Теодолит инструкция по применению

Картинка с сайта: averus-pribor.ru

Как работать с теодолитом

При топографической съемке просто невозможно обойтись без такого прибора, как теодолит. Он дает возможность определять как вертикальные, так и горизонтальные углы, а также магнитные азимуты и расстояния с применением дополнительных приспособлений.
Если вы уже владеете базовыми знаниями об этом устройстве, предлагаем пошаговую инструкцию по работе с ним. Она позволит получить представление как о предварительных настройках инструмента, так и о получении и анализе результатов проводимых вычислений.

Подготовка теодолита к работе

Итак, чтобы получить максимально точные результаты вычислений, необходимо правильно настроить теодолит. Подготовительные мероприятия выполняются в несколько основных этапов.  

Установка инструмента.
Чтобы осуществлять измерение горизонтального угла, прибор должен быть установлен в его вершине. Достигается это следующим образом: центр площадки для штатива ставится непосредственно над нужной точкой, а ее поверхность приводится к строго горизонтальному положению. Лишь после этого можно выполнять фиксацию устройства.

 
Центрирование
Его цель заключается в проецировании оси вращения лимба и алидады по отвесной линии таким образом, чтобы точность для оптического отвеса составляла ± 1-2 мм, а для механического ± 5 мм. Выполняется процедура следующим образом:

• центрируем штатив с механическим отвесом, стараясь добиться точности около 10-15 мм;
• монтируем теодолит на штатив;
• ослабляем становой винт и перемещаем оптический отвес, чтобы добиться наилучшего центрирования.

Горизонтирование
Его контроль осуществляется по цилиндрическому уровню алидады ГУК. Сам процесс горизонтирования выполняется подъемными винтами. Сперва ось движется по двум из них, чтобы передвинуть пузырек уровня точно в центр. Затем алидада поворачивается на 90 градусов и подключается третий винт, с помощью которого вновь нужно отправить пузырек к центру. Оба действия выполняются до тех пор, пока пузырек не будет находиться в центральной зоне при любом положении алидады.

Картинка с сайта: averus-pribor.ru

  Чтобы получить уверенность в точности проводимых с помощью теодолита, должны быть выполнены два основных условия. Во-первых, ось цилиндрического уровня должна занимать строго горизонтальное положение. Во-вторых, ось вращения необходимо привести к строго вертикальной позиции.

Измеряем горизонтальный угол

После всех перечисленных выше мероприятий можно начинать работу с теодолитом. Ниже мы расскажем о том, как измерять горизонтальные углы. Процесс это несложный и состоит он из следующих процедур:

• прибор устанавливается точно в вершину измеряемого угла;
• точка пересечения в сетке нитей совмещается с видимой точкой рейки, занимающей самую нижнюю позицию;
• центр сети наводится на вершину правого угла (n-1), после чего снимаются показания по лимбу горизонтального круга, получая значение a1;
• затем процедура повторяется с левым углом для получения a2;
• после этого определяется значение угла при круге влево (βкл=а1-а2).

Картинка с сайта: averus-pribor.ru

На следующем этапе выполняется второй полуприем, для которого осуществляется разблокировка зрительной трубы. Она переводится через позицию зенита, после чего разблокируется алидада и устройство разворачивается на 180 градусов. В результате мы получаем такие данные (см. рисунок ниже):

• n – станция;
• n–1 –- вершина заднего угла;
• n+1 – вершина переднего угла;
• а1 – отсчёт на вершину заднего угла;
• а2 – отсчёт на вершину переднего угла

  Если в полученных за два полуприема значения выявляется расхождение, вычисление горизонтального угла осуществляется по такой формуле:

• βср = (βКЛ + βКП) /2. 

  Кроме того, нужно взять отсчеты по горизонтальному кругу, для чего выполняются такие действия:

• по шкале алидады считываем значение отсчетного штриха в градусах;
• по шкале ГУ, где цена деления равняется 5´, определяем количество минут, считывая их по направлению слева от нуля.

Вертикальные углы: особенности вычислений

Определение вертикальных углов с использованием теодолита осуществляют следующим образом:

• центр сетки нитей устанавливается на высоту, которая была предварительно отмечена на рейке;
• рейка приставляется вплотную к окуляру, после чего определяется высота прибора;
• осуществляется визирование при круге лево и круге права для снятия отсчетов;
• выполняется оцифровка лимба ВУК. Данная процедура может быть проведена секторным способом, в котором используется два отрицательных и два положительных сектора.

После этого берем отсчеты, для чего выполняем такие действия:

• определяем количество градусов отсчетного штриха;
• считываем минуты и переходим к вычислению вертикального угла, для чего применяется формула М0 = (КП + КЛ)/2; v = МО-КП; ν=КЛ−М0.

Как измерять расстояния с помощью теодолита?

Как уже говорилось выше, теодолит может применяться и для измерения расстояний. Осуществляется процедура в несколько этапов, подробно описанных ниже:

• используем для измерений дополнительные дальномерные штрихи в сетке нитей зрительной трубы;
• по рейке вычисляем длину интервала (n), после чего используем следующую формулу: D = K*n =100*n.

Для примера возьмем ситуацию, в которой значение верхнего дальномерного штриха составляет 1747 миллиметров, а нижнего – 1856 мм.

Картинка с сайта: averus-pribor.ru

В этом случае длина интервала будет равна 1856-1747=109 мм = 10,9 см, а расстояние по приведенной выше формуле – 10,9 метров.

Популярные модели теодолитов:

Картинка с сайта: blog.rusgeocom.ru

Наведение центра нитей на точку

Для визирования теодолита на точку необходимо:

1. Закрепить лимб.
2. Открепить алидаду для того, чтобы по грубому визиру, расположенному наверху зрительной трубы, установить прибор примерно на искомую точку.
3. Закрепить алидаду.
4. Для наблюдения установить зрительную трубу так, чтобы сетка нитей имела резкое изображение. Эта операция называется установкой по глазу и производится вращением окулярного колена.
5. Установить зрительную трубу так, чтобы точка визирования была видна наилучшим образом. Эта операция называется установкой по предмету и производится вращением кремальеры.
6. Навести центр сетки нитей точно на точку визирования посредством наводящих винтов алидады и зрительной трубы. Если вертикальный круг оказывается с правой стороны от трубы, если смотреть со стороны окуляра, говорят «круг право» (КП). Если вертикальный круг оказался слева – «круг лево» (КЛ).

Измерение горизонтального угла β

Измерение горизонтального угла теодолитом предполагает установку прибора в вершине измеряемого горизонтального угла (т.н. станция), а рейки на станциях n+1 и n–1.

Перекрестие сетки нитей совмещают с самой нижней видимой точкой рейки так, чтобы вертикальная нить совпадала с осью рейки.

Затем выполняют следующую последовательность действий (первый полуприём):

1. наводят центр сетки нитей на вершину заднего (правого) угла  (n – 1) и снимают отсчёт по лимбу горизонтального круга — отсчёт а1;
2. наводят на вершину переднего (левого) угла (n + 1) снимают отсчет а2;
3. определяют значение угла при круге лево βкл=а1-а2.

Измерение горизонтального угла на станции n:
β – горизонтальный угол

До начала второго полуприёма (КП) разблокируют зрительную трубу и переводят через положение зенита. Затем разблокируют алидаду и поворачивают прибор на 180° , проводят измерения при КП. При втором полуприёме (КП) визирование и измерения производят аналогично, различия в значениях угла в двух полуприёмах (С) не должно превышать двойной точности прибора (t): С < 2t.

Измерение горизонтального угла β на станции n (КЛ):
n – станция
n–1 –- вершина заднего угла
n+1 – вершина переднего угла
а1 – отсчёт на вершину заднего угла
а2 – отсчёт на вершину переднего угла

Вычисление горизонтальных углов

При выполнении условия расхождения в значениях угла, полученных за два полуприёма, средний горизонтальный угол рассчитывают по формуле: βср = (βКЛ + βКП) /2.

Лимб горизонтального угломерного круга оцифрован всегда от нуля до 360? через 1?, слева направо.

Отсчёт по горизонтальному кругу берут следующим образом:

• считывают по шкале алидады количество градусов отсчётного штриха (по рисунку – 125°);
• считывают минуты слева направо от нуля, учитывая, что цена деления на шкале ГУ – 5´ (по рисунку – 07´).

 Отсчётный микроскоп теодолита RGK TO-15:
отсчёт по ГУК – «125°07´»
отсчёт по ВУК – «-0°35´»

Измерение вертикального угла теодолитом

Измеренный угол наклона может иметь как положительное, так и отрицательное значение, изменяясь от -90° до 90°.

Работа с теодолитом требует  проводить горизонтирование алидады каждый раз при отсчёте. Горизонтальным считается положение, когда пузырёк цилиндрического уровня алидады или трубы расположен посередине ампулы. Однако, даже при нахождении пузырька в центре ампулы линия нулей отсчётного устройства может находиться под небольшим углом по отношению к линии горизонта, который называется место нуля вертикального круга (М0). Важной чертой измерения вертикальных углов является необходимость учёта места нуля вертикального круга. Для этого при создании съёмочного обоснования снимают отсчёты по вертикальному угломерному кругу (ВУК) при КЛ и КП, а при тахеометрической съёмке — на каждой станции перед началом работы определяют место нуля.

При измерении вертикальных углов теодолитом центр сетки нитей переводят на высоту инструмента, ранее отмеченную на рейке. Высоту инструмента определяют с помощью листа белой бумаги и рейки, приставляя её почти вплотную к окуляру. Пользователь при этом должен вести наблюдение в объектив. Лист передвигают по рейке, пока он не закроет ровно ½ поля зрения. Высоту инструмента на рейке удобно отмечать тонкой круглой резинкой.

Сначала снимают отсчёт, визируя при круге лево. Затем, переведя трубу через зенит, визируют и снимают отсчёт при круге права.

Существует несколько способов оцифровки лимба вертикального угломерного круга (ВУК). У теодолита RGK TO-15 (TO-05) оцифровка секторная, при которой ВУК разбит на 4 сектора по 90°, из которых два сектора имеют положительную оцифровку, а два других – отрицательную. Для взятия отсчёта:

• считывают количество градусов отсчётного штриха (по рисунку – «-0°»);
• считывают минуты – если вверху стоит «-0» – по отрицательной шкале от нуля до отсчётного штриха, если вверху стоит «+0» – по положительной шкале от нуля до отсчётного штриха (по рисунку – «-35?»).

Далее проводят вычисление вертикального угла. При этом отсчёты от 0° до 90° соответствуют измеряемому положительному вертикальному углу.

Вычисление вертикальных углов

После снятия отсчётов рассчитывают вертикальный угол через М0, либо по результатам двух отсчётов, полученных при визировании на цель в двух положениях зрительной трубы (КЛ и КП).

Расчётные формулы для секторной оцифровке лимба вертикального круга от нуля в обе стороны – по ходу и против хода часовой стрелки (RGK TO-05 и TO-15):

М0 = (КП + КЛ)/2; v = МО-КП; ν=КЛ−М0

При расчёте по этим формулам не обязательно добавлять 360°.

Измерение расстояний теодолитом

В этом разделе рассмотрим, как работать с теодолитом для измерения расстояний. В сетке нитей зрительной трубы теодолита имеются два дополнительных горизонтальных дальномерных штриха, расположенных по обе стороны от центра сетки нитей на равных расстояниях. Наличие этих штрихов позволяет производить измерение теодолитом расстояния D от прибора до рейки.

Для этого по рейке определяют величину дальномерного интервала n в сантиметрах, умножая полученное число на 100, затем полученное значение из сантиметров переводят в метры (дальномерный коэффициент зрительной трубы, как правило, равен 100) , т. е.

D = K*n =100*n

В случае, приведенном на рисунке:

• отчет по верхнему дальномерному штриху – 1747 мм;
• отчет по нижнему дальномерному штриху – 1856 мм.

Дальномерный интервал n равен разности отчетов по нижнему и верхнему дальномерным штрихам.

n = 1856-1747=109 мм = 10,9 см.

По формуле вычисляем расстояние: D = 100*10,9 см=1090 см = 10,9 м

Для измерения теодолитом расстояний при помощи нитяного дальномера относительная ошибка обычно составляет от 1/100 до 1/300.

Теодолит — это геодезический прибор, который используется для измерения горизонтальных и вертикальных углов. Это один из главных инструментов, применяемых в геодезических, маркшейдерских и строительных работах. Он позволяет определить величину углов с точностью до секунд.

Картинка с сайта: www.smsm.ru

Назначение теодолита

Теодолит необходим для определения угла между двумя точками. Делается это путем поочередного наведения визира на эти точки и сравнения показателей, отображаемых на специальной шкале.

Есть много видов и моделей теодолитов, которые отличаются между собой следующим:

• конструкцией;
• степенью точности;
• способом отчета по вертикальной шкале;
• принципу действия.

Классической конструкцией теодолита является механическая. Такие приборы наиболее простые, но они не давали высокой точности в измерениях. Эту конструкцию сменил оптический теодолит. Сейчас он самый распространенный за счет сравнительной дешевизны и точности, достаточной для проведения большинства работ.

Принцип работы

Перед работой теодолит закрепляется на специальный штатив. С помощью круглого и цилиндрического уровня инструмент приводится в строго горизонтальное положение.

Принцип работы основан на наблюдении контрольных точек в зрительную трубу. После наведения на точку в окуляре микроскопа фиксируются углы. Находясь последовательно на точки, специалист измеряет углы и заносит все показатели в полевой журнал (если работает оптическим устройством). В строительстве замеры углов позволяют контролировать правильность геометрии конструкции.

Применение электронных приборов избавляет человека от необходимости визуальной фиксации углов. Цифровые датчики сами фиксируют показатели на вертикальном и горизонтальном круге, после чего выводят информацию на экран. Также все данные сохраняются во внутреннюю память. После окончания полевых работ данные можно выгрузить на компьютер.

Устройство теодолита

Теодолит имеет такие основные части:

1. Вертикальный и горизонтальный круги. Это отсчетные механизмы.
2. Оптическая визирная труба. Она может иметь разную кратность увеличения. Через нее специалист смотрит на вешку или точку на конструкции.
3. Алидада. Это поворотная линейка, которая жестко соединена с корпусом лимба.
4. Наводящие и зажимные винты. Необходимы для тонкой настройки и юстировки.
5. Оптический центрир (есть не во всех моделях). Используется для точного центрирования над точкой. Если нет центрира, обычно используют обычный отвес.
6. Штатив-тренога. На него устанавливается теодолит.

Горизонтальный и вертикальный круг имеют насечку с градусами и их долями.

На зрительной трубе нанесена сетка дальномерных нитей, которые пересекаются в центре. С помощью нее производится точное наведение на требуемую точку. Визирная труба устанавливается в специальной U-образной подставке. Она может менять угол наклона, что будет отображено на шкале вертикального круга.

Подставка вместе с трубкой поворачивается в горизонтальной плоскости, вокруг вертикальной оси. Изменение положения фиксируется на горизонтальном круге. С помощью винтов можно произвести тонкую настройку и зафиксировать устройство в нужном положении. Точность результата будет зависеть от качества наведения.

Виды

Есть несколько видов теодолитов, но чаще всего используются такие:

• электронный;
• оптический.

Электронный

Электронные приборы имеют систему датчиков и оснащены жидкокристаллическим дисплеем. После установки теодолита и наведения его на точки, между которыми необходимо определить угол, устройство автоматически определяет значения и выводит их на экран. Это позволяет значительно ускорить работу специалиста, так как теперь не требуется внимательно присматриваться к шкале.

Оптический

Наиболее распространены оптические теодолиты. Он не вычисляет самостоятельно угол, как это делает электронный, но его стоимость значительно ниже. После наведения на точку оператор должен сам снимать показатели и записывать их.

Правила работы

С теодолитом обычно работают одним из двух способов:

1. Полярным. Для работы нужно иметь две точки с известными значениями. Прибор устанавливается на одну известную, наводится на вторую. После снятия показаний теодолит наводится на искомую точку. Разница в показаниях будет конечным значением. Затем измеряется расстояние. Быстрый метод, не требующий сложных расчетов.
2. Используют стволы с перпендикулярами. Этот способ используется во время разбивочных работ. На местности откладываются прямые углы и поэтапно проходятся по каждой отметке.

Перед выполнением работы прибора обязательно нужно настроить. Подготовка состоит из таких этапов:

• центрирование;
• горизонтирование;
• фокусировка.

Центрирование выполняют при помощи уровня и зажимных винтов. Эта процедура требуется для выставления аппарата в строго горизонтальное положение.

Затем визиром наводятся на искомую точку. Чтобы получить более точный результат, следует воспользоваться специальными винтами, расположенными на корпусе. После выставления центра фиксируется значение.

При геодезических работах требуется высокая точность. Поэтому желательно проводить несколько измерений, каждый раз используя новую точку отсчета. Если новые данные будут отличаться от старых ровно на величину угла между новой точкой отсчета и старой (в пределах допустимой погрешности), то результат можно считать правильным.

Как правильно выбрать теодолит

Перед покупкой прибора необходимо ознакомиться с критериями выбора, которые в итоге будут влиять на стоимость:

1. Степень допустимой погрешности. Есть технические, точные и высокоточные теодолиты.
2. Степень защиты от влаги и пыли. В умеренном климате этим параметром можно пренебречь, так как визирная труба в любом случае будет герметичной.
3. Общий вес. Эта характеристика важна в тех случаях, когда работа предполагает длительные пешие переходы.
4. Запас ударопрочности. Это относится к дорогостоящим устройствам, у которых даже небольшое сотрясение корпуса может отразиться на измерительных данных.

Что такое теодолитная съемка

Теодолитная съемка — это горизонтальная съемка местности, которая выполняется при помощи теодолита. При этом производится измерение горизонтальных углов и углов наклона. Расстояния между точками измеряют при помощи различных дальномеров или стальной лентой. В результате составляется план местности без нанесения рельефа. Чтобы получить план с рельефом, нужно провести нивелирование участка, на котором выполнялась теодолитная съемка.

Процесс теодолитной съемки включает в себя такие виды работ:

• проложение теодолитных ходов;
• их привязка к пунктам геодезической сети;
• съемка ситуации.

Плановым обоснованием съемки являются теодолитные ходы. Они могут быть замкнутыми или разомкнутыми.

Замкнутый теодолитный ход называется полигоном. Это многоугольник с известными углами и длинами сторон. Его вершины закрепляются на местности.

Чтобы получить исходные координаты и дирекционный угол первой линии, нужно привязаться к полигонометрии государственной геодезической сети или к пунктам триангуляции. Координаты этих точек известны.

Разомкнутый теодолитный ход является ломаной линией с углами поворота. Нужно стараться, чтобы эти углы были максимально приближенными к 180 градусам. Разомкнутые ходы обычно прокладывают от пункта триангуляции к полигону. Точки следует выбирать так, чтобы расстояние между ними было не более 350 м. Во время прокладывания хода длина измеряется в прямом и обратном направлении (два раза).

Производители

Популярные отечественные и зарубежные производители теодолитов:

• CST;
• Foif;
• Leica;
• RGK;
• Sokkia;
• Trimble;
• Vega;
• УОМЗ.

Примеры из каталога

В нашем магазине есть много моделей теодолитов различных видов. Ниже представлены самые популярные модели.

3Т2КП

Теодолит 3Т2КП используется для измерения углов в геодезических сетях сгущения, полигонометрии, триангуляции и т. д. Модели серии 3Т очень надежные и с ними удобно работать. При вертикальном круге присутствует компенсатор, благодаря чему измерения можно проводить точно и быстро. К тому же 3Т2КП способен работать при более низких температурах, чем его зарубежные аналоги. Также на него можно установить светодальномер.

CST/Berger DGT10

Электронный теодолит CST/Berger DGT10 способен измерять любые углы на строительной площадке. Благодаря наличию встроенного компенсатора выравнивание происходит быстро.

Основные преимущества модели:

• простой в эксплуатации;
• дисплей с двух сторон;
• устойчив к воздействию влаги и пыли;
• высококачественная оптика;
• малые габариты и вес;
• работает от аккумуляторов или батареек;
• встроенный компенсатор.

Способен производить замеры углов с точностью в 5″.

Заключение

Возможности, которые имеет теодолит, очень важны для практической и научной деятельности. Точная привязка к координатной сетке и местности — необходимое условие для выполнения ответственных работ.

17 сентября 2018

Что такое теодолит?

Теодолит – прибор, предназначенный для измерения вертикальных и горизонтальных углов. Также применим для определения расстояний по нитяному дальномеру и магнитных азимутов при помощи буссоли. Используется при геодезических работах, строительстве, проведении топографической съемки и т.п.

Различают два вида теодолитов: оптические и электронные. Более современные электронные модели способны с высокой точностью определить углы, высоту строения, разбить прямоугольник или проверить разбивку осей здания. Теодолит прост в управлении, имеет небольшой вес и доступную цену. В этой статье мы расскажем, как работать с теодолитом для получения максимально точного результата.

Устройство теодолита

Основные элементы из которых состоит теодолит:

• Лимбы с градусными и минутными делениями (горизонтальный и вертикальный).
• Алидада – подвижная часть теодолита, к которой крепится система отсчитывания по лимбу и визирному устройству.
• Зрительная труба (визирное устройство) с закрепительным и наводящим винтами.
• Отвес для центрирования над точкой. Может быть, как оптическим, так и лазерным.
• Трегер (подставка) с подъемными винтами и круглым уровнем для горизонтирования теодолита.
• Микроскоп для снятия отсчетов.

Комплектация теодолита зависит от области, в которой он будет применяться. Он может быть дополнен ориентиром-буссолем, дальномерными насадками, визирными маркерами и пр. В некоторых работах используются узкоспециализированные теодолиты: маркшейдерские, астрономические, гироскопические.

Пошаговая инструкция как пользоваться теодолитом

• 1 шаг. При работе с геодезическим оборудованием, стоит учитывать, что для получений точных результатов измерений необходимо проводить регулярные поверки и юстировки теодолита. Кроме этого требуется делать периодический контроль геометрических параметров, так как результаты работы геодезиста или строителя, порой, не терпят ошибок даже в несколько угловых секунд.
• 2 шаг. Когда оборудование проверено можно приступать к работе с теодолитом. Для начала необходимо закрепить прибор над точкой с известными координатами, используя штатив-треногу и центрир или нитяной отвес. Приняв ее за точку отсчета, с помощью уровней и наводящих винтов отцентрировать прибор. Итогом должно стать абсолютно горизонтальное положение прибора, а также расположение теодолита строго над точкой.
• 3 шаг. С помощью визира необходимо предварительно навестись на цель, а винтами навест сетку нитей на цель наиболее точно. Таким образом определяется центр измеряемого объекта. Данные действия производятся с помощью зрительной трубы, но при недостаточности света можно использовать дополнительно специальное зеркало с подсветкой. После выполнения этой процедуры производится снятие отсчетов вертикального и горизонтального углов с помощью микроскопа теодолита.
• 4 шаг. Для получения высокой достоверности результатов измерений проведение измерений теодолитом рекомендуется повторить несколько раз (приемов). По результатам многократных измерений определяются средние значения вертикальных и горизонтальных углов.

Обучение работе с теодолитом

С проведением измерений теодолитом может справиться как опытный геодезист, так и начинающий специалист. Это удобное и доступное устройство находит широкое применение в строительстве и геодезии. Вы можете купить теодолит по низкой цене в нашем интернет магазине. А при необходимости наши специалисты могут провести демонстрацию и обучение по работе на приобретенном оборудовании.