Измерение вертикальных углов

Вертикальным углом является угол наклона , составленный визирной осью зрительной трубы, наведенной на определяемую точку, с горизонтальной плоскостью. Измерение углов наклона выполняют для определения горизонтальных проекций линий, измеренных стальной лентой, при определении превышения ме­тодом тригонометрического нивелирования, при определении высоты сооружения или отдельных его точек, а также при ре­шении ряда других задач на строительной площадке.

3 4 5

Рис. 7.2. Вертикальный круг

Измерение вертикальных углов производится с помощью вертикального круга, укрепляемого на оси вращения зритель­ной трубы теодолита. Лимб вертикального круга 1 (рис. 7.2, а) жестко связан со зрительной трубой 6, причем нулевой диа­метр лимба параллелен визирной оси трубы К.К.'. При измере­нии вертикального угла лимб

вращается вместе с трубой отно­сительно неподвижной алидады 5. Перед отсчетом по лимбу нулевой диаметр алидады vv' приводится в горизонтальное по­ложение, для чего пузырек уровня 5 при алидаде вертикаль­ного круга выводится на середину трубки с помощью устано­вочного винта уровня 2. Отсчет по лимбу в этом случае пока­жет величину измеряемого угла наклона. Теодолит Т30 не имеет уровня при алидаде вертикального круга, поэтому перед наведением на точку приводится на середину пузырек уровня алидады горизонтального круга с помощью подъемного винта, по направлению которого расположен уровень.

Если визирную ось поставить в горизонтальное положение и привести пузырек уровня на середину, то отсчет по лимбу вер­тикального круга должен быть равен нулю, что будет соответ­ствовать нулевому значению угла наклона. Однако, если ось уровня ии' (рис. 7.2,б) окажется не параллельной нулевому диаметру алидады vv', последний составит с визирной осью КК' некоторый угол хи отсчет по лимбу будет отличаться от нуля. Этот отсчет являетсяместом нуля вертикального круга (М0).

Таким образом, местом нуля вертикального круга называется отсчет по лимбу вертикального круга, со­ответствующий горизонтальному положению визирной оси трубы и положению пузырька уровня при алидаде вертикаль­ного круга на середине. Поскольку у теодолитов не имеется приспособления для приведения визирной оси в горизонтальное положение, определение места нуля выполняется путем наведе­ния на какую-либо точку при двух положениях вертикального круга — справа и слева от трубы. Вид формул, по которым вы­числяется место нуля и угол наклона, зависит от оцифровки делений на лимбе вертикального круга. Так, у теодолитов с металлическими кругами (ТТ-50, ТТ-5) деления на лимбе под­писаны от 0 до 360° по ходу часовой стрелки (см. рис. 7.2, а). В этом случае формулы для вычисления места нуля и угла наклона будут иметь вид

(7.2)

где КП и КЛ — отсчет по лимбу вертикального круга при по­ложении вертикального круга справа и слева от трубы.

У теодолита Т30 деления подписаны от 0 до 360° против хода часовой стрелки. Для этого теодолита

. (7.3)

При вычислениях по формулам (7.2) и (7.3) к отсчетам, меньшим 90°, прибавляется 360°.

Пример. При измерении вертикального угла теодолитом Т30 получены следующие отсчеты:

Место нуля и угол наклона в этом случае найдутся по формулам (7.3)

Сходимость значений вертикального угла, полученных по трём формулам, свидетельствует о правильности выполненных вычислений.

У некоторых серий теодолитов Т15, а также у теодолитов 2Т30, деления на лимбе вертикального круга подписаны от 0 до 75⁰ в обе стороны - по ходу и против хода часовой стрелки, причем деления, подписанные по ходу часовой стрелки, сопровождаются знаком минус. В этом случае

(7.4)

Например, вертикальный угол измерен теодолитом 2Т30. Получены отсчеты: КЛ = - 4⁰11^/; КП= 4⁰12^/. Место нуля и угол наклона будут равны

Контролем правильного измерения вертикальных углов является постоянство место нуля на точке стояния прибора. Колебание М0 не должно превышать двойной точности отсчетного устройства. Если МО значительно отличается от нуля возникают трудности при вычислении углов наклона в полевых условиях. Поэтому место нуля приводят к значению, близкому к 0°. Для этого с помощью наводящего винта трубы ставят отсчет по вертикальному кругу, равный полученному МО. Ви­зирная ось трубы займет в этот момент горизонтальное поло­жение. Установочным винтом уровня вертикального круга со­вмещают нуль отсчетного устройства с нулем лимба, при этом пузырек уровня уйдет из нуль-пункта. Исправительными вин­тами уровня 4 (см. рис. 7.2, а) приводят пузырек уровня на се­редину.

У теодолитов Т30 и 2Т30 исправление МО производится иначе. По отсчетам, полученным после наведения на точку при положении вертикального круга слева и справа от трубы, вычис­ляют угол наклона v. Труба при этом должна оставаться на­веденной на точку. Наводящим винтом трубы устанавливают отсчет, равный вычисленному значению угла v. Центр сетки нитей после этого сместится с наблюдаемой точки. Действуя вертикальными исправительными винтами сетки нитей, совме­щают ее центр с изображением точки. После юстировки места нуля данным способом необходимо повторить поверку перпен­дикулярности визирной оси к оси вращения трубы.