Обычно так обозначают двойную коллимационную ошибку

Электронные тахеометры самые современные измерительные приборы, позволяющие выполнять как основные, съемочные, так и различные прикладные геодезические работы.

Для выполнения всех этих работ геодезисту важно понимать и знать, что такой электронный измерительный прибор исправен и находится в рабочем состоянии. Понятно, что такие дорогостоящие и высокоточные инструменты проходят определенную проверку и электронные настройки на предприятии изготовителе. В настоящее время современные геодезические приборы хранятся в специальных чехлах, которые при падении даже с метровой высоты не должны нанести вред и вывести из строя измерительный прибор. Поэтому при транспортировке ящика с тахеометром никаких повреждений самому прибору не должно быть нанесено.

Кроме этого в последние годы, при сдаче исполнительной документации, технических отчетов предусмотрено предоставление документа о подтверждении исправности геодезических приборов, использованных в проделанных работах. Да и сами геодезисты могут определить инструмент в рабочем состоянии или нет, например:

• перед началом измерений при установлении электронного тахеометра в рабочее положение (горизонтирование, центрирование), при определении коллимационной погрешности или места нуля, и возможности исправления этих отклонений самостоятельно;
• при выполнении традиционных измерительных операций в процессе производства геодезических работ.

Очевидно, что при покупке электронных тахеометров многим геодезистам имеет смысл передавать их на поверку в службы метрологии и стандартизации.  

Поверки и юстировки

Конструкция электронного тахеометра основана на геометрических, математических, и, конечно, физических принципах оптики, механики, электроники. Важными составляющими в этом служат увязка в самой конструкции взаимных положений частей и узлов, которые и подлежат периодической проверке или как говорят геодезисты поверки.

Большинство поверок этих электронно-оптических приборов в части оптико-механических узлов такие же, как и у оптических теодолитов.

Первая такая поверка тахеометра считается так называемая поверка цилиндрического уровня. Суть ее заключается в том, чтобы воздушный пузырек уровня цилиндрической формы при вращении тахеометра вокруг своей оси всегда бы находился в середине его ампулы. Это означает, что корпус прибора будет находиться в отвесном состоянии или как еще говорят совпадать с отвесной линией. Сам механизм проверки состоит из последовательности операций по выведению цилиндрического уровня в среднее положение подъемными винтами трегера. При этом ампула уровня должна быть расположена первый раз вдоль двух винтов, а вращение ими осуществляется в противоположном направлении друг относительно друга. В следующий раз уровень разворачивается перпендикулярно и устанавливается по третьему винту, вращением которого выставляется окончательное положение цилиндрического уровня. Затем для проверки уровень разворачивается на 180 градусов и при исправном состоянии после разворота его отклонение от среднего положения должно составить не более двух делений. При отклонении на большее количество делений он юстируется. Половина отклонения регулируется подъемными, а другая часть, — исправительными винтами.

Поверка круглого уровня

По своей сути пересекается с предыдущей поверкой. Только за приведение вертикальной оси вращения корпуса тахеометра к отвесной линии используются круглые уровни. На практике эти уровни для приведения прибора в отвесное состояние применяются не часто. Но зачастую геодезисты не могут себе позволить, чтобы отдельное устройство было не отъюстировано, поэтому выполняют эту поверку. По исполнению она аналогична такой же поверке в нивелире. С помощью подъемных винтов круглый уровень выводится в центр его конструкции. При повороте прибора уровень должен находиться в том же положении, в центре. При значительном отклонении от него часть смещения устраняется исправительными винтами. Поверка тахеометра повторяется до нужного результата.

В электронных тахеометрах конструктивно присутствуют электронные изображения круглых уровней в форме двух окружностей. Применяя управление датчиком наклона и цилиндрическим уровнем, необходимо наблюдать на экране смещение точки круглого уровня. С помощью шпильки и исправительных винтов круглого уровня он юстируется так, чтобы при любом развороте тахеометра круглая точка уровня находилась всегда в центре экрана.

Поверка места нуля

Заключается в определении отсчета по вертикальному кругу при горизонтальном положении зрительной трубы, когда тахеометр находится в рабочем состоянии (вертикальная ось его вращения отвесна). Это поверка проводится при двух кругах (КП и КЛ) на уровне горизонта инструмента. В принципе она выполняется точно так же как и в теодолитах с той лишь разницей, что все измерения высвечиваются на цифровом экране. Алгебраические вычисления среднеарифметического значения места нуля (МО) должны показать соответствие или несоответствие геометрического условия перпендикулярности осей визирования и вращения зрительной трубы тахеометра. Если значение МО отклоняется более, чем на 20 секунд производится юстировка самостоятельно. При повторении процедуры определения МО и его исправления при недопустимых значениях в течение двух, трех раз лучше всего обратиться в сервисный центр.

Поверка коллимационной ошибки

Электронных тахеометров имеет своей целью определение не совпадения визирной и оптической осей зрительной трубы. При несовпадении этих осей возникает угол, который и принято называть коллимационной ошибкой. Мы знаем, что эта ошибка присутствует в виде какого-то определенного значения. Как правило, геодезическим прибором можно без проблем пользоваться в случае, когда двойная коллимация не более двух СКП при измерениях горизонтального угла. Практическим путем 2с, так обозначают двойную коллимационную ошибку, определяется путем снятия горизонтальных отсчетов при двух положениях кругов (КП и КЛ) и вычисления:

2с=КП+КЛ±180

При пятисекундном электроном тахеометре коллимация должна быть не более десяти секунд. В случае ее превышения этого значения устранение коллимационной погрешности должно производиться, как минимум в сервисном центре. У более современных электронных тахеометров существует опция определения коллимационной ошибки и ввода поправок для исправления. Как правило, значение ошибки коллимации определяется не менее двух раз.

Поверка сетки нитей 

Заключается в определении конструктивного крепления сетки нитей. При этом вертикальная и горизонтальная нити должны быть соответственно вертикальными и горизонтальными. Проверяются эти геометрические условия путем удаленного наведения на характерную точку электронного тахеометра. Вначале в поле зрения трубы на точку наводится вертикальная нить и при перемещении ее сверху вниз микрометренным винтом точного вертикального наведения она должна находиться в биссекторе сетки нитей. Аналогичным образом можно поступать при наведении на точку горизонтальной нитью и перемещения ее справа налево микрометренным винтом точного горизонтального наведения. Эти геометрические условия выполнены при нахождении точки на нитях и в биссекторах сетки нитей. Если происходят смещения точек с сетки нитей, имеет смысл обращаться к проверенным специалистам сервисного центра.

Поверка оптического отвеса тахеометра

Считается ключевой, так как все измерения в геодезии производятся от отвесной линии. Поэтому ось оптического отвеса должна быть отвесной. Для выполнения проверки электронный тахеометр устанавливается в рабочее положение над центром. Имеется в виду, что он горизонтируется и центрируется соответственно при помощи уровней и проверяемого оптического отвеса. При повороте корпуса тахеометра на 180 градусов и наблюдении в окуляр оптического отвеса в нем могут возникнуть разные изображения. Если центр геодезического пункта находится в середине сетки нитей, никаких исправлений оптического отвеса проводить не нужно. Если сетка нитей смещена относительно центра, целесообразно выполнить юстировку. Под крышкой корпуса окуляра отвеса находятся четыре исправительных винта. Одна вторая отклонения корректируется подъемными винтами трегера. Другая половина юстировочными винтами. Исправление смещения, как правило, выполняется парами винтов. Порядок такой: один винт ослабляется, второй затягивается. Так происходит смещение до условной линии, соединяющей другую пару винтов. В таком же порядке ослабления и затягивания сетка нитей перемещается в центр геодезического пункта.

Такая поверка тахеометра повторяется при вращении электронного тахеометра вокруг своей оси необходимо периодически смотреть в окуляр оптического отвеса и наблюдать за тем находится ли центр в поле сетки нитей. Если это произошло, значит, поверка проведена успешно. В случае выявленных отклонений они вновь исправляются с применением юстировочных винтов.

Поверка постоянной поправки дальномера

Проводится с целью проверки ее заводской установки. Как правило, она устанавливается в нулевое положение, то есть она равна нулевому значению. Соответствие постоянной поправки важно для линейных измерений светодальномером тахеометра.

Эту поверку рекомендуется периодически проводить в течение календарного года и, особенно, в тех случаях, когда возникают подозрения в отклонениях измеряемых расстояний. Для этого необходимо заложить на ровной поверхности с расстоянием до 100 метров так называемый линейный базис, состоящий из трех закрепленных в створе точек. Измерения длины между ними можно производить с применением отражателей или в безотражательном режиме. Таких измерений нужно провести не менее десяти при замерах расстояний между крайними точками. И столько же при определении двух других расстояний между соответственно крайними точками и средней точкой между ними, в которой лучше всего и стоит установить тахеометр для измерений. По их результатам определяют средние значения горизонтальных проложений этих трех расстояний. А разность горизонтальных проложений длиной стороны и суммы двух коротких сторон дает величину постоянной поправки дальномера.

После этого необходимо провести такие же измерения и вычисления еще два, три раза. И если постоянная поправка дальномера в каждом из этих вычислений не будет отличаться более, чем на 3 мм, то никаких исправлений и юстировок проводить не нужно. В противоположном случае для исправления значения поправки требуется обратиться в сервисный центр.

Все эти описанные выше поверки электронных тахеометров являются основными из широкого спектра новых приспособлений и узлов в современных совершенствуемых геодезических приборах, которые необходимо периодически поверять.

Теодолит как прибор для измерения углов должен удовлетворять некоторым геометрическим условиям, вытекающим из общего принципа измерения горизонтального угла.

Рассмотрим эти условия:

Рис.4.5

• Ось цилиндрического уровня при алидаде горизонтального круга должна быть перпендикулярна к оси вращения алидады.
• Ось вращения алидады должна быть установлена отвесно (вертикально).
• Визирная ось трубы должна быть перпендикулярна к оси вращения трубы.
• Ось вращения трубы должна быть перпендикулярна к оси вращения алидады.
• Вертикальная нить сетки нитей должна лежать в коллимационной плоскости.

Для всех этих условий, кроме второго, обязательно выполняются поверки для того, чтобы выяснить удовлетворяет ли конкретный теодолит перечисленным условиям. Если при выполнении поверок обнаруживается, что какое-либо условие не выполняется, производят исправление теодолита.

Поверка первого условия была рассмотрена в разделе 3.3; следует лишь подчеркнуть, что исправление угла между осью уровня и осью вращения алидады производится исправительными винтами уровня.

Установка оси вращения алидады в вертикальное положение выполняется в следующем порядке:

1. вращая алидаду, устанавливают уровень параллельно линии, соединяющей два подъемных винта и приводят пузырек уровня в нульпункт, действуя этими двумя винтами,
2. вращают алидаду на 90o, то-есть, устанавливают уровень по направлению третьего подъемного винта, и, действуя этим винтом, приводят пузырек уровня в нульпункт.

После этого вращают алидаду и устанавливают ее в произвольное положение; пузырек уровня должен оставаться в нульпункте. Если пузырек уровня отклоняется от нульпункта больше, чем на одно деление, следует заново выполнить первую поверку и снова установить ось вращения алидады в вертикальное положение.

Процедура установки оси вращения алидады в вертикальное положение называется горизонтированием теодолита.

Поверка перпендикулярности визирной оси трубы к оси вращения трубы. Эта поверка выполняется с помощью отсчетов по горизонтальному кругу при наблюдении какой-либо визирной цели.

Если условие выполняется, то при вращении трубы вокруг своей оси визирная линия трубы описывает плоскость, совпадающую с коллимационной плоскостью. Если угол между визирной линией трубы и осью вращения трубы не равен точно 90o, то при вращении трубы визирная линия будет описывать коническую поверхность с углом при вершине конуса 180 – 2С, где С – угол между фактическим положением визирной линии трубы и ее теоретическим положением; угол С называется коллимационной ошибкой (рис.4.6).

Рис.4.6 Рис.4.7

Навести трубу на точку можно при двух положениях вертикального круга: круг слева и круг справа; эти положения называются “круг лево” – КЛ или L и “круг право” – КП или R. Пусть при положении КЛ отсчет по лимбу будет NL. Для наведения трубы на точку при КП нужно перевести трубу через зенит и повернуть алидаду на 180. Если С = 0, то алидаду нужно повернуть точно на 180, то-есть, разность отсчетов при КЛ и КП равна точно 180 (рис.4.7).

Если С= 0, то при том же положении алидады изображение точки будет находиться не в центре сетки нитей и для наведения на точку нужно повернуть алидаду на угол С (рис.4.8). Отсчет по лимбу изменится и, если правильный отсчет был NL, то отсчет, искаженный коллимационной ошибкой, будет N’L = NL + C, а

NL = N’L – C.               (4.2)

Рис.4.8 Рис.4.9

Чтобы навести трубу на точку при КП, нужно перевести ее через зенит и повернуть алидаду на угол 180 – 2C (рис.4.9), отсчет по лимбу будет равен:

NR’ = NL + C + 180 – 2C = NR – C.                 (4.3)

Таким образом, можно написать:

NL’ = NL + C,           NR’ = NR – C.

Средний отсчет из отсчетов при КЛ и КП свободен от влияния коллимационной ошибки,

0.5 * (NL’ + NR’) = 0.5 * (NL + NR),

а значение двойной коллимационной ошибки равно:

2C = NL’ – NR’ + 180.                 (4.4)

В теодолитах с односторонним отсчитыванием по лимбу в каждом отдельном отсчете (и при КЛ и при КП) присутствует еще ошибка эксцентриситета алидады, поэтому значение коллимационной ошибки, подсчитанное по формуле (4.4), будет включать ошибку эксцентриситета.

Для таких теодолитов (Т30, Т15, Т5) коллимационную ошибку определяют по более сложной методике, состоящей из следующих действий:

навести трубу при КЛ на четко видимую точку, расположенную вблизи горизонта, взять отсчет по лимбу NL’,
перевести трубу через зенит, навести ее на ту же точку при КП и взять отсчет по лимбу NR’,
ослабить зажимной винт подставки и повернуть теодолит относительно подставки примерно на 180,
навести трубу на точку при КЛ, взять отсчет NL”,
навести трубу на точку при КП, взять отсчет NR”,
вычислить коллимационную ошибку по формуле:

2C = 0.5 * [(NL’ + NL”) – (NR’ + NR”) + 360o.                 (4.5)

Исправление коллимационной ошибки, если она больше допустимого значения, производится одинаковым для большинства теодолитов способом:
вычисляют правильный отсчет:

NL = NL’ – C, или

NR = NR’ + C

и устанавливают его на лимбе. При этом изображение точки не будет совпадать с центром сетки нитей на величину С. Боковыми исправительными винтами сетки нитей совмещают центр сетки нитей с изображением точки. После этого повторяют определение 2С.

Влияние коллимационной ошибки на отсчет по лимбу. При наблюдении точек, расположенных вблизи плоскости горизонта, отсчет по лимбу искажается на величину коллимационной ошибки С с одним знаком при КЛ и с другим знаком при КП. Но иногда приходится наблюдать точки, которые располагаются выше или ниже плоскости горизонта, а при астрономических наблюдениях трубу теодолита наводят на звезды, устанавливая ее на любой угол наклона. Рассмотрим, как искажается отсчет по лимбу из-за влияния коллимационной ошибки в общем случае.

На рис.4.10 точка O – точка пересечения оси вращения трубы HH1и визирной линии трубы. Труба направлена на высокорасположенную точку W; угол наклона визирной линии трубы – ν.

Проведем через точку W вспомогательную вертикальную плоскость; LL1 – это линия пересечения этой плоскости с плоскостью горизонта точки О.

Рис.4.10

При С=0 визирная линия трубы занимает положение OW и коллимационная плоскость пересекает плоскость горизонта по линии OM.

При наличии коллимационной ошибки визирная линия трубы займет положение OW’. Коллимационная плоскость в этом случае пересекает плоскость горизонта по линии OM’. Чтобы навести трубу на точку W, нужно повернуть алидаду на угол ε1, и отсчет по лимбу изменится на величину этого угла.

Из треугольника MOM’ выразим тангенс угла ε1:

и по малости его запишем:

Но MM’ = WW’, поэтому

(4.6)

Из треугольника WOW’ найдем тангенс угла С и вследствие малости угла С напишем:

отсюда выразим длину отрезка WW’:

WW’ = C * OW                            (4.7)

и, подставив это выражение в формулу (4.6), получим:

(4.8)

Из треугольника WOM видно, что:

подставив это выражение в формулу (4.8), получим окончательно:

(4.9)

Если угол наклона трубы ν небольшой, то косинус этого угла мало отличается от единицы и ε1 = C.

Обычно каждую точку наблюдают при двух положениях круга, и средний отсчет свободен от влияния коллимационной ошибки.

Поверка перпендикулярности оси вращения трубы к оси вращения алидады. Четвертое условие обеспечивает вертикальное положение коллимационной плоскости. Для проверки этого условия используют хорошо видимую высоко расположенную точку М. Сначала наводят трубу на точку при КЛ и проектируют точку на уровень горизонта теодолита зрительной трубой; отмечают точку m1 (рис.4.11).

Затем переводят трубу через зенит, наводят ее на точку при КП и снова проектируют точку на уровень горизонта теодолита; отмечают точку m2.

Если ось вращения трубы перпендикулярна оси вращения алидады, то проекция точки М оба раза попадет в точку m; в противном случае точек будет две – m1 и m2.

Положение, при котором один конец оси трубы выше другого, возникает, когда высота подставок трубы неодинакова; вследствие этого рассматриваемую поверку иногда называют поверкой неравенства подставок.

Рис.4.11

Для исправления угла между осями HH1 и ZZ1 нужно изменить высоту той подставки, которая имеет исправительный винт. Исправление неравенства подставок выполняется методом последовательных приближений. Если теодолит не имеет исправительного винта подставки, то при обнаружении неравенства подставок его нужно сдать в мастерскую.

Влияние неравенства подставок на отсчет по лимбу. Пусть ось вращения трубы HH1 наклонена к горизонту на угол i и занимает положение H’H’1 (рис.4.12). Если бы наклона не было, то точка М проектировалась бы в точку m. При наклоне оси точка М проектируется в точку m1, и ошибка отсчета по лимбу будет равна углу ε2. Определим величину этого угла.

Рис.4.12

Из треугольника mOm1 следует:

или по малости угла ε2:

(4.10)

Из треугольника mMm1, в котором угол при точке M равен i, находим:

по малости угла i принимаем tg(i) = i, поэтому

откуда

mm1 = i * Mm .                           (4.11)

Подставим (4.11) в (4.10) и получим:

(4.12)

Из треугольника MOm выразим тангенс угла ν:

и,подставив это выражение в (4.12), получим окончательно:

ε2 = i * tg(ν) .                       (4.13)

При ν = 0 влияние неравенства подставок равно нулю при любых значениях угла i.

Если ось вращения трубы наклонена к горизонту из-за неравенства подставок, то наклон коллимационной плоскости имеет противоположные знаки при КЛ и КП, и ошибка отсчета тоже имеет противоположные знаки; в среднем отсчете ошибка ε2 исключается.

Влияние наклона оси вращения алидады на отсчет по лимбу. Наклон оси ZZ1 на угол i приводит к тому, что ось вращения трубы будет наклонена к горизонту на тот же угол (рис.4.13); коллимационная плоскость отклонится от вертикального положения на тот же угол. Следовательно, и влияние наклона оси вращения алидады аналогично влиянию неравенства подставок. Различие состоит в том, что ошибка в отсчете по лимбу из-за наклона оси вращения алидады имеет один и тот же знак при КЛ и КП. Таким образом, и средний отсчет также содержит эту ошибку.

Для ослабления влияния наклона оси вращения алидады следует как можно тщательнее выполнять горизонтирование теодолита и следить за пузырьком уровня во время работы. При точных измерениях углов для исключения этой ошибки определяют угол i из дополнительных отсчетов по шкале уровня и вводят в отсчеты по лимбу поправки, вычисляемые по формуле (4.13).

Рис.4.13

Поверка сетки нитей. Поверка пятого условия выполняется последней. Наводят трубу на хорошо видимую точку и наводящим винтом смещают ее по высоте. Если при этом изображение точки остается на вертикальной нити сетки нитей, то условие выполняется. Если изображение точки сходит с вертикальной нити, нужно ослабить исправительные винты сетки нитей и развернуть сетку в нужном направлении. После этого следует повторить поверку и снова определить коллимационную ошибку, так как при ослаблении и затягивании исправительных винтов сетки нитей ее центр мог сдвинуться в сторону.

Кроме геометрических условий у теодолита проверяют так называемые механические условия:

отсутствие механических повреждений – изломов, изгибов, трещин и т.п.; это проверяется путем внешнего осмотра, при котором следует удостовериться и в полной комплектности прибора;
плавность вращения всех вращающихся деталей, то-есть, отсутствие заеданий, тугого вращения, скрипа и стука;
плавность и легкость работы зажимных винтов;
плавность и равномерность работы наводящих винтов;
равномерность и легкость работы подъемных винтов.

Эксцентриситет алидады. В плоскости лимба горизонтального круга имеются три характерных точки:

D – центр круга делений лимба,
A – центр вращения алидады,
L – центр вращения лимба (рис.4.14).

В идеальном теодолите все три точки должны совпадать, но в действительности они не совпадают.Несовпадение точки A с точкой D называется эксцентриситетом алидады, несовпадение точки L с точкой D называется эксцентриситетом лимба, несовпадение точек A и L называется эксцентриситетом осей.

Рассмотрим влияние эксцентриситета алидады на отсчеты по лимбу. Отрезок AD называется линейным элементом эксцентриситета алидады и обозначается буквой l.

Рис.4.14                                          Рис.4.15

Некоторые теодолиты имеют два отсчетных устройства, отстоящих одно от другого на 180. Вследствие эксцентриситета алидады отсчет по одному отсчетному индексу будет меньше правильного отсчета на угол ε:

N’1 = N1 – ε,            (4.14)

а по другому отсчетному индексу – больше правильного на угол ε:

N’2 = N2 + ε.                 (4.15)

Средний отсчет будет свободен от влияния эксцентриситета:

N = 0.5*(N1′ + N2′) = 0.5*(N1 + N2) .

Чтобы получить численное значение эксцентриситета, нужно из отсчета N2′ (4.15) вычесть отсчет N1′ (4.14):

N2′ – N1′ = N2 – N1 + 2*ε,

но N2 – N1 = 180, поэтому:

ε = 0.5*(N’2 – N’1 + 180).                       (4.16)

При вращении алидады взаимное положение линейного элемента эксцентриситета алидады и отсчетных индексов изменяется, и величина ошибки отсчета ε’ зависит от угла γ (рис.4.15):

ε’ = ε * Sin(γ) .                 (4.17)

У теодолитов с односторонним отсчитыванием отсчет по лимбу искажается на величину ε’ с одним знаком при КЛ и с другим знаком при КП; в среднем отсчете влияние эксцентриситета исключается.

Из всех ошибок отсчитывания по лимбу, возникающих вследствие нарушения геометрических условий, можно выделить симметричные ошибки, то-есть такие, которые имеют разные знаки при КЛ и КП и влияние которых в среднем отсчете устраняется, и несимметричные ошибки, влияние которых в среднем отсчете не устраняется. К симметричным ошибкам относятся коллимационная ошибка, ошибка из-за неравенства подставок, ошибка эксцентриситета. К несимметричным ошибкам относятся ошибка наклона оси вращения алидады, ошибки делений лимба и некоторые другие.

Коллимационная ошибка

Cтраница 1

Коллимационная ошибка, или ошибка от неперпендикулярности визирной оси к горизонтальной оси вращения, приводит к тому, что визирная ось описывает не вертикальную плоскость ZA ( фиг.
 [1]

Уничтожение коллимационной ошибки, обнаруженной в результате доверии, достигается поворотом буссоли на величину ошибки, для чего ослабляют винты, удерживающие буссоль, а по окончании исправлений их снова закрепляют.
 [3]

Уничтожение коллимационной ошибки, обнаруженной в результате поверки, достигается поворотом буссоли на величину ошибки, для чего ослабляют винты, удерживающие буссоль, а по окончании исправлений их снова закрепляют.
 [4]

Под коллимационной ошибкой зрительной трубы понимают малый угол с, образуемый визирной осью трубы с плоскостью большого круга инструмента.
 [5]

Если на призму Дове, не имеющую коллимационной ошибки, под углом р к оси вращения падает луч А неизменного направления, то при вращении призмы отраженный луч А будет описывать поверхность конуса с углом раствора 2р в направлении вращения призмы, но с удвоенной угловой скоростью, что схематически показано в правом верхнем углу на фиг.
 [6]

Для контроля отсчетов при КП и КЛ в журнале определена двойная коллимационная ошибка.
 [7]

Инструмент перед работой хорошо выверяют; приводят к минимальному значению коллимационную ошибку; устанавливают горизонтальную ось вращения перпендикулярно к вертикальной оси вращения инструмента; инструмент хорошо центрируют и нивелируют.
 [8]

По окончании измерения углов па станции в журнале определяются направления и величины двойной коллимационной ошибки.
 [9]

Разность направлений на земной предмет в полуприеме не должна превышать 4, колебание двойной коллимационной ошибки в приеме по отсчетам на земной предмет не должно выходить за пределы 6, а колебание нульпункта уровня — за пределы трех полу-делении.
 [10]

Если между коллимационной плоскостью и нулевым диаметром буссоли образуется угол, то он называется коллимационной ошибкой буссоли.
 [12]

Повернув трубу через зенит, отмечают на другой стороне обноски точку по центру сетки, причем для устранения влияния коллимационной ошибки трубы проверяют эту точку при другом положении вертикального круга. Если получится расхождение с первой пометкой, то находят среднюю между ними точку, которой и пользуются в дальнейшем. Аналогично отмечают положение точек на столбе, врытом с другой стороны обноски на оси.
 [14]

Из приведенных формул следует, что значения направлений и углов, полученных как среднее из результатов измерений их при двух положениях трубы ( КП п К Л), свободно от влияния коллимационной ошибки.
 [15]

Страницы:  

   1

   2

1)К
возникновению коллимационной ошибки
приводит то, что визирная ось зрительной
трубы не перпендикулярна оси вращения
трубы, т.е между плоскостями вращения
образуется некоторый угол.

2)Формулы
и допуски при определении коллимационной
ошибки.

Двойную
коллимационную ошибку вычисляют по
формуле:

2С
= Л – П ± 180°

Соответственно:

С=

В
теодолите 2Т30 допускается С = 1΄

3)Исправление
коллимационной ошибки, если она больше
допустимого значения, производится
одинаковым для большинства теодолитов
способом:

вычисляют
правильный отсчет:

NL
= NL’
— C,
или

NR
= NR’
+ C

и
устанавливают его на лимбе. При этом
изображение точки не будет совпадать
с центром сетки нитей на величину С.
Боковыми исправительными винтами сетки
нитей совмещают центр сетки нитей с
изображением точки. После этого повторяют
определение 2С.

4)
Влияние коллимационной ошибки на отсчет
по лимбу: при наблюдении точек,
расположенных вблизи плоскости горизонта,
отсчет по лимбу искажается на величину
коллимационной ошибки С с одним знаком
при КЛ и с другим знаком при КП.

43. Поверка равенства подставок теодолита:

Параллельность
оси уровня при трубе визирной оси
зрительной трубы
проверяется
следующем способом. От стены на
расстояние 10 – 20 метров
устанавливается
теодолит рабочем состояние и на высоте
выбирается точка.
После
этого зрительную трубу приводят в
нулевое состояние (отсчет по
горизонтальному
кругу) и отмечают на стене проекцию
перекрестия сетки
нитей.
Затем зрительную трубу переводят через
зенит и опять наводят на

точку,
которая была выбрана первоначально. А
на стене в нулевом уровне отмечается
вторая проекция перекрестия нитей.
Если намеченные на стене точки
совпадают, то исправление не требуется.
Юстировка производится только в
мастерской. Если теодолит предусматривает
использование для работы в горной
или пересеченной местностях, то необходимо
вычислить величины углов наклона оси
вращения зрительной трубы.

44. Поверка сетки нитей:

Вертикальная
нить сетки нитей должна быть параллельна
оси вращения алидады. Для выполнения
поверки нужно выполнить следующие
операции:

вращая
алидаду, навести зрительную трубу на
хорошо видимую точку;

наводящим
винтом трубы плавно смещать трубу по
высоте сначала вниз, потом вверх; если
изображение точки не отклоняется от
вертикальной нити, условие выполнено; 
если
изображение точки отклоняется от
вертикальной нити, то при измерении
углов следует всегда наводить трубу на
визирную цель так, чтобы цель была в
центре поля зрения трубы.

45. Вертикальный круг теодолита:

Вертикальный
круг теодолита предназначен для измерения
углов наклона и зенитных расстояний.

Угол
между горизонтальной плоскостью и
направлением визирного луча называется
углом наклона. Углы бывают положительные
если(визирная цель располагается выше
горизонтальной плоскости) и отрицательным.
Зенитное расстояние отсчитывается от
вертикальной оси ZZ1
до направления визирной оси и всегда
положительное. Вертикальный круг имеет
2-е системы оцифровки лимбов, Азимутальная
или круговая(0-360), Секторная – вертикальный
круг делится на 4 сектора и диаметрально
противоположные секторы имеют одинаковые
знаки.

Вертикальный
круг технических теодолитов имеет две
конструктивные особенности:

1. Лимб
   вертикального круга имеет жесткое
   крепление с осью вращения зрительной
   трубы т.е. визирная ось зрительной трубы
   должна быть || нулевому диаметру лимба.

2. Алидада
   и цилиндрический уровень: перед взятием
   отсчетов необходимо привести ось
   цилиндрического уровня в горизонтальное
   положение(пузырек в нуль пункте), которая
   означает что линия отсчетов индекса
   алидады тоже занимает горизонтальное
   положение: вторым условием вертикального
   круга является – ось цилиндрического
   уровня должна быть || линии отсчетов
   индекса алидады: Главное условие
   вертикального круга. При горизонтальном
   положении визирной оси VV1
   и оси UU1,
   отсчет по вертикальному кругу должен
   быть равен нулю, т.к. совпадают нулевой
   диаметр лимба, и линия отсчетного
   индекса алидады:

Если
условие выполнено, то при наведении на
визирную цель М, сразу получают значение
угла наклона (ню) рис 2.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #

Коллимационная ошибка

Связанные понятия

Квазитрохоида́льная траекто́рия — сложная траектория какого-либо объекта имеющего поступательные и вращательные составляющие движения. Подобная траектория именуется квазитрохоидальной, поскольку на малом участке её возможно приблизить трохоидальной кривой.

Фокус-стекинг (также известный как слияние фокусной плоскости и z-стекинг) представляет собой метод цифровой обработки изображений, который объединяет несколько изображений, сделанных с разными фокусными расстояниями, чтобы получить результирующее изображение с большей глубиной резкости (ГРИП), чем любого из отдельных исходных изображений. Фокус-стекинг может использоваться в любой ситуации, когда отдельные изображения имеют очень малую глубину резкости; макросъемка, оптическая микроскопия и фотограмметрия…

Простра́нство предме́тов (нем. Objektraum, англ. Object space, фр. Espace objet) — совокупность возможных положений точек предметов — вершин световых пучков, входящих в оптическую систему. Термин определяется по ГОСТ как «совокупность точек пространства».

Теленаса́дка, Телескопи́ческая наса́дка — афокальная оптическая система с угловым увеличением больше единицы, используемая в качестве насадки на съёмочный объектив. Уменьшает угол его поля зрения без изменения фокусного расстояния, позволяя снимать в более крупном масштабе. Теленасадки нашли наиболее широкое применение для псевдозеркальных фотоаппаратов и любительских видеокамер с несменным вариообъективом, смещая диапазон виртуальных фокусных расстояний в более длиннофокусную область. Аналогичные…

Фо́ллоу-фо́кус (англ. Follow Focus) — устройство управления фокусировкой объектива, используемое в киносъёмочных аппаратах, видеокамерах и цифровых кинокамерах. Фоллоу-фокус выполняет эргономическую функцию, повышая удобство работы кинооператора или фокус-пуллера (1-го ассистента оператора, англ. Focus Puller), а также позволяет осуществлять фокусировку при помощи дистанционного управления. Главная функция фоллоу-фокуса — предотвращение тряски при фокусировке и перевод вращения рукоятки в плоскость…

Эклиметр (от греч. ekklíno — отклоняю и «метр») — простейший геодезический инструмент, служащий для измерения углов наклона местности с точностью до десятых долей градуса. Портативный геодезический прибор для измерения углов наклона на местности.

Псевдоско́п (Pseudoscope, греч., от рseudos — ложный, и skopein — смотреть) — оптический прибор, построенный в 1852 году английским физиком Уитстоном (Wheatstone),

Подвешенный графен — графен, который не касается подложки, свободновисящая плёнка, которая удерживается только частично благодаря подложке или контактам.

Бипри́зма Френе́ля — оптическое устройство для получения пары когерентных световых пучков, предложенное Огюстеном Френелем. Бипризма представляет собой две одинаковых треугольных прямоугольных призмы, с очень малым преломляющим углом, сложенные своими основаниями. На практике бипризму обычно изготавливают из пластинки стекла.

Лого́метр — магнитоэлектрический электроизмерительный прибор для измерения отношения сил двух электрических токов.

Уровенная поверхность в геодезии — поверхность, всюду перпендикулярная отвесным линиям. Эта поверхность может как и совпадать с уровнем мирового океана, так и нет. С точки зрения механики, уровенная поверхность есть поверхность равного потенциала силы тяжести и представляет собой фигуру равновесия жидкого или вязкого вращающегося тела, образующегося под действием сил тяжести и центробежных сил.

Люксметр (от лат. lux — «свет» и др.-греч. μετρέω «измеряю») — переносной прибор для измерения освещённости, один из видов фотометров.

Матричная оптика — математический аппарат расчета оптических систем различной сложности.

Алидада (от араб. عضادة‎ — сторона, боковая часть, подстенок, опора; араб. العضادة‎ — алидада) — приспособление для измерения углов (вращающаяся часть) в астрономических, геодезических и физических угломерных инструментах — таких, как астролябия, секстант и теодолит.

Указатель повреждённого участка (УПУ, ИКЗ — индикатор короткого замыкания, УТКЗ — указатель тока короткого замыкания) — устройство для определения повреждённого участка линии электропередачи и сигнализации о произошедшей аварийной ситуации. В зависимости от назначения и исполнения индикаторы короткого замыкания устанавливаются в ячейку распределительного устройства, на опору воздушной линии электропередачи или непосредственно на фазный провод линии. Кроме того УПУ бывают в переносном исполнении…

Электростатическая линза — устройство, предназначенное для формирования пучков электронов, их фокусировки и создания электронно-оптических изображений объектов. Более точное определение: линзой является любое аксиально-симметричное поле.

Калибр (фр. calibre, calibre à limites) — бесшкальный инструмент, предназначенный для контроля размеров, формы и взаимного расположения поверхностей детали.

Измери́тельная ли́ния — устройство для исследования распределения электрического поля вдоль СВЧ-линии передачи. Представляет собой отрезок коаксиальной линии или волновода с перемещающимся вдоль него индикатором, отмечающим узлы (пучности) электрического поля.

Магнитограмма представляет собой показания (отчет) о состоянии магнитного поля Земли.

Принц-технология — метод формирования трёхмерных микро- и наноструктур, основанный на отделении напряжённых полупроводниковых плёнок от подложки и последующего сворачивания их в пространственный объект. Технология названа в честь учёного работающего в Институте физики полупроводников СО РАН Виктора Яковлевича Принца, предложившего этот метод в 1995 году.

Метод Кранца — Шардина (высокочастотная искровая камера Кранца — Шардина) — способ высокоскоростной киносъёмки быстропротекающих процессов. Назван по именам создателей метода и аппаратуры — немецких баллистиков Карла Кранца и Губерта Шардина. Созданная в 1929 году Кранцем и Шардиным высокочастотная искровая камера (нем. Funkenzeitlupenkamera) позволяла получать 24 изображения при частоте съёмки до 5 МГц.

Дихро́идная призма — устройство, разделяющее падающий на него световой поток на несколько с различными диапазонами длин волн (цветами). Используются в трёхматричных видеокамерах и фотокамерах, а также в проекторах для разделения изображения на RGB составляющие.

Актинограф (от греч. aktis — луч и graphei — писать) — измерительный прибор, один из предшественников экспонометра. Его действие основано на явлении актиничности, то есть способности излучения оказывать действие на фотоматериалы.

Магнитная линза — устройство электронной оптики, линза для фокусировки электронов.

Вращательная диффузия — процесс, при котором устанавливается или поддерживается равновесное статистическое распределение энергии по вращательным степеням свободы ансамбля частиц или молекул. Вращательная диффузия (диффузия вращения) является аналогом обычной (трансляционной) диффузии.

Жума́р — элемент снаряжения альпинистов, спелеологов, спасателей и скалолазов, применяемый в верёвочной технике для подъёма по вертикальным перилам. Жумар представляет собой механический зажим кулачкового типа для подъёма по верёвке. Родоначальниками жумара, в том виде в котором мы его знаем сейчас, являются швейцарские альпинисты Адольф Жюси (Adolph Jusi) и Вальтер Марти (Walter Marti), которые в 1958 году создают эксцентриковые зажимы, названные ими по начальным буквам аббревиатуры своих имен…

Пра́вило трете́й — это принцип построения композиции, основанный на упрощенном правиле золотого сечения. Правило третей применяется в рисовании, фотографии и дизайне.

Гидравлический (эквивалентный) диаметр — мера эффективности русла в пропускании потока жидкости. Чем меньше гидравлический диаметр, тем бо́льшее сопротивление потоку оказывает русло (при одинаковой площади поперечного сечения потока).

Эффект Трокслера или феномен Трокслера — физиологический феномен в области визуального восприятия. Впервые описан швейцарским врачом, философом и политиком Игнацом Трокслером в 1804 году.

То́чечный исто́чник све́та — источник, излучающий свет по всем направлениям равномерно и размерами которого по сравнению с расстоянием, на котором оценивается его действие, можно пренебречь.

Скачко́вый бараба́н — деталь мальтийского механизма, непосредственно осуществляющая прерывистое перемещение киноплёнки на шаг кадра. Зубчатый барабан, насаженный на ведомую ось мальтийского механизма, и совершающий скачкообразные повороты на 1/4 оборота (в механизмах с четырёхпазовым мальтийским крестом). Как и весь механизм, основное применение нашёл в кинопроекторах, вследствие наименьшего динамического воздействия на фильмокопию и её наименьшего износа по сравнению с грейферным механизмом.

Мяч для сквоша — это специальный предмет сферической формы, используемый для игры в сквош.

Курви́метр (от лат. curvus «изогнутый» + др.-греч. μέτρον «мера») — прибор для измерения длины извилистых линий, чаще всего на топографических картах, планах и чертежах.

Гномоническая проекция — один из видов картографических проекций. Получается проектированием точек сферы из центра сферы на плоскость. Название этой проекции связано с гномоном — вертикальным столбиком простейших солнечных часов.

Зо́на молча́ния — область пространства, в которой невозможен приём радио или регистрация звуковых волн.

У́гол по́ля изображе́ния — угол, образованный в пространстве изображений прямыми, соединяющими центр выходного зрачка объектива с наиболее удалёнными от оптической оси точками, отображаемыми с достаточной резкостью и допустимым виньетированием. От сочетания угла поля изображения с фокусным расстоянием зависит диаметр поля изображения объектива.

Альт-азимутальная монтировка (азимутальная монтировка) — монтировка телескопа, имеющая вертикальную и горизонтальную оси вращения, позволяющие поворачивать телескоп по высоте («альт» от англ. altitude) и азимуту и направлять его в нужную точку небесной сферы.

Инклинатор — прибор, служащий для измерения величины наклонения силы земного магнетизма.

Тума́нная ра́дуга (бе́лая ра́дуга, тума́нная дуга́) — радуга, представляющая собой широкую блестящую белую дугу, обусловленную преломлением и рассеянием света в очень мелких капельках воды.

Разгруженный компенсатор предназначен для компенсации осевых, сдвиговых перемещений трубопроводов. При использовании разгруженных компенсаторов нет необходимости в неподвижных опорах, которые предназначены для принятия нагрузки распорных усилий как в обычном трубопроводе. В отличие от обычных компенсаторов, разгруженные обеспечивают компенсацию деформации трубопроводов любых видов и их сочетаний одновременно с восприятием распорных усилий, которые образуются из-за давления и эффективной площади компенсатора…

Ли́нзовая анте́нна — антенна с линзой, подобной оптической. Состоит из облучателя, линзы, КВП и элементов крепления.

Свето-временная коррекция определяет смещение видимого положения небесного объекта от его истинного положения (геометрического положения), вызванное движением объекта в течение времени, которое требуется свету, чтобы преодолеть расстояние от объекта до наблюдателя.

Практическая астрономия — один из разделов астрометрии, описывающий способы нахождения географических координат, определения координат небесных светил, исчисления точного времени, а также нахождения азимута.

Шкала́ (лат. scala — лестница) — часть показывающего устройства средства измерений, представляющая собой упорядоченный ряд отметок вместе со связанной с ними нумерацией или техническая отметка на шкале измерительного прибора. Шкалы могут располагаться по окружности, дуге или прямой линии. Показания отсчитываются невооружённым глазом при расстояниях между делениями до 0,7 мм, при меньших — при помощи лупы или микроскопа, для долевой оценки делений применяют дополнительные шкалы — нониусы.

Тест на истирание — стандартная методика для определения уровня износостойкости материала. Обычно применяется по отношению к одежным и мебельным, тканым и трикотажным тканям.

Системы измерительных приборов — это классификация электроизмерительных приборов (электромеханического действия) по физическому принципу действия измерительного механизма, то есть по способу преобразования электрической величины в механическое действие подвижной части.

Электрозащёлка или электромеханическая защёлка (англ. electric strike) — ответная часть замка, которая при поступлении команды освобождает косой ригель замка (защёлку), позволяя открыть дверь без поворота ключа. При этом дверная ручка должна быть стационарной, то есть не должна управлять косым ригелем. Когда дверь возвращается в прежнее положение, косой ригель защёлкивается, и замок в дальнейшем удерживается в запертом состоянии.

Теодолит как прибор для измерения углов должен удовлетворять некоторым геометрическим условиям, вытекающим из общего принципа измерения горизонтального угла.

Рассмотрим эти условия:

Рис.4.5

• Ось цилиндрического уровня при алидаде горизонтального круга должна быть перпендикулярна к оси вращения алидады.
• Ось вращения алидады должна быть установлена отвесно (вертикально).
• Визирная ось трубы должна быть перпендикулярна к оси вращения трубы.
• Ось вращения трубы должна быть перпендикулярна к оси вращения алидады.
• Вертикальная нить сетки нитей должна лежать в коллимационной плоскости.

Для всех этих условий, кроме второго, обязательно выполняются поверки для того, чтобы выяснить удовлетворяет ли конкретный теодолит перечисленным условиям. Если при выполнении поверок обнаруживается, что какое-либо условие не выполняется, производят исправление теодолита.

Поверка первого условия была рассмотрена в разделе 3.3; следует лишь подчеркнуть, что исправление угла между осью уровня и осью вращения алидады производится исправительными винтами уровня.

Установка оси вращения алидады в вертикальное положение выполняется в следующем порядке:

1. вращая алидаду, устанавливают уровень параллельно линии, соединяющей два подъемных винта и приводят пузырек уровня в нульпункт, действуя этими двумя винтами,
2. вращают алидаду на 90o, то-есть, устанавливают уровень по направлению третьего подъемного винта, и, действуя этим винтом, приводят пузырек уровня в нульпункт.

После этого вращают алидаду и устанавливают ее в произвольное положение; пузырек уровня должен оставаться в нульпункте. Если пузырек уровня отклоняется от нульпункта больше, чем на одно деление, следует заново выполнить первую поверку и снова установить ось вращения алидады в вертикальное положение.

Процедура установки оси вращения алидады в вертикальное положение называется горизонтированием теодолита.

Поверка перпендикулярности визирной оси трубы к оси вращения трубы. Эта поверка выполняется с помощью отсчетов по горизонтальному кругу при наблюдении какой-либо визирной цели.

Если условие выполняется, то при вращении трубы вокруг своей оси визирная линия трубы описывает плоскость, совпадающую с коллимационной плоскостью. Если угол между визирной линией трубы и осью вращения трубы не равен точно 90o, то при вращении трубы визирная линия будет описывать коническую поверхность с углом при вершине конуса 180 – 2С, где С – угол между фактическим положением визирной линии трубы и ее теоретическим положением; угол С называется коллимационной ошибкой (рис.4.6).

Рис.4.6 Рис.4.7

Навести трубу на точку можно при двух положениях вертикального круга: круг слева и круг справа; эти положения называются “круг лево” – КЛ или L и “круг право” – КП или R. Пусть при положении КЛ отсчет по лимбу будет NL. Для наведения трубы на точку при КП нужно перевести трубу через зенит и повернуть алидаду на 180. Если С = 0, то алидаду нужно повернуть точно на 180, то-есть, разность отсчетов при КЛ и КП равна точно 180 (рис.4.7).

Если С= 0, то при том же положении алидады изображение точки будет находиться не в центре сетки нитей и для наведения на точку нужно повернуть алидаду на угол С (рис.4.8). Отсчет по лимбу изменится и, если правильный отсчет был NL, то отсчет, искаженный коллимационной ошибкой, будет N’L = NL + C, а

NL = N’L – C.               (4.2)

Рис.4.8 Рис.4.9

Чтобы навести трубу на точку при КП, нужно перевести ее через зенит и повернуть алидаду на угол 180 – 2C (рис.4.9), отсчет по лимбу будет равен:

NR’ = NL + C + 180 – 2C = NR – C.                 (4.3)

Таким образом, можно написать:

NL’ = NL + C,           NR’ = NR – C.

Средний отсчет из отсчетов при КЛ и КП свободен от влияния коллимационной ошибки,

0.5 * (NL’ + NR’) = 0.5 * (NL + NR),

а значение двойной коллимационной ошибки равно:

2C = NL’ – NR’ + 180.                 (4.4)

В теодолитах с односторонним отсчитыванием по лимбу в каждом отдельном отсчете (и при КЛ и при КП) присутствует еще ошибка эксцентриситета алидады, поэтому значение коллимационной ошибки, подсчитанное по формуле (4.4), будет включать ошибку эксцентриситета.

Для таких теодолитов (Т30, Т15, Т5) коллимационную ошибку определяют по более сложной методике, состоящей из следующих действий:

навести трубу при КЛ на четко видимую точку, расположенную вблизи горизонта, взять отсчет по лимбу NL’,
перевести трубу через зенит, навести ее на ту же точку при КП и взять отсчет по лимбу NR’,
ослабить зажимной винт подставки и повернуть теодолит относительно подставки примерно на 180,
навести трубу на точку при КЛ, взять отсчет NL”,
навести трубу на точку при КП, взять отсчет NR”,
вычислить коллимационную ошибку по формуле:

2C = 0.5 * [(NL’ + NL”) – (NR’ + NR”) + 360o.                 (4.5)

Исправление коллимационной ошибки, если она больше допустимого значения, производится одинаковым для большинства теодолитов способом:
вычисляют правильный отсчет:

NL = NL’ – C, или

NR = NR’ + C

и устанавливают его на лимбе. При этом изображение точки не будет совпадать с центром сетки нитей на величину С. Боковыми исправительными винтами сетки нитей совмещают центр сетки нитей с изображением точки. После этого повторяют определение 2С.

Влияние коллимационной ошибки на отсчет по лимбу. При наблюдении точек, расположенных вблизи плоскости горизонта, отсчет по лимбу искажается на величину коллимационной ошибки С с одним знаком при КЛ и с другим знаком при КП. Но иногда приходится наблюдать точки, которые располагаются выше или ниже плоскости горизонта, а при астрономических наблюдениях трубу теодолита наводят на звезды, устанавливая ее на любой угол наклона. Рассмотрим, как искажается отсчет по лимбу из-за влияния коллимационной ошибки в общем случае.

На рис.4.10 точка O – точка пересечения оси вращения трубы HH1и визирной линии трубы. Труба направлена на высокорасположенную точку W; угол наклона визирной линии трубы – ν.

Проведем через точку W вспомогательную вертикальную плоскость; LL1 – это линия пересечения этой плоскости с плоскостью горизонта точки О.

Рис.4.10

При С=0 визирная линия трубы занимает положение OW и коллимационная плоскость пересекает плоскость горизонта по линии OM.

При наличии коллимационной ошибки визирная линия трубы займет положение OW’. Коллимационная плоскость в этом случае пересекает плоскость горизонта по линии OM’. Чтобы навести трубу на точку W, нужно повернуть алидаду на угол ε1, и отсчет по лимбу изменится на величину этого угла.

Из треугольника MOM’ выразим тангенс угла ε1:

и по малости его запишем:

Но MM’ = WW’, поэтому

(4.6)

Из треугольника WOW’ найдем тангенс угла С и вследствие малости угла С напишем:

отсюда выразим длину отрезка WW’:

WW’ = C * OW                            (4.7)

и, подставив это выражение в формулу (4.6), получим:

(4.8)

Из треугольника WOM видно, что:

подставив это выражение в формулу (4.8), получим окончательно:

(4.9)

Если угол наклона трубы ν небольшой, то косинус этого угла мало отличается от единицы и ε1 = C.

Обычно каждую точку наблюдают при двух положениях круга, и средний отсчет свободен от влияния коллимационной ошибки.

Поверка перпендикулярности оси вращения трубы к оси вращения алидады. Четвертое условие обеспечивает вертикальное положение коллимационной плоскости. Для проверки этого условия используют хорошо видимую высоко расположенную точку М. Сначала наводят трубу на точку при КЛ и проектируют точку на уровень горизонта теодолита зрительной трубой; отмечают точку m1 (рис.4.11).

Затем переводят трубу через зенит, наводят ее на точку при КП и снова проектируют точку на уровень горизонта теодолита; отмечают точку m2.

Если ось вращения трубы перпендикулярна оси вращения алидады, то проекция точки М оба раза попадет в точку m; в противном случае точек будет две – m1 и m2.

Положение, при котором один конец оси трубы выше другого, возникает, когда высота подставок трубы неодинакова; вследствие этого рассматриваемую поверку иногда называют поверкой неравенства подставок.

Рис.4.11

Для исправления угла между осями HH1 и ZZ1 нужно изменить высоту той подставки, которая имеет исправительный винт. Исправление неравенства подставок выполняется методом последовательных приближений. Если теодолит не имеет исправительного винта подставки, то при обнаружении неравенства подставок его нужно сдать в мастерскую.

Влияние неравенства подставок на отсчет по лимбу. Пусть ось вращения трубы HH1 наклонена к горизонту на угол i и занимает положение H’H’1 (рис.4.12). Если бы наклона не было, то точка М проектировалась бы в точку m. При наклоне оси точка М проектируется в точку m1, и ошибка отсчета по лимбу будет равна углу ε2. Определим величину этого угла.

Рис.4.12

Из треугольника mOm1 следует:

или по малости угла ε2:

(4.10)

Из треугольника mMm1, в котором угол при точке M равен i, находим:

по малости угла i принимаем tg(i) = i, поэтому

откуда

mm1 = i * Mm .                           (4.11)

Подставим (4.11) в (4.10) и получим:

(4.12)

Из треугольника MOm выразим тангенс угла ν:

и,подставив это выражение в (4.12), получим окончательно:

ε2 = i * tg(ν) .                       (4.13)

При ν = 0 влияние неравенства подставок равно нулю при любых значениях угла i.

Если ось вращения трубы наклонена к горизонту из-за неравенства подставок, то наклон коллимационной плоскости имеет противоположные знаки при КЛ и КП, и ошибка отсчета тоже имеет противоположные знаки; в среднем отсчете ошибка ε2 исключается.

Влияние наклона оси вращения алидады на отсчет по лимбу. Наклон оси ZZ1 на угол i приводит к тому, что ось вращения трубы будет наклонена к горизонту на тот же угол (рис.4.13); коллимационная плоскость отклонится от вертикального положения на тот же угол. Следовательно, и влияние наклона оси вращения алидады аналогично влиянию неравенства подставок. Различие состоит в том, что ошибка в отсчете по лимбу из-за наклона оси вращения алидады имеет один и тот же знак при КЛ и КП. Таким образом, и средний отсчет также содержит эту ошибку.

Для ослабления влияния наклона оси вращения алидады следует как можно тщательнее выполнять горизонтирование теодолита и следить за пузырьком уровня во время работы. При точных измерениях углов для исключения этой ошибки определяют угол i из дополнительных отсчетов по шкале уровня и вводят в отсчеты по лимбу поправки, вычисляемые по формуле (4.13).

Рис.4.13

Поверка сетки нитей. Поверка пятого условия выполняется последней. Наводят трубу на хорошо видимую точку и наводящим винтом смещают ее по высоте. Если при этом изображение точки остается на вертикальной нити сетки нитей, то условие выполняется. Если изображение точки сходит с вертикальной нити, нужно ослабить исправительные винты сетки нитей и развернуть сетку в нужном направлении. После этого следует повторить поверку и снова определить коллимационную ошибку, так как при ослаблении и затягивании исправительных винтов сетки нитей ее центр мог сдвинуться в сторону.

Кроме геометрических условий у теодолита проверяют так называемые механические условия:

отсутствие механических повреждений – изломов, изгибов, трещин и т.п.; это проверяется путем внешнего осмотра, при котором следует удостовериться и в полной комплектности прибора;
плавность вращения всех вращающихся деталей, то-есть, отсутствие заеданий, тугого вращения, скрипа и стука;
плавность и легкость работы зажимных винтов;
плавность и равномерность работы наводящих винтов;
равномерность и легкость работы подъемных винтов.

Эксцентриситет алидады. В плоскости лимба горизонтального круга имеются три характерных точки:

D – центр круга делений лимба,
A – центр вращения алидады,
L – центр вращения лимба (рис.4.14).

В идеальном теодолите все три точки должны совпадать, но в действительности они не совпадают.Несовпадение точки A с точкой D называется эксцентриситетом алидады, несовпадение точки L с точкой D называется эксцентриситетом лимба, несовпадение точек A и L называется эксцентриситетом осей.

Рассмотрим влияние эксцентриситета алидады на отсчеты по лимбу. Отрезок AD называется линейным элементом эксцентриситета алидады и обозначается буквой l.

Рис.4.14                                          Рис.4.15

Некоторые теодолиты имеют два отсчетных устройства, отстоящих одно от другого на 180. Вследствие эксцентриситета алидады отсчет по одному отсчетному индексу будет меньше правильного отсчета на угол ε:

N’1 = N1 – ε,            (4.14)

а по другому отсчетному индексу – больше правильного на угол ε:

N’2 = N2 + ε.                 (4.15)

Средний отсчет будет свободен от влияния эксцентриситета:

N = 0.5*(N1′ + N2′) = 0.5*(N1 + N2) .

Чтобы получить численное значение эксцентриситета, нужно из отсчета N2′ (4.15) вычесть отсчет N1′ (4.14):

N2′ – N1′ = N2 – N1 + 2*ε,

но N2 – N1 = 180, поэтому:

ε = 0.5*(N’2 – N’1 + 180).                       (4.16)

При вращении алидады взаимное положение линейного элемента эксцентриситета алидады и отсчетных индексов изменяется, и величина ошибки отсчета ε’ зависит от угла γ (рис.4.15):

ε’ = ε * Sin(γ) .                 (4.17)

У теодолитов с односторонним отсчитыванием отсчет по лимбу искажается на величину ε’ с одним знаком при КЛ и с другим знаком при КП; в среднем отсчете влияние эксцентриситета исключается.

Из всех ошибок отсчитывания по лимбу, возникающих вследствие нарушения геометрических условий, можно выделить симметричные ошибки, то-есть такие, которые имеют разные знаки при КЛ и КП и влияние которых в среднем отсчете устраняется, и несимметричные ошибки, влияние которых в среднем отсчете не устраняется. К симметричным ошибкам относятся коллимационная ошибка, ошибка из-за неравенства подставок, ошибка эксцентриситета. К несимметричным ошибкам относятся ошибка наклона оси вращения алидады, ошибки делений лимба и некоторые другие.

Электронные тахеометры самые современные измерительные приборы, позволяющие выполнять как основные, съемочные, так и различные прикладные геодезические работы.

Для выполнения всех этих работ геодезисту важно понимать и знать, что такой электронный измерительный прибор исправен и находится в рабочем состоянии. Понятно, что такие дорогостоящие и высокоточные инструменты проходят определенную проверку и электронные настройки на предприятии изготовителе. В настоящее время современные геодезические приборы хранятся в специальных чехлах, которые при падении даже с метровой высоты не должны нанести вред и вывести из строя измерительный прибор. Поэтому при транспортировке ящика с тахеометром никаких повреждений самому прибору не должно быть нанесено.

Кроме этого в последние годы, при сдаче исполнительной документации, технических отчетов предусмотрено предоставление документа о подтверждении исправности геодезических приборов, использованных в проделанных работах. Да и сами геодезисты могут определить инструмент в рабочем состоянии или нет, например:

• перед началом измерений при установлении электронного тахеометра в рабочее положение (горизонтирование, центрирование), при определении коллимационной погрешности или места нуля, и возможности исправления этих отклонений самостоятельно;
• при выполнении традиционных измерительных операций в процессе производства геодезических работ.

Очевидно, что при покупке электронных тахеометров многим геодезистам имеет смысл передавать их на поверку в службы метрологии и стандартизации.  

Поверки и юстировки

Конструкция электронного тахеометра основана на геометрических, математических, и, конечно, физических принципах оптики, механики, электроники. Важными составляющими в этом служат увязка в самой конструкции взаимных положений частей и узлов, которые и подлежат периодической проверке или как говорят геодезисты поверки.

Большинство поверок этих электронно-оптических приборов в части оптико-механических узлов такие же, как и у оптических теодолитов.

Первая такая поверка тахеометра считается так называемая поверка цилиндрического уровня. Суть ее заключается в том, чтобы воздушный пузырек уровня цилиндрической формы при вращении тахеометра вокруг своей оси всегда бы находился в середине его ампулы. Это означает, что корпус прибора будет находиться в отвесном состоянии или как еще говорят совпадать с отвесной линией. Сам механизм проверки состоит из последовательности операций по выведению цилиндрического уровня в среднее положение подъемными винтами трегера. При этом ампула уровня должна быть расположена первый раз вдоль двух винтов, а вращение ими осуществляется в противоположном направлении друг относительно друга. В следующий раз уровень разворачивается перпендикулярно и устанавливается по третьему винту, вращением которого выставляется окончательное положение цилиндрического уровня. Затем для проверки уровень разворачивается на 180 градусов и при исправном состоянии после разворота его отклонение от среднего положения должно составить не более двух делений. При отклонении на большее количество делений он юстируется. Половина отклонения регулируется подъемными, а другая часть, — исправительными винтами.

Поверка круглого уровня

По своей сути пересекается с предыдущей поверкой. Только за приведение вертикальной оси вращения корпуса тахеометра к отвесной линии используются круглые уровни. На практике эти уровни для приведения прибора в отвесное состояние применяются не часто. Но зачастую геодезисты не могут себе позволить, чтобы отдельное устройство было не отъюстировано, поэтому выполняют эту поверку. По исполнению она аналогична такой же поверке в нивелире. С помощью подъемных винтов круглый уровень выводится в центр его конструкции. При повороте прибора уровень должен находиться в том же положении, в центре. При значительном отклонении от него часть смещения устраняется исправительными винтами. Поверка тахеометра повторяется до нужного результата.

В электронных тахеометрах конструктивно присутствуют электронные изображения круглых уровней в форме двух окружностей. Применяя управление датчиком наклона и цилиндрическим уровнем, необходимо наблюдать на экране смещение точки круглого уровня. С помощью шпильки и исправительных винтов круглого уровня он юстируется так, чтобы при любом развороте тахеометра круглая точка уровня находилась всегда в центре экрана.

Поверка места нуля

Заключается в определении отсчета по вертикальному кругу при горизонтальном положении зрительной трубы, когда тахеометр находится в рабочем состоянии (вертикальная ось его вращения отвесна). Это поверка проводится при двух кругах (КП и КЛ) на уровне горизонта инструмента. В принципе она выполняется точно так же как и в теодолитах с той лишь разницей, что все измерения высвечиваются на цифровом экране. Алгебраические вычисления среднеарифметического значения места нуля (МО) должны показать соответствие или несоответствие геометрического условия перпендикулярности осей визирования и вращения зрительной трубы тахеометра. Если значение МО отклоняется более, чем на 20 секунд производится юстировка самостоятельно. При повторении процедуры определения МО и его исправления при недопустимых значениях в течение двух, трех раз лучше всего обратиться в сервисный центр.

Поверка коллимационной ошибки

Электронных тахеометров имеет своей целью определение не совпадения визирной и оптической осей зрительной трубы. При несовпадении этих осей возникает угол, который и принято называть коллимационной ошибкой. Мы знаем, что эта ошибка присутствует в виде какого-то определенного значения. Как правило, геодезическим прибором можно без проблем пользоваться в случае, когда двойная коллимация не более двух СКП при измерениях горизонтального угла. Практическим путем 2с, так обозначают двойную коллимационную ошибку, определяется путем снятия горизонтальных отсчетов при двух положениях кругов (КП и КЛ) и вычисления:

2с=КП+КЛ±180

При пятисекундном электроном тахеометре коллимация должна быть не более десяти секунд. В случае ее превышения этого значения устранение коллимационной погрешности должно производиться, как минимум в сервисном центре. У более современных электронных тахеометров существует опция определения коллимационной ошибки и ввода поправок для исправления. Как правило, значение ошибки коллимации определяется не менее двух раз.

Поверка сетки нитей 

Заключается в определении конструктивного крепления сетки нитей. При этом вертикальная и горизонтальная нити должны быть соответственно вертикальными и горизонтальными. Проверяются эти геометрические условия путем удаленного наведения на характерную точку электронного тахеометра. Вначале в поле зрения трубы на точку наводится вертикальная нить и при перемещении ее сверху вниз микрометренным винтом точного вертикального наведения она должна находиться в биссекторе сетки нитей. Аналогичным образом можно поступать при наведении на точку горизонтальной нитью и перемещения ее справа налево микрометренным винтом точного горизонтального наведения. Эти геометрические условия выполнены при нахождении точки на нитях и в биссекторах сетки нитей. Если происходят смещения точек с сетки нитей, имеет смысл обращаться к проверенным специалистам сервисного центра.

Поверка оптического отвеса тахеометра

Считается ключевой, так как все измерения в геодезии производятся от отвесной линии. Поэтому ось оптического отвеса должна быть отвесной. Для выполнения проверки электронный тахеометр устанавливается в рабочее положение над центром. Имеется в виду, что он горизонтируется и центрируется соответственно при помощи уровней и проверяемого оптического отвеса. При повороте корпуса тахеометра на 180 градусов и наблюдении в окуляр оптического отвеса в нем могут возникнуть разные изображения. Если центр геодезического пункта находится в середине сетки нитей, никаких исправлений оптического отвеса проводить не нужно. Если сетка нитей смещена относительно центра, целесообразно выполнить юстировку. Под крышкой корпуса окуляра отвеса находятся четыре исправительных винта. Одна вторая отклонения корректируется подъемными винтами трегера. Другая половина юстировочными винтами. Исправление смещения, как правило, выполняется парами винтов. Порядок такой: один винт ослабляется, второй затягивается. Так происходит смещение до условной линии, соединяющей другую пару винтов. В таком же порядке ослабления и затягивания сетка нитей перемещается в центр геодезического пункта.

Такая поверка тахеометра повторяется при вращении электронного тахеометра вокруг своей оси необходимо периодически смотреть в окуляр оптического отвеса и наблюдать за тем находится ли центр в поле сетки нитей. Если это произошло, значит, поверка проведена успешно. В случае выявленных отклонений они вновь исправляются с применением юстировочных винтов.

Поверка постоянной поправки дальномера

Проводится с целью проверки ее заводской установки. Как правило, она устанавливается в нулевое положение, то есть она равна нулевому значению. Соответствие постоянной поправки важно для линейных измерений светодальномером тахеометра.

Эту поверку рекомендуется периодически проводить в течение календарного года и, особенно, в тех случаях, когда возникают подозрения в отклонениях измеряемых расстояний. Для этого необходимо заложить на ровной поверхности с расстоянием до 100 метров так называемый линейный базис, состоящий из трех закрепленных в створе точек. Измерения длины между ними можно производить с применением отражателей или в безотражательном режиме. Таких измерений нужно провести не менее десяти при замерах расстояний между крайними точками. И столько же при определении двух других расстояний между соответственно крайними точками и средней точкой между ними, в которой лучше всего и стоит установить тахеометр для измерений. По их результатам определяют средние значения горизонтальных проложений этих трех расстояний. А разность горизонтальных проложений длиной стороны и суммы двух коротких сторон дает величину постоянной поправки дальномера.

После этого необходимо провести такие же измерения и вычисления еще два, три раза. И если постоянная поправка дальномера в каждом из этих вычислений не будет отличаться более, чем на 3 мм, то никаких исправлений и юстировок проводить не нужно. В противоположном случае для исправления значения поправки требуется обратиться в сервисный центр.

Все эти описанные выше поверки электронных тахеометров являются основными из широкого спектра новых приспособлений и узлов в современных совершенствуемых геодезических приборах, которые необходимо периодически поверять.