнего касательного винта.Верхний [конец] также состоит из двух верньеров с расположенными по диагонали лупами. К нему прикреплен буксирный внутренний шпиндель.

Нижняя пластина

Также называется шкалой. Потому что он содержит шкалу с градуировкой от 0 до 360 показаний. Он прикреплен к внешнему шпинделю и состоит из нижнего прижимного винта. Если нижний зажимной винт ослаблен, а верхний зажимной винт затянут, обе пластины могут вращаться вместе.

Аналогичным образом, если нижний зажимной винт затянут, а верхний зажим ослаблен, тогда будет перемещаться только верхняя пластина, а нижняя пластина фиксируется трегером.

Регулирующая головка

Нивелирная головка содержит две параллельные треугольные пластины, называемые трегерами. Верхняя, известная как верхняя пластина трегера, используется для выравнивания верхней пластины и телескопа с помощью регулировочных винтов на трех ее концах. Нижний называется нижним трегером и крепится к штативу.

Подвижная голова

Подвижная головка также содержит две параллельные пластины, которые перемещаются одна над другой на небольшом участке.Под нижней пластиной лежит подвижная головка. Полезно центрировать весь инструмент над станцией.

Тарелка уровня

Уровни пластин несут верхняя пластина, расположенная под прямым углом друг к другу, при этом одна из них параллельна оси цапфы. Эти пластинчатые уровни помогают установить телескоп в строго вертикальное положение.

Штатив

Штатив — это не что иное, как подставка, на которую устанавливается теодолит. Его следует разместить таким образом, чтобы теодолит находился в точно выровненном положении.У штатива есть ножки со стальными башмаками на концах. Они надежно удерживают землю без каких-либо движений при размещении.

Штатив имеет внешний винт, с помощью которого теодолит крепится с помощью трегера в фиксированном положении.

Отвес

Отвес — это инструмент, имеющий конусообразный груз, прикрепленный к длинной нити. Груз подвешивается с помощью нитки из центра стойки штатива и выполняется центрирование теодолита.

Магнитный компас

Более простые теодолиты могут содержать круглый компас в центре верхней пластины.Когда мы выбираем север в качестве справочного меридиана будет полезно.

Подробнее:

Обработка теодолита , используемая в Геодезическая съемка

Специальные геодезические инструменты и их применение в инженерных изысканиях

Современные геодезические инструменты и их применение

Геодезические инструменты для измерения угла и высоты

Различные типы уровней, используемых для нивелирования при съемке

Геодезические инструменты и технологии

w3.org/1998/Math/MathML» xmlns:xlink=»http://www.w3.org/1999/xlink»> Теодолит — геодезический инструмент, используемый для точных угловых измерений в обоих горизонтальные и вертикальные плоскости.Теодолиты обычно используются для землеустройства, Маршрутная съемка, съемка строительства и в машиностроении.

3,1 Исторические прототипы современных теодолитов

Мы можем считать диоптрией Герона Александрийского (I век до н. Э.) современный прототип теодолита. До изобретения Герона древние ученые применял примитивные гониометрические инструменты в астрономии и строительстве. В астрономии измерялись в основном вертикальные углы и только горизонтальные углы. измеряется в здании.Заслуга Герона — изобретение универсального гониометрического прибор (рисунок 3.1).

Рисунок 3.1 Диоптрия Герона.

Он также разработал методы для практического использования. инструмента. Применяя эти методы, люди могли проводить соединение воды. снабжайте туннели, которые они вырыли с противоположных сторон горы!

Со временем гониометрические инструменты стали оснащены компасом для ориентация, трубчатый уровень и телескоп Кеплера. В то время Кеплер телескоп мог обеспечивать только внешнюю фокусировку.Это означало необходимость удаления окуляр вдоль оптической оси телескопа. Термин «теодолит» был введен Леонардом Диггесом в четырнадцатом веке, но он относился только к прибор для измерения горизонтальных углов. Следующим важным шагом стал оснастка теодолита телескопом, сделанная в 1725 г. Джонатаном Сиссоном. От В конце девятнадцатого века инструмент выглядел так, как мы видим на рисунке 3.2. В этот момент теодолит имел металлические круги (конечности). Измерение производилось двумя диаметрально противоположные микроскопы.Следовательно, эксцентриситет кругов » влияние было минимизировано. Наличие трех или четырех подъемных винтов на трегере было главной особенностью. На Kepler часто ставили точный трубчатый уровень. телескоп. Компас был важным инструментом для ориентации и обычно ставится между стандартами. Крепление и разделены фокусирующие винты, которые могут присутствовать в современных элементарных теодолиты.

Рисунок 3.2 Теодолит с металлическими кружками (конечностями).

3.2 Оптический теодолит

В 1920-х годах ведущие производители геодезических инструментов начали использовать стеклянные конечности. в своих теодолитах. Тем не менее, металлические конечности все еще применялись в теодолиты до 1960-х гг. Примерно в то же время со стеклянным лимбом внешний вид теодолитов, другой вид теодолита с внутренней фокусировкой появился телескоп. Вместо компаса между ними установили трубчатый уровень. стандарты. Компас был перенесен на эталон и стал разборным.В отдельные микроскопы заменены на общий, установлен окуляр рядом с окуляром телескопа. Также был добавлен оптический центрир. Замена отдельный трубчатый уровень на вертикальном круге с оптическим и механическим компенсатор стал последним усовершенствованием оптических теодолитов. Самый продвинутый Теодолиты имеют соосные винты крепления и фокусировки вместо отдельных. Последние усовершенствования оптических теодолитов проводились в 1990-х годах. An современный оптический теодолит представлен на рисунке. 3.3. Существующие производители геодезических инструментов прекратили разработку и выпуск оптических теодолитов. Однако, некоторые производители по-прежнему предоставляют их, в основном, по лицензиям (Таблица 3.1).

Рисунок 3.3 Оптический теодолит.

Таблица 3.1 Современные оптические теодолиты

3,3 Электронный теодолит

На пике своего развития оптические теодолиты стали надежными, компактными, легкий и эргономичный, но считывание значений оставалось утомительным и вряд ли доступен для автоматической регистрации. Были предприняты попытки автоматизировать данные регистрация в полевых условиях путем фотографирования частей конечностей в данный момент чтения. Затем пленка была обработана в лаборатории и перешла в автоматический режим. счетчики.В 1970-е годы технология распознавания символов была плохо развита, поэтому значения на конечностях кодировались с помощью белых и черных полос. Нет сомнений в том, что современные технологии позволят считывать конечность изображение персонажей намного проще, но в то время людям приходилось иметь дело с различные ограничения. Так появились первые закодированные конечности на теодолитах. Так как электронная и микропроцессорная техника прогрессировала, появилась возможность выполнить в теодолите технику обработки кодированных изображений конечностей. Такие теодолиты называются электронными теодолитами. В настоящее время геодезический инструмент производители их выпускают. Электронный теодолит имеет много общего с оптические модели (рисунок 3.4).

Рисунок 3.4 Электронный теодолит.

Телескоп, трегер, оптический центрир, винты фокусировки и крепления, оси. системы в основном остались без изменений. Измерительный микроскоп исчез из-за отсутствие нужды. Появился цифровой дисплей с клавишами управления. Теперь есть аккумуляторный модуль в правильном стандарте.Точность многих выпущенных моделей колеблется от 2 ″ до 20 ″. Теодолиты двухсекундной точности имеют электронный одноосный компенсаторы наклона. Некоторые из них даже имеют двухосевой компенсатор и лазерный отвес. Электронные теодолиты пятисекундной точности обычно включают одноосный компенсатор. Некоторые электронные теодолиты оснащены лазером. указатель. Теодолиты этого типа называются лазерными теодолитами.

3,4 Основной принцип работы Теодолит

Основным принципом каждой операции с теодолитом является выбранная основная осевая конфигурация согласно определенным требованиям.

3.4.1 Основные топоры теодолита

Оптические и электронные теодолиты имеют идентичные геометрические и кинематические характеристики. схема (рисунок 3.5). Это состоит из вертикальные и горизонтальные оси вращения и ось коллимации. Вертикаль ось — ось вращения инструмента. Горизонтальная ось — телескоп ось вращения. Вертикальная ось вращения снабжена горизонтальной измерительный круг. Горизонтальная ось вращения снабжена вертикальной измерительный круг.Эти круги часто называют конечностями. Ось коллимации линия, соединяющая центр объектива телескопа с сеткой сетки нитей. перекрестие.

Рисунок 3.5 Опорные оси теодолита.

3.4.1.1 Вертикальная ось теодолита

Вертикальная ось должна быть установлена ​​в положение отвеса в начале измерение. Это осуществляется с помощью ножных винтов на трегером и используя в качестве индикатора трубчатый уровень (рисунок 3.6). Затем вращаем инструмент и размещаем трубчатый уровень параллельно линии, соединяющей опорный винт 1 с опорой винт 2. Затем устанавливаем пузырек в центр трубчатого уровня, поворачивая винты 1 и 2. Затем мы поворачиваем инструмент на 90 ° вокруг его вертикали. оси и снова центрируем пузырек с помощью ножного винта 3. Затем поворачиваем инструмент на 180 ° для проверки регулировки трубчатого уровня.

Рисунок 3.6 Регулировка трубчатого уровня.

Если пузырек на трубчатом уровне движется от центра, установите его на полпути обратно к центру с помощью выравнивания винт 3. Теперь поправим вторую половину регулировочной винт.Нам нужно убедиться, что пузырек находится в центре, вращая инструмент на 180 °. Если нет, повторите настройку. Нам нужно повторить проверка и регулировка до тех пор, пока пузырек не окажется в центре любого инструмента должность. Трубчатая шкала уровня деление колеблется от 20 ″ до 60 ″ на 2 мм в зависимости от теодолита. точность. Это позволяет нам установить точность по вертикальной оси от 10 ″. до 20 ″. Этого достаточно для теодолитов низкой точности. Умеренный и прецизионные теодолиты имеют одноосные и двухосные компенсаторы для вертикальный наклон прибора для правильного считывания вертикальных и горизонтальные углы.

Важно, чтобы вертикальная ось оставалась высоко стабильный. Когда инструмент новый, об этом обычно мало беспокоиться, даже с теодолитами низкой точности. Однако после шока или неквалифицированного отремонтировать тугую вертикальную ось могут образоваться зазоры или внутренние вмятины. шариками подшипника. Первый признак проблемы обычно неадекватен реакции трубчатого уровня во время регулировки. Чтобы убедиться в этом неисправности, мы должны направить наш теодолит на очень четкую цель на расстояние около 10 м.Предварительно следует настроить инструмент очень осторожно установить в вертикальное положение с помощью трубчатого уровня. Затем расстегиваем зажимной винт горизонтального круга и несколько раз поверните инструмент в одну сторону и наоборот. Перед изменением направления вращения мы Следует убедиться, что горизонтальная линия сетки и цели совпадают. В случае видимого несовпадения при любом изменении направления, а также сопровождается отклонением пузырька, это указывает на вертикальную ось нестабильность. Проблема решается заменой осевой пары в специализированная мастерская.

3.4.1.2 Теодолит горизонтальная ось

Горизонтальная ось должна быть перпендикулярна вертикальной . Горизонтальная ось называется осью вращения телескопа. Вертикальная ось называется осью вращения инструмента. Горизонтальная ось неперпендикулярность вертикальной называется горизонтальной осью наклон.

Наклон горизонтальной оси ι искажает чтение горизонтального круга. вывод результатов при значении υ:

3.1 υ = ι⋅tgβ,

Влияние наклона горизонтальной оси на измерение горизонтального угла значения можно минимизировать, проводя измерения на двух круговых позиции (рисунок 3.7).

Рисунок 3.7 Позиции теодолита.

Одну из втулок горизонтальной оси можно немного снять для регулирования наклон оси. Регулировочная втулка ставится в стандартную без вертикального круга.Обычно это правильный стандарт теодолит. Некоторые производители предоставляют возможность регулирования во время теодолита, в то время как другие исключают любой доступ и устанавливают втулку с эпоксидный клей. Три наиболее часто используемых типа фиксаторов регулируемой втулки находятся в Рисунки с 3.8 по 3.10.

Рисунок 3.8 Узлы наклона горизонтальной оси теодолита Nikon регулировка.

Рисунок 3.9 Узлы наклона горизонтальной оси теодолита Topcon регулировка.

Рисунок 3.10 Узлы наклона горизонтальной оси теодолита Geo-Fennel регулировка.

Первый вид крепления самый удобный. Применяется в Nikon, Инструменты Trimble, Spectra Precision и Pentax. Регулировка выполнена с помощью двух винтов с коническими наконечниками. Перед настройкой немного ослаблены винты крепления фланца. Нам нужно снять аккумулятор и откройте резиновые заглушки, чтобы достать до этих винтов.

Регулирующие винты также могут быть закрыты резиновыми заглушками.Во время вращения регулировочные винты в любом направлении, мы можем повернуть фланец подшипника на небольшой угол вокруг штифта. Горизонтальная ось немного удалена на рост. После регулировки следует затянуть крепежные винты.

Второй тип часто применяется в Инструменты Topcon. Основное отличие этого типа — отсутствие штифта. В качестве шпильки используется один из винтов бокового крепления. Не расшатывается перед регулировкой. Еще одно отличие состоит в том, что регулировочные винты повернуты в том же направлении.Регулировочные винты имеют сферические наконечники.

Третий тип часто применяется в теодолитах низкой точности. Горизонтальный снятие оси осуществляется поворотом фланца эксцентрикового подшипника с помощью регулировочных винтов.

Если у теодолита нет узла регулировки наклона горизонтальной оси, то возможность незначительной регулировки с помощью крепежных винтов на вертикальной оси фланец.

Эти винты помещаются между эталонами теодолита и защищены крышка или резиновые заглушки.Регулировка осуществляется при помощи боковой крепежные винты (рисунок 3.11). Мы это можно сделать, только затянув один из винтов с нужной стороны и никогда не ослабляя противоположный винт. Этот метод не очень эффективен, потому что после настройки мы должны компенсатор.

Рисунок 3.11 Альтернативный метод устранения теодолитовой горизонтальности наклон оси.

Далее мы производим фундаментальную оценку оборудования теодолитовых топоров. перпендикулярность. Мы можем исследовать это двумя способами.Первый способ показан на Рисунок 3.12. Настроить теодолит на штативе на расстоянии 2,6 м от стены. Тонкая проволока с грузом подвешивается к верхней части стены. Чтобы удалить колебания проволоки, груз помещается в канистру с маслом.

Рисунок 3.12 Проверка наклона горизонтальной оси теодолита.

Толщина проволоки должна быть около 0,1 мм. Его угловой размер составляет 5 дюймов на расстояние 3 м от теодолитового объектива. Мы можем использовать горизонтальный теодолитовый круг или биссектриса сетки нитей для измерения малых углов.В Угловой размер биссектрисы сетки зависит от точности теодолитов и может быть равным 20 ″, 30 ″, 40 ″ или 60 ″.

Во втором методе используются отметка и линейка с градуировкой в ​​миллиметрах. В Отметка ставится вверху стены. Линейка расположена горизонтально на дно. Линейка должна иметь тонкие и четкие линии. Угловой размер деления 1 мм при таком же расстоянии 3 м составляет примерно 50 ″. Это Достаточно для теодолитов низкой и средней точности регулировка.

Мы проверяем наклон горизонтальной оси следующим образом.Направить телескоп к верхнему концу провода (или к метке) на одном из позиции круга. Затем отстегните вертикальный зажим и направьте телескоп к нижнему концу проволоки (или к линейке). Вертикальная линия сетка может немного совпадать с центром проволоки. Это естественно потому что возможен некоторый наклон вертикальной оси. Потом узнаем отклонение с помощью биссектрисы сетки или горизонтального круга теодолита. Если мы применим второй метод, мы должны сделать линейку чтение.Затем поворачиваем теодолит в другое положение и снова направляем к верхней цели. Снова наводим его на нижнюю цель. Вертикаль отклонение направления от нижней цели в обоих положениях размер теодолита не должен превышать 10 дюймов для теодолитов средней и высокой точности. 30 ″ разница допустима для теодолитов низкой точности. Если мы попробуем Во втором случае разница показаний линейки не должна превышать 0,2 мм (0,6 мм для теодолитов низкой точности). Если пределы превышены, мы должны исправить наклон горизонтальной оси с помощью аккомодации описанные ранее винты крепления фланца вертикальной оси.

3.4.1.3 Ось коллимации теодолита

Коллимационная ось телескопа должна быть перпендикулярна горизонтальная ось теодолита . Неперпендикулярность этих осей называется ошибкой коллимации C и влияет на горизонтальный угол считывает значение ε следующим образом:

3.2 ɛ = Ccosβ

Влияние ошибки коллимации на показания горизонтального угла может быть исключили следующим образом.Измерения горизонтального угла выполняется в двух положениях теодолита, а затем результат в среднем. Конечно, мы должны учитывать разницу в 180 ° между двумя позиции в том же направлении. Ошибка двойной коллимации — это угловая считывать разницу от 180 ° в одном направлении для обоих положений теодолит. Коллимационная ошибка не должна превышать 10 ″ для теодолиты высокой точности. Оно должно быть меньше 20 дюймов для теодолиты средней точности и не более 60 дюймов для низкой точности теодолиты.В случае превышения этих значений необходимо произвести настройку инструмента. с помощью горизонтальных регулировочных винтов на сетке (см. рисунок 3.13).

Рисунок 3.13 Регулировочные винты сетки.

Перед исправлением ошибок коллимации необходимо убедиться, что сетка наклон не произошел. Подвесной вертикаль удобно использовать провод (см. рисунок 3.12). Сначала мы должен правильно установить вертикальную ось теодолита в вертикальную должность. В случае, если изображение провода не совпадает с вертикальной линией прицельной марки, следует немного ослабить винты крепления фланца окуляра и поверните фланец на необходимый угол. Затем закручиваем саморезы. Там — еще один предлагаемый метод регулировки наклона сетки нитей. Мы начинаем с совмещение вертикальной линии сетки нитей с целью. Затем убираем Изображение цели к нижнему краю сетки нитей с помощью винта вертикального касательного. В случае, если изображение удаляет больше, чем толщина линии размера, требуется корректировка.

Ось коллимации телескопа должна быть горизонтальной когда показание вертикального круга равно нулю.Чтобы встретить это требование, мы должны измерить вертикальный угол в двух положениях теодолит. Общая сумма этих показаний должна составлять 360 °, если теодолит имеет обычную полную шкалу (от 0 ° до 360 °) вертикального круга. Немного теодолиты низкой точности имеют шкалу наклона ± 90 ° вместо шкалы полная шкала. В этом случае прицелы одной и той же цели должны иметь углы наклон в обоих положениях теодолитов и должен быть одинаковым, но иметь противоположные знаки. Разница суммы от 360 ° (0 ° для инструментов со шкалой наклона), разделенный на две части, называется вертикальным кругом ошибка индекса. Чтобы исправить это, мы должны исправить вертикальный круг Считайте показания с помощью винта вертикального касательного. Затем мы совмещаем горизонтальная линия сетки прицела к цели с помощью вертикальной регулировочные винты (см. рис. 3.13). Мы предлагаем исправлять только небольшие ошибки вертикального индекса с помощью с помощью этих винтов. Если значение вертикального индекса составляет несколько минут, могло появиться горизонтальное смещение или наклон сетки. Горизонтальный удаление сетки меняет значение коллимационной ошибки, которое должно быть исправленный.Регулировка вертикального индекса теодолитов низкой точности может быть Выполняется только регулировка винтов сетки нитей.

Теодолиты оптические с компенсатором наклона вертикали оси обычно имеют возможность регулировки вертикального индекса через компенсатор корректировки.

Все электронные теодолиты имеют специальные программы для расчета вертикального ошибка индекса. Пользователям рекомендуется использовать корректирующую программу вместо с помощью вертикальных регулировочных винтов сетки нитей. Программа обычно инициируется одновременным нажатием клавиш (что характерно для каждого производителя и описано в их руководствах) или вводя специальный меню. Затем мы обычно наводим на цель дважды из разных теодолитов. позиции. После каждого прицеливания нужно нажимать клавишу Enter. После На втором входе автоматически выполняется коррекция ошибок вертикального индекса. Электронные теодолиты без компенсатора настраиваются таким образом без проблем. Для электронного теодолиты с компенсатором.

Если электронный теодолит подвергается удару, программная вертикальная настройки индекса могут быть неправильными. Это происходит из-за смещения компенсатора после шока. Чтобы проверить положение вертикального указателя, мы должны установите телескоп в горизонтальное положение, установив вертикальный круг считывается равным 90 ° (или 0 °). Затем тестируем как обычный оптический уровень с выравнивающими стержнями.

3,5 Основные части теодолита

3.5.1 Измерительная система теодолита

3. 5.1.1 Система измерения оптического теодолита

Оптическая система измерения теодолита состоит из горизонтального и вертикального стеклянные конечности, плюс блоки чтения. Оптические теодолиты стеклянные прозрачные конечности имеют круглую шкалу с градуировкой от 10 ‘до 1 °. Добавлены градусы с арабскими цифрами. Устройство считывания оптического теодолита — микроскоп снабжены индексом или шкалой микрометра.

Измерительная система элементарного современного оптического теодолита показано на рисунке 3.14. Внешний вид свет освещает вертикальную ветвь через матовое окошко. Затем свет проходит через прямоугольную призма вертикального канала и доходит до прозрачного горизонтального лимба. Изображения в горизонтальном и вертикальном масштабе не перекрывают друг друга и параллельно, если регулировка правильная. Затем изображения входят в горизонтальную микроскоп. На самом деле это характерно и для вертикальных, и для горизонтальные каналы. Вот почему после изображения горизонтального канала регулировки мы должны подтвердить изображение вертикального канала. Оптическая схема такой вид называется последовательным. Пройдя через микроскоп, изображения кругов попадают в прямоугольную призму, которая отправляет изображения в маска. Маска микроскопа похожа на сетку телескопа. Имеет два отдельных прозрачные окна для вертикальных и горизонтальных каналов. Различные типы микроскопов имеют разные окна. Элементарные микроскопы имеют индексированные окна (см. рис. 3.15). Микроскопы теодолитов средней точности имеют масштабированные окна.

Рисунок 3.14 Оптическая система измерения теодолита.

Рисунок 3.15 Считывание полей зрения окуляров.

Изображение вертикальных и горизонтальных кругов, наложенных маской. пентапризма, а затем окуляр микроскопа.

3.5.1.2 Измерительная система электронного теодолита

Конечности электронных теодолитов покрыты непрозрачным покрытием, есть пробелы в коде. Они могут иметь регулярные интервалы (инкрементное решение) и нестандартные (раствор штрих-кода).Матрица из пяти фотодиодов используется в качестве читатель в инкрементальном решении. Линия CCD (устройство с зарядовой связью) Применяется как считыватель в растворе штрих-кода.

Электронный теодолит инкрементальный измерительная система — это своего рода накопительная измерительная система. Перед измерения они принудительно обнуляются. При измерении инкрементальной системы накапливает мелкие части отмеренного количества. Классический пример этих единиц — часы. Обычные часы — это возрастающая величина, необратимая система измерения времени.Фотоэлектронная инкрементальная необратимая система для измерения расстояния находится в верхней части рисунка 3.16.

Рисунок 3.16 Принцип инкрементального измерения.

Источник света (светодиод) представляет собой узкий луч с конденсорная линза и маска с прорезью. Перед фотоприемник. В момент движения сетки щелей синусоидальная модуляция света возникает на входе фотоприемника. Моноканальный необратимый решения используются редко.В нижней части рисунка 3.16 есть два канала, которые необходимо для обеспечения обратимости. Поскольку расстояние может увеличиваться или, наоборот уменьшение, на практике только двухканальная обратимая система используется для измерения расстояния. Датчик имеет две щели, сдвинутые на одну относительную к другому на фазе одной четвертой шага сетки. Это также два фотоприемника. Когда сетка движется в одном направлении, синусоидальный сигнал на выходе одного из фотодиодов опережает сигнал на выходе другой фотодиод.Когда сетка движется в обратном направлении, сигналы последовательность обратная.

Инкрементальные угловые измерительные системы основаны на том же принципе. В сетка щелей задается по кругу, а угол определяется как расстояние прошла мимо щелевой маски по кругу. Есть несколько десятых прорезей на маске для усиления сигналов на выходах фотодиодов. Прорези маски распределяются на том же этапе, что и шаг сетки вокруг конечности.

Инкрементальная измерительная система электронного теодолита представлена ​​на рисунке 3.17. Инкрементальная конечность. шкала представляет собой правильную последовательность одинаковых темных и прозрачных полос. В угловой интервал между ними от 1 ‘до 2’. Конечность также имеет короткую полоска штрих-кода для обнуления. Неподвижная маска на очень маленьком расстояние (от 5 до 10 мкм) от весов (рисунок 3.18).

Рисунок 3.17 Система инкрементального измерения.

Рисунок 3.18 Маска и инкрементальный масштаб.

Имеется источник света на одной стороне лимба и пятиполюсная фотодиодная матрица. в другом.Маска сделана непрозрачной, но имеет пять прозрачных трафареты. На одном из них есть полоска штрих-кода, идентичная той, что есть на конечности. Когда мы поворачиваем конечность, когда происходит их полное наложение, и нулевой фотодиод генерирует короткий импульс. Остальные четыре трафарета состоят из последовательностей прозрачных полос с те же периоды, что и на конечности. Однако эти трафареты смещены на одну четверть периода от каждого Другой. При вращении конечности четыре синусоидальных сигнала генерируются на соответствующие выходы фотодиодов.Сдвиг фазы этих сигналов составляет 90 °. Далее эти сигналы обрабатываются двумя блоками: обратным счетчик и интерполятор. Перед вводом обратного счетчика синусоидальные сигналы преобразуются в импульсные. Далее пары Анализируются сигналы с фазовым сдвигом на 90 °. При повороте конечности на один направлении первая пара импульсов продвигает вторую пару импульсов. Когда мы меняем направление вращения конечности, импульсная последовательность тоже изменилось. Эти импульсы попадают в триггер, чувствительный к изменениям. последовательностей этих сигналов на его входах.Триггер переключается при каждое изменение направления вращения конечности. Спусковой механизм управляет реверсом счетчик импульсов. Последовательность импульсов от одного из четырех каналов поступает в вход счетчика. Данные, накопленные обратным счетчиком, равны текущее угловое значение. Дискретность значений от 1 ‘до 2’. Точнее угловое значение может быть получено с помощью интерполятора. Он несет предварительную аналоговую обработку синусоидальных сигналов и затем введите аналого-цифровой преобразователь. Предварительный аналого-цифровой обработка необходима для минимизации постоянного дрейфа сигнала. Вот почему Сигналы с фазовым сдвигом на 180 ° обрабатываются попарно. Данные как с обратной стороны счетчик и аналого-цифровой преобразователь входят в теодолит микропроцессор. Используя данные, микропроцессор вычисляет угловой значение с точностью до 1 ″.

Система инкрементальных угловых измерений получила наибольшее распространение 10–20 лет. тому назад. В то время все ведущие производители, кроме Leica, создавали электронные теодолиты по этому принципу.В настоящее время этот принцип медленно исключены более совершенными абсолютными методами. Сегодня только четверть электронные теодолиты использовали инкрементные датчики.

Абсолютный метод основан на том, что любое положение конечности соответствует назначенному угловому значению. Оптический теодолит измерения системы подобны абсолютным системам. Электронные теодолиты имеют Абсолютный код конечностей (рис. 3.19).

Рисунок 3. 19 Система измерения штрих-кода.

Существует несколько типов кодирования конечностей.Раньше были мультитрековые кодовые конечности в измерителях угла. Из-за линии CCD развитие технологий, только сейчас Растворы со штрих-кодом используются в абсолютных электронных теодолитах. Такая конечность имеет бесконечную полосу штрих-кода, расположенную по окружности. Абсолютно угловатый Датчик состоит из светодиода и линии CCD, на которой штрих-код проецируются изображения полос. Сигнал ПЗС обрабатывается так же, как и был описан в главе 2 о цифровых уровнях.Единственная разница в том, что цифровой стержень закодирован в линейные значения, тогда как конечность штрих-кода кодируется в угловых значениях. Это таким же образом мы узнаем точную часть углового значения по сдвиг фазы несущей штрихкод сетки. Вот как мы находим миллиметры и их доли на цифровом уровне. Есть несколько систем конечностей кодирование. Обычно они унифицированы каждым производителем. Например, Topcon применяет тот же метод измерения фазы для кодовых нивелирных стержней и их теодолиты конечностей. Другие ведущие производители используют свои технические фундамент как цифровых теодолитов, так и нивелиров.

3.5.1.3 Влияние неправильного положения конечности на систему угловых измерений Точность

Теодолитная измерительная система может ошибаться из-за неправильного расположения либо конечности, либо сенсоры. Ошибки возникают, если центр конечности шкала не находится на оси вращения, а также если плоскость конечности наклонена к этой оси (рисунок 3.20). Такие Ошибки называются эксцентриситетом конечности и наклоном конечности.

Рисунок 3.20 Ошибки положения конечностей.

Эксцентриситет конечности — одна из основных причин погрешности измерения теодолитов, и это вряд ли поддается исправлению. Разрешите нам проанализировать формулу эксцентриситета:

3.3 β = (lr) ρ ″ sinα

Берем типичную конечность диаметром 80 мм и накладываем ее на ось вращения.Обычно точность наложения составляет от 1 до 2 мкм. По этой формуле оцениваем максимальное значение угловой погрешности от 5 ″ до 10 ″! Теперь мы понимаем, что мы нужна не только высокая точность юстировки теодолита, но и высочайшая качество осевых систем и подшипников. Влияние эксцентриситета могло быть методически минимизирован путем измерения угла в двух положениях теодолит (см. рис. 3.7). Два диаметрально противоположные датчики устанавливаются с высокой и средней точностью электронные теодолиты, чтобы минимизировать эту ошибку.Некоторые из ведущих производителей применять методы математической коррекции в электронных теодолитах. После После сборки прибор испытывается на угловом стенде. В соответствии к испытаниям определяются угловая и линейная составляющие этой погрешности. потом они записываются в постоянную память микропроцессора, которая вычисляет данные коррекции эксцентриситета и вставляет их в каждый угловой чтение.

В оптических теодолитах могут быть значительные значения эксцентриситета конечностей. видимый.Мы могли видеть изображения конечностей, перемещающиеся по краям маски, когда вращая теодолит. Рекомендуется проверить влияние эксцентриситета конечности. в лаборатории. В центре комнаты с устойчивым полом мы установили нашу испытанную теодолит. Чтобы проверить эксцентриситет горизонтального круга, мы положили из от шести до двенадцати отметок с одинаковым угловым интервалом на стенах комнаты. Метки должны быть расположены на одной горизонтальной линии, и желательно чтобы они были на одинаковом расстоянии от теодолита. Затем проводим угловые измерения, указывающие на эти отметки в обоих положениях теодолит.Теперь посчитаем коллимационные ошибки по каждому направлению. Тогда мы нарисовать диаграмму, иллюстрирующую зависимость погрешности коллимации от горизонтального положение конечности (рис. 3.21).

Рисунок 3.21 Диаграмма эксцентриситета конечностей.

Схема имеет синусоидальную конфигурацию, особенно когда ошибки существенный. Амплитуда диаграммы не должна превышать допустимую. коллимационная погрешность для определенной оценки точности теодолитов.

Если у нас нет возможности равномерно распределить отметки по горизонтальной линией можно поставить только четыре или три отметки, распределенные равномерно в пределах угла около 100 °.Затем намечаем положение трегера на основание штатива острым карандашом. В На следующем шаге измерьте углы, указывающие на отметки на двух теодолитах. позиции. Затем осторожно открутите винт крепления основания штатива. и поверните теодолит на угол 120 °. Затем накладываем трегер контур на основании штатива и закрепите винт крепления штатива. Если мы тестируем электронный инкрементальный теодолит, мы не должны он выключен во время теста. Теперь снова выполните измерения, указав на отметки на двух позициях теодолита.Снова переставляем прибор под углом 120 ° и выполните те же измерения, указывая на метки. Таким образом, у нас есть от девяти до двенадцати направлений для проверки эксцентриситет горизонтального круга.

Проверка эксцентриситета вертикального круга менее трудна. Мы должны проверить влияние эксцентриситета только в рабочем диапазоне вертикального круг ± 30 °. Подойдут три марки. Один из них установлен рядом с горизонтом. линия и две другие размещены на краях рабочего диапазона. Один из метки размещаются под углом 30 ° над горизонтальной линией, а остальные под таким же углом ниже горизонтальной линии.Вертикальный угловой измерения проводятся в двух положениях теодолита, указывающих на эти знаки. Затем мы вычисляем нулевые позиции (вертикальные индексы) для три вертикальных направления. Если нулевые позиции совпадают, эксцентриситет не существует. При наличии эксцентриситета нулевое положение не должно превышать крайние пределы для теодолитов такого типа точности.

Наклон конечности имеет очень небольшое геометрическое влияние на angular читает. Даже наклон в несколько минут не влияет на результат.Тем не менее, значение наклона конечности должно быть меньше одного угловая минута по следующим причинам. В оптическом теодолите изменение расстояния между микроскопом и конечностью может быть причина расфокусировки изображения конечности на различных участках. В электронном теодолита, это изменение расстояния могло привести к неисправность из-за изменения уровня сигнала. Наклон конечности особенно опасно для инкрементальных электронные теодолиты. Маска инкрементального датчика обычно устанавливается на расстояние 10 мкм от лимба; поэтому наклон конечности может иметь привело к контакту маски и конечности друг с другом.В таком случае они могут быть уничтожены.

Известно, что теодолиты ведущих производителей имеют надлежащую настройка конечностей. При использовании теодолитов столкновения возникают редко, так как их горизонтальные круги должным образом защищены и имеют прочные оси. Между тем, вертикальная конечность могла изменить свое положение в случае физического удара. Телескоп особенно чувствителен к ударам. Каждый раз, когда теодолит упал, мы должны проверить эксцентриситет конечностей.

3.5.2 Компенсатор вертикального индекса теодолита

3.5.2.1 Компенсатор вертикального индекса оптического теодолита

Оптические теодолиты средней точности имеют более сложную оптическую схема вертикального канала из-за наличия компенсатора индекс вертикального круга (рис. 3.22).

Рисунок 3.22 Компенсатор вертикального индекса оптического теодолита.

Компенсация осуществляется следующим образом. Параллельная стеклянная пластина подвешивается на эластичных полосках, устанавливается между вертикальным кругом микроскопа и маска.Схема подвески аналогична компенсатору уровня с обратный маятник. Уравновешивается регулировочными грузами, расположенными в верхней части. часть маятника компенсатора. Когда вертикальная ось теодолита наклонен в продольном направлении x параллельно листовое стекло вращается вокруг своей оси, сохраняя прежнее уравновешенное состояние. Во время этого поворота изображение вертикальной конечности смещается относительно маски. шкала при требуемом значении компенсации. На момент теодолита наклон вертикальной оси, поперечное направление y из компенсации не происходит.Поэтому при использовании оптических теодолитов необходимо внимательно следить за положением пузырьков в трубчатом уровне. В теодолит средней точности уровень всегда устанавливается в поперечном должность.

3.5.2.2 Компенсатор вертикального индекса Электронный теодолит

Компенсаторы в электронных теодолитах выполняют ту же функцию, что и делают в оптических теодолитах, то есть минимизируют влияние вертикального наклон оси по результатам измерений. Тем не менее, эта проблема в электронный теодолит решается иначе, чем в их оптических аналоги.Оптический теодолитовый компенсатор изменяет движение луча в блок оптического считывания. Движение луча зависит от вертикальной оси наклон.

В электронных теодолитах компенсатор представляет собой самостоятельное устройство, которое измеряет небольшие угловые наклоны вертикальной оси. Данные из компенсатор поступает в микропроцессор теодолита. Нам решать, что делать с данными. Мы умеем давать инструкции микропроцессору учесть полученные данные при измерениях углов.Мы можем переключиться выключить компенсатор или вывести данные на дисплей для оценки наклон инструментов. Есть электронные теодолиты, у которых нет трубчатый уровень. В этом случае мы можем использовать электронный уровень для установки вертикальную ось в отвес. Предварительная установка теодолита осуществляется с круговым уровнем. Наклон по направлению x больше всего влияет на результаты измерения. В направление параллельно плоскости вращения телескопа.В наклон вертикальной оси к направлению x непосредственно влияет на результат измерения вертикального угла. и направление перпендикулярно направлению x . Значит мы можем см. из уравнения 2.1 что наклон вертикальной оси в направлении y оказывает меньшее влияние на результаты измерений. Вот почему двухосный компенсаторы обычно применяются в тахеометрах и редко в теодолит.

Одноосный компенсатор применяется в электронных теодолитах, где точность составляет 5 дюймов и выше (Таблица 3.2). К сожалению, некоторые производители не ставят компенсаторы на 5 дюймов. теодолиты точности. Это, кажется, показывает, что это не касается ведущих. производители. Например, даже Leica устанавливает двухосевые компенсаторы в Теодолиты точности 9 дюймов.

Таблица 3.2 Современные электронные теодолиты с одноосным Компенсаторы (или без компенсатора)

Теперь рассмотрим типичный одноосный компенсатор, который используется в большинстве электронные теодолиты (рисунок 3.23).

Рисунок 3.23 Одноосный электронный компенсатор.

Основным элементом компенсатора является трубчатый уровень жидкости, внешний сбоку есть металлические контакты. Они используются как пластины переменного конденсатора. Работа такой трубчатой ​​конденсаторной выравнивающей ячейки была упомянута в главе 2. Следует отметить что компенсатор в электронном теодолите должен соответствовать более высоким требования.

Мы знаем, что длина пузыря на трубчатом уровне зависит от температура.Трубчатые уровни с пузырьками с чувствительностью от 20 ″ на В теодолитах используется от 2 до 30 дюймов на 2 мм. Точность компенсатора с такими трубчатыми уровнями составляет около нескольких секунд. Этот вид точность во всем рабочем диапазоне может быть достигнута только при учете учет температурной коррекции. Вот почему электронный датчик температуры устанавливается рядом с флаконом. Данные с датчика поступают прямо в теодолит микропроцессор.

Любая конденсаторная измерительная система очень чувствительна к электрической индукции.Поэтому флакон компенсатора защищен металлическим электростатическим экран.

В нижней части кронштейна компенсатора есть два отверстия для его крепления. внутренняя сторона эталона теодолита. Если нам нужно отрегулировать компенсатора, мы должны немного ослабить крепежные винты в этих дыры. Мягким постукиванием мы можем наклонить компенсатор по x , пока ось трубчатого уровня не будет перпендикулярно вертикальной оси вращения инструмента. После этого крепежные винты следует затянуть. Как обычно, такая корректировка изначально устанавливается производителем, и если теодолит не нарушены, то настройки производителя будет достаточно во время срок службы.

Как правило, достаточно периодической электронной настройки. Каждый электронный Теодолит имеет специальное программное обеспечение для определения нуля вертикального круга должность. Программное обеспечение обычно совмещено с электронным программа регулировки уровня. Иногда программа электронной регулировки уровня обособленный пункт в меню теодолита.Чаще двухосные компенсаторы есть такое программное решение. Все эти программы доступны для пользователей.

Если теодолит подвергся сильному удару, рекомендуется проверить компенсатор. Мы должны это сделать, даже если теодолит правильно выполняет настройку программы. Во время теста мы должны определить рабочий диапазон компенсатора и линейность его работы. Начнем с размещения теодолит на расстоянии нескольких метров от стены так, чтобы одна из ступней саморезы направляют к стене. Теперь устанавливаем вертикальную ось в отвес. положение с помощью трубчатого уровня. Затем устанавливаем телескоп горизонтально, поворачивая его, пока значение вертикального угла не станет равным 0 ° или 90 °. потом смотрим рабочий диапазон компенсатора в технических характеристиках теодолита. Обычно это 3 ‘. Затем мы отмечаем три индексные строки на стена. Один из них горизонтальный, а два других на 3 фута выше и ниже горизонтальная линия соответственно. Маркировка этих линий выполняется с помощью помощь считывания вертикального угла.Стенд готов. Тогда мы направьте теодолит на горизонтальную указательную линию на стене. Теперь мы будем поверните ножной винт трегера и наложите горизонтальную линию сетка с верхней указательной линией на стене. Таким образом мы наклоняем вертикальная ось теодолита на уровне 3 ‘. Затем запишите вертикальный угол ценность. В идеале он должен быть равен 3 ′. Допустимая разница составляет ± 3 дюйма для теодолиты высокой точности, а для теодолитов средней точности — ± 5 дюймов. Аналогично тестируем компенсатор, наклоняя его в обратном направлении.На этом этапе мы совмещаем сетку с нижней индексной линией означает ножной винт. Если отклонения превышают указанные выше значения, но остаются такими же при противоположных склонностях, мы можем прийти к выводу несущественного масштабного фактора.

Если эти отклонения несимметричны, значит компенсатор сдвинут. В корректировку положения компенсатора следует производить в специализированном цех.

Если у вас есть большой опыт настройки геодезических инструментов, вы можете попробуйте самостоятельно отрегулировать одноосный компенсатор.Мы бы использовали то же самое стоять. Сначала устанавливаем вертикальную ось в положение отвеса. Тогда мы Немного ослабьте компенсатор от крепежных винтов. Затем ставим телескоп в горизонтальное положение и наведите указатель на горизонтальный указатель линия на стене. Теперь осторожно поверните ножной винт до вертикального угла. показания перестают меняться. Размечаем это положение на стене. Для следующего шага, поворачиваем ножной винт в обратную сторону и отмечаем противоположную точка, в которой компенсатор прекращает работу.

Теперь находим середину между этими двумя точками с градуированным миллиметром. линейка. Затем мы поворачиваем зрительную трубу и накладываем сетку на сетку. средний. Значение вертикального круга теперь будет отличаться от 90 ° 00′00 ″. Легким постукиванием по кронштейну компенсатора пытаемся снять показания близко к 90 ° 00′00 ″. Двадцать секунд точности подойдет. Не следует сильно стучать, так как хрупкий флакон уровень может треснуть. Теперь осторожно затянем крепление компенсатора. винты. После этого мы должны завершить настройку с помощью компенсатора и проведите испытания еще раз.

Электронные теодолиты с двухосевыми компенсаторами используются редко. Немного Примеры этого типа теодолитов перечислены в таблице 3.3. Один из самых известных двухосевых компенсаторы показаны на рисунке 3.24. Часто используется в тахеометрах ведущих производителей. производителей, а также установлен в электронных теодолитах Sokkia. В Основная составляющая этого компенсатора — точный круговой уровень. Его дно изготовлен из гладкого оптического стекла. Источник света установлен ниже. Балки свободно проходить через центр пузырьков круглого уровня.Лучи, которые достигают края пузыря, отражаются и рассеиваются. Те балки, у которых есть проходит через пузырек свободно проходит мимо пузырька с минимальным отклонением в центр. Если мы установим экран над уровнем, мы сможем увидеть кольцевая тень, движущаяся при наклоне круглого уровня. Если мы настроим матрица из четырех фотодиодов вместо экрана, мы можем наблюдать за движение, анализирующее сигналы фотодиодов. Эти фотодиоды устанавливаются на электронную плату вместе. с усилителями и датчиком температуры.Микропроцессор применяет эти сигналы для расчета положения пузыря. Информация о положении пузыря доступны в графической или цифровой форме.

Рисунок 3.24 Двухосный электронный компенсатор, применяемый Sokkia.

Таблица 3.3 Теодолиты с двухкоординатными компенсаторами

Двухосевой компенсатор устанавливается в том же месте на одноосном блоке, с помощью двух крепежных винтов. Регулируется по x направление аналогично одноосному компенсатору. Чтобы отрегулировать компенсатор по направлению y , поворачиваем компенсатор корпус вокруг своей оси относительно кронштейна крепления. После корректировки по направлению y завершено, компенсатор закреплен с помощью стопорных винтов.

Тестирование двухосевого компенсатора очень похоже на одноосное тестирование. Проводится раздельное тестирование обоих направлений. x Тестирование направления аналогично тестированию одноосного компенсатора. В y направление тестирования также связано, но наклон углы выставляются по-другому. Сначала наклоняем теодолит по в направлении x , вращая ножной винт и нацеливаясь на сетка к индексным линиям. Затем поворачиваем теодолит на 90 ° и переключаем отображение в режиме электронного уровня.Мы видим угловое значение наклон по направлению y . Затем мы переключаем дисплей в режим измерения углов и поверните теодолит на 180 °. Теперь отметим значение угла наклона по направлению y . Затем корректируем компенсатор по направлению на . путь мы проделали в направлении x . Конечно, потом мы необходимо завершить настройку с помощью программного обеспечения компенсатора и провести снова тесты.

Решение с двойным осевым компенсатором от Leica показано на рисунке 3.25.

Рисунок 3.25 Двухосный электронный компенсатор, применяемый Leica.

Герметичный сосуд, наполненный силиконом масло используется как чувствительный элемент в компенсаторе. Масло используется потому что колебания в нем быстро затихают. Сосуд имеет прозрачный дно. На верхней поверхности масла есть зеркало для лучей света. падение на поверхность под острым углом. Свечение светодиода направлено на оптическая маска (рисунок 3.26), которая формирует изображение ортогональных и наклонных полос.Изображение повернуто с зеркало и проходит через половину объектива. Тогда изображение полосок проходит через чувствительный элемент и возвращается к половине объектива который отправляет изображение на линейную ПЗС-матрицу.

Рисунок 3.26 Принцип считывания компенсатора показан на рисунке 3.25.

Электронный сигнал на выходе ПЗС (нижняя часть рисунка 3.26). Расстояние от нулевой пиксель к центральной группе экспонированных пикселей предоставляет информацию о наклон x направления.Интервал между двумя группами наклонных линий дает информацию о наклоне y направление.

Другие разработчики также используют сосуд, наполненный силиконовым маслом в своих компенсаторы. Решение, предложенное Trimble, показано на рис. 3.27. Узкий луч идет от светодиода к вращающейся призме. его на дно сосуда. В днище сосуда имеется окошко для линз. В луч света отражается от поверхности масла. Затем луч попадает в матрица изображения.Подобный тип используется в видеокамерах. Есть светлое пятно на чувствительная область матрицы изображения. Видеосигнал поступает с матрицы вывод на микропроцессор изображения, который вычисляет x и y координата энергетического центра светового пятна.

Рисунок 3.27 Двухосный электронный компенсатор, применяемый Тримбл.

В новейших разработках Sokkia применяет ту же структуру для двухкоординатного компенсатор (рисунок 3.28). Их основное отличие состоит в использовании квадратной маски, состоящей из двух пересечение ортогональных штрих-кодов.Изображение маски перемещается по чувствительной области матрицы изображения в результате изменения наклона поверхности масла. Изображение микропроцессор вычисляет движение изображения по обоим направлениям x ось и ось y . Типовые программы применяются для обработка изображений штрих-кода.

Рисунок 3.28 Двухосевой электронный компенсатор, применяемый Sokkia (новый).

Компенсаторы с сосудом, заполненным силиконовым маслом, и матрицей изображения (или линейная ПЗС-матрица) более стабильны, чем матрицы с трубчатым (или круглым) флюидальный уровень.Также они имеют широкий рабочий диапазон и лучшую линейность. Вот почему они обычно не требуют механической регулировки. Периодически программная настройка компенсаторов необходима с целью переназначение их нулевых пикселей.

3.5.3 Теодолит телескоп

Современные телескопы геодезических инструментов часто базируются на телескопе Кеплера. принципы. Рассказ о его разработке и его оптической схеме находится в главе 2. В теодолитах с 20 по Используются телескопы с 40-кратным увеличением.Такое увеличение необходимо, поскольку невооруженный глаз имеет угловое разрешение около 30 ″, при этом требуется точность прицеливания в съемка 2 ″ и выше. Мы знаем, что увеличение телескопа Кеплера обозначен как

3,4 M = fofe

Есть некоторые технологические ограничения в выборе фокусного расстояния глаза. Это Изготовить короткофокусный окуляр с приемлемой геометрической формой сложно. искажения.Вот почему фокусные окуляры менее 10 мм применяются редко. геодезические инструментальные телескопы. Если мы вставим это значение в уравнение 3.4, мы увидим, что при 30-кратном увеличении телескопа его длина равна 300 мм. Предыдущий телескопы геодезических инструментов были довольно большими и длинными.

В настоящее время объективы геодезических инструментов состоят из двух частей. Есть фронт объектив и фокусирующая линза (см. рис. 3.29).

Рисунок 3.29 Двухкомпонентный объектив.

Двухлинзовые оптические системы имеют эквивалентное фокусное расстояние:

3.5 F = fofFfo + fF − l

Анализируя формулу, мы видим, что эквивалентное фокусное расстояние F длиннее фокусного расстояния переднего объектива линза f _o . Это означает, что для получения необходимого телескопа увеличения, мы должны применить более короткий фокусный передний объектив, а затем добавить негативная линза, установленная на расстоянии l по передняя линза.Таким образом, для фокусировки применяется отрицательная линза. Общая длина зрительной трубы зависит от фокусного расстояния переднего объектива. Двухкомпонентные объективы позволяют сократить длину телескопа на приблизительный коэффициент 2.

Современные объективы телескопов могут состоять из трех частей. Телескопы этого вид применяются в маркшейдерских планках. Теодолиты имеют только двухкомпонентные цели. Получение прямого изображения в теодолиты выполняются так же, как и маркеры.Оптические схемы для преобразования перевернутых изображений в прямые описаны в главе 2. Призмы Аббе или Порро используются для этой цели (их полные имена Abbe-Koefin или Porro-Abbe призмы).

В настоящее время в большинстве теодолитов, имеющих прямое изображение, Аббе применяются телескопы призменного типа (рис. 3.30).

Рисунок 3.30 Теодолитовый телескоп с призмой Аббе.

Эта категория телескопов состоит из трех основных частей. Эти основной корпус телескопа с передней линзой объектива, системой фокусировки и окулярный элемент.Основной корпус телескопа также имеет цапфы оси, которые отсутствуют на рисунке. Объектив теодолитов обычно имеет две или три линзы. Некоторые из них состоят из пар линз, соединенных между собой все вместе.

Теодолитовая система фокусировки состоит из фокусирующей линзы в оправе и ручка фокусировки. Цилиндрическая рамка фокусирующей линзы имеет точную опору. слайды, позволяющие ему перемещаться по оптической оси телескопа. Рамка также имеет зубчатый выступ, соединенный с резьбой на внутренней стороне ручка фокусировки.Когда мы вращаем ручку фокусировки, зубчатый выступ скользит вдоль нить, заставляя фокусирующую линзу двигаться.

Окулярный элемент теодолита состоит из окуляра, сетки нитей и инвертирующая призма. Окуляр помещен в рамку, которую можно перемещать в пределах несколько миллиметров вдоль оптической оси телескопа за счет поворота рамки по нитке. Его перемещение необходимо для индивидуального изображения сетки нитей. фокусировка. Окуляр состоит из нескольких линз, склеенных попарно.

Сетка состоит из двух склеенных круглых стеклянных пластин.Внутренняя сторона одна из этих пластин имеет несколько пересекающихся линий, толщина которых составляет от 2 до 4 мкм. А Для защиты сетки от пыли применяется двухпластинчатый раствор. Прицельная сетка помещен в рамку, которая может перемещаться по двум направлениям с помощью четырех регулировочные винты. Направление движения перпендикулярно оси телескопа. оптическая ось.

Узлы регулировки прицельной сетки бывают толкающими или тянущими. Тип вытягивания более популярны сейчас, потому что в толкающем типе сетки можно разрушить чрезмерная затяжка регулировочных винтов.

Инвертирующая призма связана с окулярной частью, поскольку обычно установить поверх него. Как упоминалось ранее, помимо призмы Аббе, инвертирующий Призма Порро также может использоваться в теодолитах. (Рисунок 3.31). Призма Порро довольно часто применяется в тахеометрах, однако только Nikon использует его в теодолиты. Телескопы, оснащенные призмой Порро, немного короче те, которые оснащены призмами Аббе. Решение с призмой Порро обеспечивает удаление оси глаза относительно оси объектива.

Рисунок 3.31 Теодолитовый телескоп с призмой Порро.

Лазерные теодолиты позволяют визуализировать цель при выполнении макета. А телескоп прямого изображения со встроенным лазерным модулем является основным компонентом современный теодолит лазерного типа (рис. 3.32). Лазерный и прицельный каналы разделены перегородкой. призма. Эта призма состоит из двух прикрепленных половинных фракций стеклянного куба. На внутренней стороне одной из этих фракций находится монохроматическое зеркало. покрытие.Он отражает только лучи лазерного спектра, в остальном он прозрачен. для оптических лучей видимого диапазона. Делительная призма расположена между фокусирующая линза и призма Порро (или Аббе). Вот почему изображение и лазерное пятно фокусировка происходит одновременно.

Рисунок 3.32 Теодолитовый телескоп с лазерной указкой.

Источник света от лазерного модуля расположен на одинаковом расстоянии от цель в виде сетки. Поэтому в данный момент телескоп направлен на цель она освещается сфокусированным лазерным пятном.К сожалению, часть лазерного света, отраженного от линз объектива, проходит через расщепляющая призма и освещает цель красным ореолом. Чтобы для устранения этого эффекта мы предлагаем установить защитный красный спектральный фильтр на окуляр в момент включения лазера. Съемный спектральный Фильтр входит в комплект теодолита.

Наиболее известные лазерные теодолиты перечислены в таблице 3.4.

Таблица 3.4 Современные электронные лазерные теодолиты

3.5,4 Теодолитовые прицелы

Неотъемлемой частью любого теодолита является его целеуказатель. Отдельный раствор прицельных и зажимных винтов применялся в самых ранних теодолитах. и продолжал использоваться долгое время. Такое решение также применяется в многие современные оптические теодолиты. В настоящее время все низкопрецизионные оптические Теодолиты имеют такую ​​систему наведения (рис. 3.33).

Рисунок 3.33 Блок наведения снабжен отдельными винтами.

Последние разработанные теодолиты имеют более эргономичное коаксиальное наведение. решения.В основном это относится к высокой и средней точности. теодолиты. Даже некоторые из этих теодолитов имеют систему отдельных винтов. Обычно это теодолиты, которые производятся по лицензии. Своевременно электронные теодолиты выпускаются только с коаксиальными винтами. Их горизонтальные Решения для нацеливания имеют тот же принцип действия. Коаксиальный винт расположение, как показано на рисунке 3.34 и типичен для теодолитов Sokkia и Pentax. Инструменты Topcon и Nikon также есть аналогичные коаксиальные винты.Topcon и решения Nikon имеют тонкий винт наведения, который устанавливается внутри зажимной винт.

Рисунок 3.34 Блок наведения снабжен коаксиальными винтами.

Теодолиты Leica имеют так называемые бесконечные винты (рис. 3.35). Здесь вы можете увидеть объект наведения расположение горизонтальной оси теодолита. Червячная передача используется для точное прицеливание. Для установления предварительного прицеливания необходимо произвести некоторое усилие повернуть теодолит, преодолевая тормозную силу волнистой пружины.Хороший аспект решения — более быстрое нацеливание. Насколько приложены усилия для поворота теодолита значительны, ножные винты и штатив стабильность должна соответствовать высоким требованиям (рис. 3.36).

Рисунок 3.35 Бесконечный касательный винт.

Рисунок 3.36 Причины ошибок по горизонтали.

Если количество ошибок от 10 ″ до 60 ″ возникает ошибка при измерении по горизонтали углов, мы должны проверить регулировочные винты и штатив. При необходимости мы следует их отрегулировать.Обязательно их нужно проверять при использовании любого теодолита; однако именно теодолиты с бесконечными прицельными винтами особенно чувствителен к этим ошибкам.

3.5.5 Теодолитовые отвесы

Для того, чтобы установить теодолит точно над точкой отсчета, в современных раз применяем встроенные оптические и лазерные отвесы. Оптический центрир — это Телескоп Кеплер снабжен внутренней фокусирующей линзой (рис. 3.37). Прямое изображение достигается за счет прямоугольная кровельная призма, которая также направляет оптическую ось отвеса по вертикали вниз.Втулка вертикальной оси теодолита полая. Отвес оптический увеличение системы обычно составляет около трех раз. Прицельная сетка телескопа совмещен с вертикальной осью теодолита с четырьмя регулировочными винтами.

Рисунок 3.37 Теодолит оптический центрир.

Повышенная точность вертикальной оси теодолита с отвесом ось, оценивается следующим образом (см. рис. 3.38). Ставим штатив с теодолитом на ровную поверхность и отмечаем точку A с помощью отвеса.В настоящее время мы не платим внимание к положению пузырей. Затем поворачиваем теодолит на 180 ° и отметьте точку B . Если мы разделим расстояние AB , получаем точку C , которая находится на вертикальная ось теодолита. Затем мы должны совместить сетку с точкой C , отрегулировав винты сетки нитей. Опять же, теперь мы вращаем прибор на 180 ° и проверьте, Прицельная сетка удалена с точки C . Если да, то мы должны заполнить еще раз отрегулировать шаги.

Рисунок 3.38 Проверка теодолитового отвеса.

Оптические центриры такого типа могут быть легко преобразованы для использования в лазере (рис. 3.39). Производители устанавливают лазерный модуль вместо сетки и окуляра. Проверка и регулировка выполняется так же, как и оптический центрир. В этом корпус, регулировочные винты снимают корпус лазерного модуля, а не сетка.

Рисунок 3.39 Теодолитовый лазерный центрир.

В наши дни оптические центриры в основном встроены в теодолиты и редко находятся на трегере.Встраиваемые в трегеры оптические центриры более удобны. типичен для теодолитов низкой точности. Трудно отрегулировать отвес, встроен в трегер. Часто рекомендуется отрегулировать отвес, положив теодолит боком на край стола, а затем повернув сам трегер на 180 °. Точки отмечены на картоне, установленном на высоте 1,5 м. расстояние. Мы не рекомендуем такую ​​регулировку для теодолита, так как это трудно правильно закрепить на краю стола.Мы рискуем уронить инструмент. Лучше использовать другие аксессуары, например призму. держатель отражателя или метка для измерения угла.

Мы также можем отрегулировать этот отвес, сняв трегер на 120 °. Мы установите теодолит на штатив, а затем правильно установите горизонтальное положение. Затем очерчиваем контур трегера на основании штатива. Теперь отметим точки согласно визирной сетке отвеса на картон, который помещается под штатив. Теперь немного ослабляем крепежный винт и поверните трегер на 120 °.Затем точно совмещаем трегер с контуром на основании штатива. Опять устанавливаем горизонтальный аспект теодолита и отметьте вторую точку на картоне. Мы используем эта же процедура для получения третьего балла. После этого мы находим треугольник по центру и наложите на него сетку, отрегулировав регулировку винты.

Лазерные отвесы, встроенные в вертикальную ось теодолита, считаются самые актуальные и точные (рис. 3.40). Здесь мы видим, что он очень хорошо защищен и не требует регулировка.Совпадение вертикальной оси теодолита и лазера балка гарантированы производителем.

Рисунок 3.40 Лазерный теодолитовый отвес производства Leica.

Библиография

Андерегг, Дж. С. 1966. Энкодеры вала. Патент США 3244895, поданный 26 июля 2962 г. и выданный 5 апреля, г. 1966 г.

Глим, А. 2006. Метод определения наклона и аппарат. Патент США 2006/0170908 A1 подана 10 января 2005 г. и выдана 3 августа 2006 г.

Годо, Э., Т. Маэдзава , и М. Сайто . 1999. Лазер теодолит. Патент США 5,905,592 подан 28 августа 1997 г., выпущено 18 мая 1999 г.

Хори, Н. и Т. Йокура . 1986. Определение угла наклона. устройство. Патент США 4628612 подан 1 октября 1985 г., выпущен 16 декабря 1986 г.

Имаидзуми, Ю. 1994. Измерение угла поворота. аппарат. Патент США 5,301,434 подано в декабре 17 апреля 1992 г. 12, 1994.

Исикава, Ю. и М. Танака . 1984. Оптическая система теодолит. Патент США 4445777 подан. 17 января 1983 г., выпущено 1 мая 1984 г.

Кумагаи, К. 2004. Абсолютный энкодер. Патент США 6,677,863 B2, поданный 3 апреля 2002 г., выдан в январе. 13, 2004.

Ларсен, Х. 1944. Теодолит. Патент США 2363877 подан 11 февраля 1943 г. и выпущен 28 ноября 1944 г.

Лейтц, А. 1902. Транзит. Патент США 715823 подан 21 мая 1901 г. и выдан 16 декабря 1902 г.

Лей, К. Х. 1915. Регулировочное приспособление для теодолит. Патент США 1,145,075 подан 16 марта 1915 г., выпущен 6 июля 1915 г.

Липпунер, Х.2006. Датчик наклона. Патент США 2006/0005407 A1 подан 12 июля 2005 г. и выдан. 12 января 2006 г.

Мацумото, Т. и К. О нет . 1996. Абсолютный энкодер с Абсолютный образец и постепенная градуировка образца с фазой контроль. Патент США 5,563,408 подан. 27 октября 1994 г., выпущено 8 октября 1996 г.

Охиши, М. 2001. Устройство определения наклона. Патент США 6 248 989 B1 подан. апреля 28 июня 1998 г. 19, 2001.

Охтомо, Ф. и К. Кимура . 1984. Аппаратура для измерения. длина или угол.Патент США 4484816 подана 20 июля 1983 г. и выпущена 27 ноября 1984 г.

Питер, Дж. и Э. Коой . 1980. Тангенциальный винт из теодолита. система. Патент США 4,202,110 подан в мае. 18, 1979, и выпущен 13 мая 1980.

Савагути, С. 2003. Лазерное центрирующее устройство. Патент США 2003/0177652 A1, поданный 22 января 2003 г., и выдан 25 сентября 2003 г.

Шимура, К. 1992. Детектор угла наклона. Патент США 5,101,570 подан 14 июля 1989 г. и выдан. 7 апреля 1992 г.

Уайлд, Х.Угломер. Патент США 2221317, поданный 26 января 1938 г. и выданный 12 ноября, г. 1940 г.

Вингейт, С.А. Фотоэлектрический датчик угла вала. Патент США 3187187 подан 24 января 1962 г. и выдан 1 июня 1965 г.

теодолита в разведке | Типы теодолита | Части теодолита

Первым шагом любых строительных работ является геодезия, и поэтому это важная отрасль гражданского строительства. В общем, съемку можно определить как искусство определения относительного положения различных объектов над, на или под поверхностью земли с использованием различных инструментов и подготовки карт.Одним из важных типов таких геодезических инструментов является теодолит.

В целом теодолит может быть определен как оптический прибор для съемки, который используется для измерения углов между указанными точками как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскости.

Другими словами, теодолит можно определить как инструмент, оснащенный небольшим телескопом, который может свободно перемещаться в горизонтальной и вертикальной плоскости для измерения горизонтальных и вертикальных углов при геодезии.Он широко используется при геодезии, землеустройстве и строительстве другой инфраструктуры.

Теодолит — обзор

Теодолит — это оптический инструмент, состоящий из небольшого подвижного телескопа, установленного на нем. Телескоп может свободно вращаться вокруг горизонтальной и вертикальной оси. Таким образом, теодолит может давать угловые показания, указывающие на ориентацию телескопа. Измеренные таким образом углы можно использовать для позиционирования точек и подготовки планов и карт.Обычно для непроходного теодолита вращение телескопа ограничивается ограниченной дугой. С другой стороны, для транзитного теодолита телескоп достаточно короткий, чтобы пройти через зенит.

Рисунок: Теодолит (схематическая диаграмма)

Технические термины, используемые в теодолите

Вертикальная ось: Ось, вокруг которой теодолит вращается в горизонтальной плоскости.

Горизонтальная ось: Ось, вокруг которой теодолит вращается в вертикальной плоскости.

Центрирование: Процесс установки теодолита точно над точкой наземной станции.

Transiting: Процесс поворота телескопа в вертикальной плоскости.

Swing: Непрерывное движение телескопа в вертикальной плоскости.

Наблюдение за лицом слева: Вертикальный кружок слева в момент наблюдения.

Наблюдение за лицом справа: Вертикальный кружок справа в момент наблюдения.

Смена лица: Операция смены лица телескопа.

Набор: Он состоит из двух горизонтальных мер, одна на лицевой стороне слева, а другая на лицевой стороне справа.

Фундаментальные оси теодолита

1. Вертикальная ось

2. Горизонтальная или цапфа

3. Линия коллимации

4. Ось уровней плит

5. Ось высоты

Рабочий механизм теодолита

Теодолит работает за счет комбинированного механизма оптических отвесов, также называемых отвесом, спиртом или пузырьковым уровнем, а также градуированными кругами для определения вертикального и горизонтального углов.Оптические отвесы или отвесы обеспечивают размещение теодолита как можно ближе к вертикали над точкой съемки. Спиртовой уровень обеспечивает точное выравнивание теодолита по горизонтали. Предусмотрены два типа градуированных кругов, а именно вертикальный градуированный круг и горизонтальный градуированный круг для измерения углов.

Части теодолита при геодезии

Теодолит состоит из небольшого телескопа, установленного на нем.Телескоп состоит из прицела в верхней части, который используется для выравнивания цели. Теодолит также состоит из ручки фокусировки, которая используется для четкости объекта. Телескоп теодолита оснащен окуляром, через который пользователь видит цель.

Линза объектива также установлена ​​на телескопе на противоположном конце окуляра. Линза объектива предназначена для наблюдения за объектом, а также с помощью зеркал внутри телескопа позволяет увеличивать объект.Основание теодолита имеет резьбу для удобной установки на штатив. На рисунке 3 показаны различные части теодолита.

Рисунок: Части теодолита

Типы теодолита в геодезии

Теодолиты можно классифицировать по следующему принципу:

1. На основе составляющих частей
Составные части теодолита, теодолит можно разделить на цифровой теодолит и нецифровой теодолит.Нецифровой теодолит — это древний или традиционный тип теодолитов. Этот тип теодолита является ручным и в настоящее время используется редко. Цифровые теодолиты — это просто развитие нецифровых теодолитов.

Цифровые теодолиты состоят из телескопа, установленного на основании, и электронного считывающего экрана, который используется для отображения горизонтальных и вертикальных углов. Обычно используются цифровые теодолиты, потому что цифровые показания заменяют традиционные градуированные кружки, и это обеспечивает более точные показания.

2. Основная классификация теодолита
Основная классификация разделяет теодолиты на теодолиты транзитного и нетранзитного типа. Теодолит, телескоп которого можно перемещать, т. Е. Совершать полный оборот вокруг своей горизонтальной оси в вертикальной плоскости, известен как теодолит транзитного типа.

С другой стороны, теодолит, через телескоп которого невозможно пройти, известен как теодолит непроходного типа. Теодолиты транзитного типа являются наиболее часто используемым типом теодолита.

Применение теодолита в геодезии

Основные области применения теодолита можно перечислить следующим образом:

1. Навигация

2. Метеорология

3. Геодезия и ее применение

4. А также измерения как разводка углов и прямых

5. Выравнивание стен

6. Формирование панелей

7. Сантехника углов здания, колонны и т. д.

8. Тахеометрическая съемка

9.Определение разницы на уровне

10. Кривые дальности

Использование теодолита в геодезии

Некоторые виды использования теодолита в геодезической съемке можно перечислить следующим образом:

1. Определение вертикального и горизонтального углов .

2. Определить разницу высот между точками.

3. Чтобы найти точки на линии.

4. Продлить или расширить геодезические линии.

5. Указать уклоны и ранжирование кривых.

Временная юстировка теодолита при геодезии

Временная юстировка теодолита в основном включает в себя набор операций, которые выполняются, чтобы подготовить его к проведению наблюдений. Временная регулировка включает в себя следующую серию шагов:

1. Установка:

Первым шагом временной регулировки является установка теодолита. Он включает в себя процесс фиксации теодолита на штативе, а также примерное выравнивание и центрирование по отметке станции.

2. Центрирование:

Центрирование — это процесс перемещения вертикальной оси теодолита точно над отметкой станции с помощью центрирующей пластины. Центрирующая пластина также известна как трегер.

3. Нивелирование:

Это процесс нивелирования основания инструмента, чтобы вертикальная ось стала вертикальной, обычно с помощью встроенного пузырькового уровня.

4. Фокусировка:

Фокусировка включает в себя устранение ошибки параллакса путем правильной фокусировки объектива и окуляра.

Использование теодолита при геодезии

Теодолит можно использовать для считывания наблюдений, выполнив следующие шаги:

1. Прежде всего отмечается точка, в которой должен быть установлен теодолит. колом или геодезическим гвоздем. Эта точка служит основой для измерения углов и расстояний.

2. Затем над отмеченной точкой устанавливают штатив. Необходимо соответствующим образом отрегулировать высоту штатива. Отцентрованное отверстие монтажной пластины должно находиться над отмеченной точкой.

3. Ножки штатива вбиваются в землю с помощью кронштейнов, имеющихся по бокам каждой ножки.

4. Затем теодолит устанавливается на теодолит. Это делается путем размещения теодолита на штативе и закрепления его на месте с помощью монтажной ручки.

5. Затем измеряется высота между землей и прибором для использования в качестве ориентира для других станций.

6. Затем теодолит правильно отрегулирован.

7. Затем с помощью ручек регулируется вертикальное падение, чтобы инструмент оставался над отмеченной точкой.

8. Перекрестие наведено в основном прицеле в точку, подлежащую измерению, с помощью фиксирующих ручек сбоку теодолита. Горизонтальный и вертикальный углы регистрируются с помощью телескопа, находящегося на стороне теодолита.

Подробнее: Total Station

Подробнее: Тахеометрическая съемка

Теодолит — AWF-Wiki

Принцип работы

Теодолит используется для измерения вертикальных и горизонтальных углов.Основными частями являются горизонтальный и вертикальный круги, масштабированные в углах. Он регулярно устанавливается на штатив и имеет несколько уровней для регулировки теодолита в полевых условиях.

Теодолит с устройством для оптического измерения расстояний называется тахиметром . Более современные тахеометры, оснащенные приборами для измерения электрического расстояния, называются тахеометрами , тахеометрами .

Цепи измерительные многоугольные

Выбор точек (вершин) многоугольной цепи зависит от цели измерения.В большинстве случаев вы будете следовать курсом дорог и троп. Отдельные сегменты должны быть расположены таким образом, чтобы можно было легко соединить другие объекты. Сегменты линии должны быть относительно длинными, чтобы не допускать распространения ошибок — не менее 50 метров и, при нормальных обстоятельствах, не более 200–300 метров ^[1] .

Чтобы оценить абсолютное положение многоугольной цепочки, она должна быть связана с тригонометрической вершиной, находящейся рядом с ней. Обычно близкие вершины должны быть частью многоугольной цепи.

В поле процедура выглядит следующим образом: Отдельные вершины должны быть отмечены перпендикулярными рейками. Теодолит центрируется точно над соответствующей вершиной. Обе задачи должны выполняться с полным вниманием, чтобы свести к минимуму ошибки измерения угла.

От каждой вершины измеряется расстояние до предыдущей и до следующей вершины. Измерение расстояния выполняется дважды, второе измерение можно рассматривать как измерение безопасности. Среднее значение обоих измерений берется для наилучшего приближения к реальному расстоянию.Расстояние в основном определяется с помощью электронных средств измерения расстояния. Угол преломления между двумя расстояниями может быть получен из разницы между двумя показаниями горизонтального круга, полученными при пеленге на предыдущую и следующую вершину.

Угол наклона определяется по вертикальному кругу. Все измеренные параметры заносятся в обзорный лист. Кроме того, все вершины нанесены на карту эскиза.

Если цепь многоугольников, измеренная с помощью теодолита, должна быть нанесена на карту, по крайней мере в одной точке необходимо измерить направление (с помощью компаса), чтобы правильно вписать ее в систему координат ^[1] .

Метод полярных координат

Этот метод можно применять на четко обозначенной местности. Измерение проводится от одной фиксированной точки. Измеряются расстояние и угол преломления от точки. Таким образом, это в основном измерение полярных координат. Расстояние берутся тахиметрическим или электронным. Чтобы отрисовать полученные вершины на карте, должны быть доступны координаты как минимум двух точек.

Сегодня это стандартный метод для обширных измерений, так как измерение углов и расстояний в большинстве случаев может выполняться автоматически ^[2] .

Список литературы

1. ↑ ^{1.0 1.1} Kleinn, Dr. C. Skriptum zur Vorlesung „Einführung in die Vermessungslehre“ für Studierende der Forstwissenschaften. Георг Август, Университет Геттингена, 2009.
2. ↑ Vermessungstechnik in der Berufsschule fuer Vermessungstechniker [1]

Смена лицевой стороны геодезических инструментов

Принцип метода стадий — теория конструкций

Рисунок 6.9 Измерение оптического расстояния (ODM)

с каждой стороны от него. Эти линии стадиона определяют фиксированный параллактический угол. Если теодолитовый телескоп наведен на нивелирную рейку и отмечены показания внешних линий, разница в показаниях, точка пересечения рейки будет прямо пропорциональна горизонтальному расстоянию между инструментом и рейкой.Как правило, расстояние между линиями стадиона рассчитывается таким образом, чтобы горизонтальное расстояние Z> H между инструментом и рейкой составляло:

, где Z) s = наклонное расстояние, а 0 = вертикальный угол, измеренный теодолитом. Следовательно:

, где zWAB = разница в высоте между A и B, h, = высота инструмента (от оси цапфы до земли), m = показание среднего волоса и V = разница в высоте между показанием среднего волоса и осью цапфы = 50 с sin 20 ( 6.11)

Также было разработано несколько самовосстанавливающихся тахеометров.Основным преимуществом этих инструментов является их способность компенсировать эффект наклона теодолитового телескопа и, следовательно, позволять прямое определение горизонтального расстояния без дополнительных вычислений.

Двумя примечательными примерами этого типа инструментов являются саморегулирующийся тахеометр с вертикальной рейкой Wild RDS и саморегулирующийся тахеометр Kern DK-RT с двойным изображением. Подробности конструкции и использования этих инструментов можно найти у Ходжеса и Гринвуда, 5 и Смита.6 В последние годы производство этих прецизионных оптических устройств прекратилось, их место заняли недорогие электронные измерительные устройства.

Полоса насыщенности. Второй подход (фиксированное основание, переменный угол) широко известен как метод полутонового или горизонтального натяжения. Этот метод обычно ограничивается измерением расстояния в целях контроля. Используя этот подход, расстояния могут быть определены с пропорциональной ошибкой до 1/10000.

Требуемая аппаратура состоит из удлиненного стержня, обычно длиной 2 м, и односекундного теодолита, такого как Wild T2.На каждом конце полосы из инвара установлены мишени. Полоса защищена окружающей алюминиевой полосой, чтобы гарантировать, что для всех практических целей длина планки остается постоянной и составляет 2 м. Планка установлена ​​и ориентирована под прямым углом к ​​линии обзора теодолита, как показано на рисунке 6.13.

Для наклонных прицелов геометрия показана на рис. 6.12. Следовательно:

Рисунок 6.12 Тахеометрия стадий: наклонные прицелы

Рисунок 6.13 Стержень натяжения

Горизонтальный параллактический угол a измеряется с помощью теодолита. Независимо от вертикального угла к штанге горизонтальное расстояние определяется по формуле:

Dh = \ b детская кроватка (a / 2) с b = 2m D „= детская кроватка (a / 2)

Рисунок 6.12 Тахеометрия стадий: наклонные прицелы

Для расстояний более 100 м рекомендуется разделить измеряемое расстояние или, в качестве альтернативы, использовать метод вспомогательной базы (Hodges and Greenwood, and Smith.6).

Методы Subtense также имеют тенденцию заменяться недорогими электронными методами.Тем не менее, многие организации по-прежнему обладают этим типом оборудования, и для многих проектов это очень подходящий метод.

6.2.2.3 Электронное измерение расстояния (EDM)

Разработка. Первое поколение EDM-инструментов было разработано в начале 1950-х годов. Типичными для первых измерителей были шведский геодиметр (GEOdetic Distance METER) и южноафриканский теллурометр. Первый, электрооптический прибор, использовал измерение видимого света, а второй использовал высокочастотные микроволны.Оба инструмента были в первую очередь разработаны для целей военной геодезической съемки и могли измерять большие расстояния, до 80 км в случае теллурометра, с точностью до нескольких сантиметров. Однако они также были громоздкими, тяжелыми и дорогими по сравнению с их современными аналогами.

В конце 1960-х годов развитие микроэлектроники и маломощных светодиодов привело к появлению второго поколения EDM-инструментов. Эти электрооптические инструменты использовали инфракрасное излучение в качестве измерительного сигнала и были разработаны для рынка малых расстояний (<5 км).Кроме того, они были значительно меньше, легче и дешевле своих предшественников. Вероятно, самым известным примером является Wild DI-10 Distomat.

Появление микропроцессоров в мире геодезической съемки в начале 1970-х годов привело к появлению третьей серии EDM-инструментов. С помощью этой группы стало возможным не только определять наклонное расстояние, но и выполнять простые вычислительные задачи в полевых условиях. Например, стало доступно средство для автоматического вычисления скорректированного горизонтального расстояния и разницы в высоте между двумя точками путем ручного ввода вертикального угла, считываемого с теодолита.Электронные приборы для измерения расстояния этого типа также были уменьшены в размерах до такой степени, что EDM можно было устанавливать на теодолит. Wild DI-3 — типичный пример этого типа инструментов.

Самые последние инструменты EDM ближнего действия похожи на инструменты предыдущей группы, но имеют несколько дополнительных функций, заслуживающих упоминания. Во-первых, теперь существует технология, позволяющая автоматически определять наклон EDM-устройства и, следовательно, иметь возможность автоматически вычислять горизонтальное расстояние между двумя точками.Геодиметр 220 (рис. 6.14) имеет такую ​​возможность. Этот инструмент также имеет возможность измерять движущуюся цель или отслеживать, что является полезной функцией для целей установки. Используя дополнительный блок, можно также иметь одностороннюю речевую связь между инструментом и целевыми позициями, что также полезно при разметке. Этот инструмент также можно подключить к ручному сборщику данных Geodat 126 (рис. 6.14), который может автоматически сохранять информацию о расстоянии от блока EDM.Другая важная информация (числовая или буквенно-цифровая) может быть введена вручную с клавиатуры. Геодиметр 220 имеет дальность действия 1,6 км с одной призмой и 2,4 км с тремя призмами, определяемыми со стандартной погрешностью ± 5 мм ± 5 частей на миллион (p.pm) расстояния.

Последней разработкой в ​​области электроэрозионного оборудования стал электронный тахеометр или «тахеометр». Первый термин более уместен, поскольку производители приборов по-разному толкуют термин «тахеометр».По сути, электронный тахеометр — это прибор, сочетающий в себе блок EDM с электронным теодолитом. Следовательно, такие инструменты могут автоматически измерять горизонтальные и вертикальные углы, а также наклон и / или горизонтальное расстояние. У большинства также есть возможность получать другие величины, такие как высота или координаты, и сохранять эти данные в сборщике данных. За последние 5 лет разработано два дизайна инструмента.

(а)

Рисунок 6.14 (а) Геодиметр 220; (b) Сборщик данных Geodat 126 (Geotronics)

Первая, интегрированная конструкция, состоит из одного блока, в котором, как правило, находится электронный механизм считывания круга и блок EDM. Wild TCI Tachymat и Geodimeter 140 (рис. 6.15) являются типичными представителями этого диапазона инструментов. Второй подход к проектированию — модульная концепция. В этом случае EDM-инструмент и электронный теодолит представляют собой отдельные блоки, которые могут работать независимо. Такой подход имеет тенденцию быть более гибким и позволяет обменивать единицы и обновлять их по мере развития событий; это также может быть более экономичным решением для многих организаций.Системы Kern E-2 и Wild T-2000 (рис. 6.16) являются типичным представителем этой конструкции электронного тахеометра.

Наконец, следует упомянуть высокоточные электроэрозионные инструменты. Эти инструменты были разработаны для таких проектов, как мониторинг деформации плотины или фундамента, где требуется чрезвычайно высокая точность. Инструменты

Рис. 6.14 (а) Геодиметр 220; (b) Сборщик данных Geodat 126 (Geotronics)

Рисунок 6.17 Высокоточный EDM: Comrad Geomensor 204DME

Рисунок 6.16 Электронный тахеометр, модульная конструкция: Wild T-2000, с DI4

Рисунок 6.17 Высокоточный EDM: Comrad Geomensor 204DME

10 км со стандартной погрешностью ± 0,1 мм ± 0,5 мкм. Дополнительную актуальную техническую информацию о многих современных инструментах EDM можно найти в Burnside.1 ‘

Принцип измерения. Несмотря на то, что на рынке представлено множество инструментов EDM, все они измеряют расстояние, используя один и тот же базовый принцип. Наиболее наглядно это можно проиллюстрировать на блок-схеме (рисунок 6.18), который относится конкретно к электрооптическим приборам.

Генерируется электромагнитный (ЭМ) сигнал с длиной волны 560 нм (видимый свет), 680 нм (гелий-неоновый лазер) или 910 нм (инфракрасный). Этот сигнал затем модулируется по амплитуде перед передачей через оптическую систему прибора на светоотражатель, установленный на конце измеряемой линии. Затем сигнал отражается назад или перенаправляется на 180 ° точно отшлифованным стеклянным угловым кубом.Можно также использовать более дешевые акриловые угловые кубы »213. Следовательно, этот отраженный сигнал направляется в принимающую оптическую систему. При входе в оптическую систему прибора сигнал преобразуется с помощью фотоумножителя в электрический сигнал.

Следующий этап включает измерение разности фаз между переданным и принятым сигналами и преобразование этой информации в расстояние. На рисунке 6.19 показан путь, по которому проходит электромагнитный сигнал, излучаемый EDM-инструментом, вместе с мгновенной фазой сигнала.Очевидно, что расстояние X-Y-X, пройденное электромагнитным сигналом, эквивалентно удвоенному измеряемому расстоянию. Также видно, что это расстояние связано с длиной волны модуляции (A) и долей длины волны (AX) следующим соотношением:

Рисунок 6.15 Электронный тахеометр, интегрированная конструкция: Геодиметр 140

Рисунок 6.16 Электронный тахеометр, модульная конструкция: Wild T-2000, с DI4

этой конструкции включают теллурометр MA-100 Jaakola 7, мекометр Kern ME-3000 (см. Froome, 8 Meir-Hirmer и Murname’0) и Comrad Geomensor 204 DME (рисунок 6.17). Последний инструмент имеет диапазон до

Читать здесь: Информация

Была ли эта статья полезной?