Погрешности измерения вертикальных углов

1.Погрешность приведения в нуль-пункт пузырька цилиндрического уровня. Данная погрешность оказывает основное влияние на точность, как измерения вертикальных углов, так и определения МО. Это связано с тем, что ось цилиндрического уровня при алидаде горизонтального круга теодолитов технической точности является отсчетной линией. Угол, на который она отклоняется от горизонта, полностью войдёт в измеряемый угол наклона или место нуля как погрешность измерения. Для ослабления влияния данной погрешности на измеряемый вертикальный угол необходимо постоянно следить за положением пузырька цилиндрического уровня и, при необходимости, приводить его в нуль-пункт подъемным винтом, расположенным в створе линии визирования.

2.Погрешность отсчета по шкале вертикального круга. Она зависит от остроты зрения наблюдателя; освещенности поля зрения микроскопа; наличия у наблюдателя опыта деления отрезка на 10 частей

3.Погрешность наведения (визирования). Данная погрешность зависит от тех же факторов, что и аналогичная погрешность при измерении горизонтальных углов. Однако здесь она увеличивается за счёт того, что горизонтальная нить имеет разрыв в средней части, поэтому приходится осуществлять наведение не центром сетки нитей.

4.Погрешность, связанная с не вертикальностью визирной цели (рейки, вехи). Она всегда имеет отрицательный знак, а её абсолютная величина зависит от отклонения визирной цели от отвесной линии и высоты визирной цели. Ослабить ее можно только тщательным приведением визирной цели в отвесное положение.

5.Погрешность, вызванная вертикальной составляющей рефракции. Данная погрешность изменяет свою абсолютную величину и знак в течение суток. Учесть ее при измерениях технической точности не представляется возможным при данном уровне развития измерительной техники. Поэтому для ослабления влияния вертикальной составляющей рефракции измерения следует проводить в часы спокойного состояния атмосферы и ограничивать длины сторон.

4.8. Тригонометрическое нивелирование

Цель работы. Понять геометрическую сущность измерения превышения косвенным способом, т. е. через измерение угла наклона и длины линии. Научиться измерять угол наклона при двух положениях вертикального круга и длину линии нитяным дальномером. Уметь анализировать погрешности измерения вертикальных углов и длин линий нитяным дальномером.

Задание. Измерить не менее трех превышений реечных точек методом тригонометрического нивелирования. Высоту наведения на рейке задает преподаватель. Высоту прибора измерить рулеткой или нивелирной рейкой. Дальномерное расстояние определить одновременно с измерением угла наклона при КЛ и КП. Измерить те же превышения геометрическим нивелированием способом вперед. Сравнить полученные результаты измерений и дать анализ точности как тригонометрического, так и геометрического нивелирования. Какой из этих методов имеет более высокую точность и почему?

Последовательность выполнения работы. Теодолит устанавливают на точке А ( рис.27) и приводят в рабочее положение. На точке В отвесно устанавливают рейку (в лаборатории используют рейки, закрепленные на стене). Преподаватель для каждого студента устанавливает высоту наведения l, а студенты самостоятельно измеряют высоту прибора i с помощью нивелирной рейки или рулетки с точностью до мм. Расстояние от теодолита до рейки измеряют нитяным дальномером при КЛ и КП, снимая отсчеты по всем трем нитям. Угол наклона также измеряют при двух положениях вертикального круга. Результаты измерений записывают в табл. 8.

При измерении превышений тригонометрическим нивелированием особое внимание необходимо обращать на точность приведения пузырька уровня в нуль – пункт. Перед каждым отсчетом по вертикальному кругу следует убедиться в том, что пузырек в нуль–пункте. Это самая существенная погрешность измерения угла наклона, а следовательно и превышения.

По материалам измерений вычисляют значение МО и угла наклона ν . Контролем правильности отсчетов по вертикальному кругу служит постоянство МО. Правильность отсчетов по дальномерным нитям контролируют вычислением полу суммы отсчетов по нижней и верхней нити. Она должна быть равна высоте наведения l.

Из рисунка 27 видно, что

h_АВ = h′ + i ­ l . (23)

В свою очередь h′ = d tgν, а d = D cos2ν . Подставив в (23) значения аргументов, получим

h_АВ = 0.5 D sin2ν + i ­ l. (24)

Как видно из формулы (24) для получения превышения тригонометрическим нивелированием необходимо измерить четыре величины: угол наклона, расстояние, высоту прибора и высоту наведения. Погрешности каждого из измерений скажутся на точности конечного результата. Высоту прибора и высоту наведения можно измерить с высокой точностью, поэтому при анализе точности измеренного превышения учитывают только погрешности измерения угла наклона и расстояния.

Таблица 8-Журнал тригонометрического нивелирования

Теодолит 2Т30П № 14560 i = 1.403м l=1.000м

Для исследования точности измерения превышений тригонометрическим нивелированием с тех же станций и на те же рейки необходимо измерить эти же превышения геометрическим нивелированием способом вперед. Найти разности Δ_h = h_тр­ h_г . Дать анализ принадлежности их к случайным погрешностям.

Таблица 9-Журнал измерения превышений геометрическим нивелированием способом вперед

Перечислить основные погрешности геометрического и тригонометрического нивелирования, оказавшие наибольшее влияние на формирование разностей.

Вопросы для самоконтроля.

1.В чем сущность тригонометрического нивелирования?

2.Что такое место нуля вертикального круга?

3.Как исключить МО при измерении угла наклона?

4.Что такое угол наклона?

5.Почему при измерении угла наклона необходимо пузырек уровня удерживать в нуль-пункте?

6.Перечислите основные источники погрешностей тригонометрического нивелирования?

7.Приведите вид формулы вычисления превышения, если измерено горизонтальное расстояние от теодолита до рейки.

8.Повысится ли точность измерения превышения тригонометрическим нивелированием, если расстояние измерять рулеткой, а не нитяным дальномером?