Глава 5. ИЗМЕРЕНИЯ В ГЕОДЕЗИИ

Главным предметом изучения науки геодезия является планета Земля: её форма, размеры, внешнее гравитационное поле, физическая поверхность и её изображение на чертежах и макетах.

Метод измерений является основным в этом изучении. Виды измерений:

- угловые - измерение горизонтальных и вертикальных углов;

- линейные - определение длин отрезков линий местности;

- высотные - определение высот (альтитуд) точек земной поверхности;

- гравиметрические - определение ускорений силы тяжести Земли в различных точках.

- 66 -

5.1. Угловые измерения.

5.1.1. Принцип измерения горизонтального угла

Пусть на местности имеются три точки В, А, и С (рис. 5.1), расположенные на разных высотах. Необходимо измерить горизонтальный угол при вершине В между направлениями ВА и BC. Этот угол определяется проекцией abc угла ABC на горизонтальную плоскость H. Проекция abc служит мерой двугранного угла, образованного отвесными проектирующими плоскостями P и Q.

Расположим над вершиной измеряемого угла параллельно горизонтальной плоскости разделённый в градусной мере круг, центр которого совмещён с произвольной точкой b' отвесной линии Bb. Тогда угол β (рис.5.2) между радиусами b'c' и b'a' - сечениями круга плоскостями P и Q - выразит измеряемый горизонтальный угол. Если штрихи делений оцифрованы по ходу часовой стрелки, а a' и c' - отсчёты по градуированному кругу, то .

Рис.5.1. Принцип измерения Рис.5.2. Схема измерения

горизонтального угла горизонтального угла

Рассмотренный принцип измерения горизонтального угла осуществлён в геодезическом приборе - теодолите (рис. 5.3).

Теодолит имеет круг 1 из оптического стекла, по краю которого нанесены штрихи, образующие кольцо делений - лимб. Оцифровка

градусных штрихов лимба производится обычно по часовой стрелке от 0 до 360º. Величина центрального угла (дуги) лимба, соответствующая одному делению, называется ценой деления лимба. Цена делений лимбов современных теодолитов равна: 5', 10',

- 67 -

20', 1º. Центр лимба с помощью нитяного или оптического отвеса совмещается с отвесной линией, проходящей через вершину В (см. рис. 5.1) измеряемого угла. На плоскость лимба проектируются стороны ВА и ВС измеряемого угла. При измерении угла лимб неподвижен и горизонтален.

Над лимбом помещена алидада 2 - часть теодолита, вращающаяся соосно с лимбом и несущая: уровень 3, зрительную трубу 7, вертикальный круг 6 и отсчетные устройства. Для предотвращения механических повреждений, попадания пыли и влаги, лимб и алидада закрыты металлическим кожухом.

Теодолит снабжен зажимными и наводящими винтами лимба, алидады и зрительной трубы; исправительными (юстировочными) винтами цилиндрического уровня, оси вращения зрительной трубы и сетки нитей.

Рис.5.3. Принципиальная схема теодолита:

1 - горизонтальный круг (ГК), 2 - алидада горизонтального круга, 3 – цилиндрический уровень при алидаде горизонтального круга, 4 - колонки оси вращения зрительной трубы, 5 - вертикальный круг (ВК), 6 - алидада вертикального круга, 7 – зрительная труба, 8 - ось вращения зрительной трубы (НН') 9 - зажимной винт зрительной трубы,10 - кремальера, 11 - подставка теодолита, 12 - три подъемных винта, 13 - головка штатива, 14 - ножки штатива, 15 - становой винт, 16 - крючок нитяного отвеса, ZZ' – ось вращения теодолита, UU' - ось цилиндрического уровня, VV' – визирная ось зрительной трубы,

- 68 -

Основные оси теодолита:

1) ZZ' - ось вращения алидады горизонтального круга, называемая также вертикальной осью теодолита (рис. 5.3); 2) UU' - ось цилиндрического уровня - касательная к дуге внутрен-ней поверхности продольного сечения ампулы уровня, проведенная в нуль-пункте (рис. 5.3 и 5.5);

3) VV' - визирная ось - прямая, проходящая через перекрестие нитей сетки нитей и оптический центр объектива зрительной трубы;