Теодолит - устройство и работа с ним

Министерство  образования и науки РФ

Филиал федерального государственного автономного образовательного

Учреждения  среднего профессионального образования

Колледж филиала  ДВФУ в г. Находка

 

 

 

 

Реферат

По дисциплине : «Инженерная геодезия»

                                  На тему: «Теодолит - устройство и работа с ним»

 

 

 

 

                                                             

 

 

 

                                                                                                              

Выполнил  студент: Чулков Иван

Группа 15с-2121

Проверил: ______________                                     

              Находка 2013 г.

 

Введение

 

Теодоли́т  — геодезический инструмент для определения направлений и измерения горизонтальных и вертикальных углов при геодезических работах, топографических и маркшейдерских съёмках, в строительстве и т. п. Основной рабочей мерой в теодолите служат горизонтальный и вертикальный круги с градусными минутными и секундными делениями.

При измерительных работах  целятся на пункт с известными координатами, например тригонометрический пункт. Развитием конструкции теодолита  является тахеометр.

 

 Устройство теодолита

Конструктивно теодолит состоит  из следующих основных узлов:

• Корпус с горизонтальным и вертикальным отсчетными кругами, и др. технологическими узлами;
• Подставка (иногда употребляют термин «трегер») с тремя подъёмными винтами и круглым уровнем(для горизонтирования теодолита);
• Зрительная труба;
• Наводящие и закрепительные винты для наведения и фиксации зрительной трубы на объекте наблюдения;
• Цилиндрический уровень
• Оптический центрир (отвес) для точного центрирования над точкой
• Отсчетный микроскоп для снятия отсчетов.

Горизонтальный  круг теодолита

Горизонтальный круг теодолита  предназначен для измерения горизонтальных углов и состоит из лимба и алидады.

Лимб представляет собой стеклянное кольцо, на скошенном крае которого нанесены равные деления с помощью автоматической делительной машины.

Цена деления лимба (величина дуги между двумя соседними штрихами) определяется по оцифровке градусных (реже градовых) штрихов. Оцифровка  лимбов производится по часовой стрелке  от 0 до 360 градусов (0 — 400 гон).

Роль алидады выполняют специальные  оптические системы — отсчётные устройства. Алидада вращается вокруг своей оси относительно неподвижного лимба вместе с верхней частью прибора; при этом отсчёт по горизонтальному кругу изменяется. Если закрепить зажимной винт и открепить лимб, то алидада будет вращаться вместе с лимбом и отсчёт изменяться не будет.

Лимб закрывается металлическим кожухом, предохраняющим его от повреждений, влаги и пыли.

Геометрические условия теодолита их поверка

Геометрические  условия

• 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.

Поверка теодолитов

Поверками теодолита называют действия, имеющие целью выявить, выполнены ли геометрические условия, предъявляемые к инструменту. Для выполнения нарушенных условий производят исправление, называемое юстировкой инструмента.

Ось каждого цилиндрического  уровня алидады горизонтального  круга должна быть перпендикулярна к оси вращения алидады

Это условие необходимо для приведения оси вращения инструмента (алидады) в рабочее положение, т. е. чтобы при измерениях углов она была вертикальна. Для проверки выполнения условия поворотом алидады устанавливают ось проверяемого уровня по направлению каких-либо двух подъемных винтов и одновременным вращением их в разные стороны приводят пузырек уровня в нуль пункт (на середину ампулы), тогда ось уровня займет горизонтальное положение. Повернем алидаду, а вместе с нею и уровень точно на 180.

Если после приведения пузырька уровня в нуль пункт и поворота алидады на 180° пузырек уровня останется на месте, то условие выполнено.

Для выполнения других поверок необходимо привести прибор в рабочее положение.

Одна из нитей  сетки должна находиться в вертикальной плоскости

Поверку и юстировку этого условия  можно выполнить при помощи отвеса, установленного в 5—10 м от инструмента. Если поверяемая нить сетки не совпадет с изображением отвеса в поле зрения трубы, то снимают колпачок, слегка ослабляют (примерно на пол-оборота) четыре винта, крепящих окулярную часть  с корпусом трубы, и поворачивают окулярную часть с сеткой до требуемого положения. Закрепляют винты и надевают колпачок. После юстировки вторая нить сетки должна быть горизонтальна. Убедиться в этом можно, наведя эту  нить на какую-либо точку и вращая алидаду наводящим винтом по азимуту; нить при этом должна оставаться на данной точке. В противном случае юстировку надо повторить. Установив правильно сетку, в дальнейшем при повторении поверок эту можно не повторять.

Визирная ось  должна быть перпендикулярна к оси  вращения зрительной трубы

Это условие необходимо для того, чтобы при вращении трубы вокруг ее оси визирная ось описывала  плоскость, а не конические поверхности. Визирную плоскость называют также  коллимационной. Вертикальный круг вращается  вокруг оси вместе с трубой. Для  перевода трубы из положения КП в  положение КЛ или наоборот надо перевести  ее через зенит при неподвижном  лимбе и повернуть алидаду  на глаз на 180°, чтобы можно было наводить трубу на один и тот же предмет  при различных ее положениях. При  этом на том месте относительно лимба, где находится верньер1 , теперь будет расположен диаметрально противоположный верньер 2 к отсчеты числа градусов, взятые по верньеру I до поворота алидады и по верньеру II после поворота алидады на 180°, должны быть одинаковы. Если визирная ось перпендикулярна к оси вращения зрительной трубы, то при наведении ее при КП и КЛ на удаленную точку , расположенную приблизительно на уровне оси вращения зрительной трубы, по закрепленному горизонтальному лимбу получим верные отсчеты дуги с помощью I (при КП) и II (при КЛ) верньеров. Если же визирная ось не перпендикулярна к оси вращения трубы и занимает при КП и при КЛ неверное положение , то в отсчеты по горизонтальному лимбу войдет ошибка, соответствующая повороту визирной оси на угол, называемый коллимационной ошибкой. Проекция этого угла на горизонтальную плоскость лимба меняется в зависимости от угла наклона визирной оси. Поэтому при выполнении этой поверки линия визирования должна быть по возможности горизонтальна.

Юстировка: ослабив слегка один вертикальный, например верхний, исправительный винт при сетке нитей, передвигают сетку, действуя боковыми исправительными винтами при ней до совмещения точки пересечения нитей с изображением наблюдаемой точки .

После юстировки надо повторить  поверку и убедиться, что условие  выполнено.

Ось вращения зрительной трубы должна быть перпендикулярна  к оси вращения инструмента (алидады)

Это условие необходимо для того, чтобы после приведения инструмента  в рабочее положение коллимационная (визирная) плоскость была вертикальна. Для поверки выполнения данного условия приводят инструмент в рабочее положение и направляют точку пересечения сетки нитей на высокую и близкую (на расстоянии 10—20 м от инструмента) точку , выбранную на какой-нибудь светлой стене. Не поворачивая алидады, наклоняют трубу объективом вниз до примерно горизонтального положения ее оси и отмечают на той же стене точку г, в которую проектируется точка пересечения нитей. Переведя трубу через зенит, при другом положении круга снова направляют визирную ось на ту же точку и подобно предыдущему, наклонив трубу объективом вниз, отмечают точку а2. Если обе точки совместятся в одной точке , то условие выполнено. Выполнение рассматриваемого условия обеспечивается заводом или производится в мастерской, так как современные теодолиты не имеют соответствующих исправительных винтов.

Повторительный теодолит

Повторительные теодолиты имеют  специальную повторительную систему  осей лимба и алидады, позволяющую  лимбу вместе с алидадой вращаться  вокруг собственной оси раздельно  и/или совместно. Такой теодолит дозволяет последовательным вращением  алидады несколько раз откладывать (повторять) на лимбе величину измеряемого  горизонтального угла, что увеличивает  точность измерений.

Неповторительные теодолиты

В неповторительных теодолитах лимбы наглухо закреплены с подставкой, а поворот и закрепления его в разных положениях осуществляется при помощи закрепительных винтов либо приспособления для поворота.

Фототеодолит

Фототеодолит или кинотеодолит - Разновидность теодолита, объединенного с фото- и/или кинокамерой и другими оптическими системами. Служит для точной фотосъемки с угловой привязкой геологических объектов и искусственных сооружений, а также для измерения угловых координат летательных аппаратов. Конструктивно может представлять собой кинокамеру, независимую от оптического канала теодолита и жестко скрепленную с ней или однообъективную зеркальную камеру, видоискатель которой служит оптическим каналом теодолита. Выпускавшиеся ранее кинотеодолиты осуществляли съемку на крупноформатные фотопластинки высокой разрешающей способности. В настоящее время выпускаются пленочные, пластиночные и цифровые Фототеодолит. Если объект фотографируется двумя и более Фототеодолит, то возможно получить приблизительные данные относительно размера объекта, высоты и скорости полета.

Модели фототеодолитов

• В России первую кинофототеодолитную станцию для фотографирования летающих объектов и измерения параметров траектории полёта выпустил Красногорский завод им. С. А. Зверева
• Звенигородская обсерватория оборудована кинотеодолитом КCТ-50 (D 450 мм, F 3000мм)
• Высокоточные кинотеодолиты «ВИСМУТИН» производства БелОМО находятся на космодроме «Байконур».

Гиротеодолит

Гиротеодолит — гироскопическое визирное устройство, предназначенное для ориентирования туннелей, шахт, топографической привязки и др. Гиротеодолит служит для определения азимута (пеленга) ориентируемого направления и широко используется при проведении маркшейдерских, геодезических, топографических и др. работ. По принципу действия Гиротеодолит является и принадлежит к типу гирокомпасов. Ряд схем Гиротеодолитов выполнен на принципе гирокомпаса Фуко. Помимо гироскопического чувствительного элемента, гиротеодолит включает угломерное устройство для снятия отсчётов положения чувствительного элемента и определения азимута (пеленга) ориентируемого направления. Угломерное устройство состоит из лимба с градусными и минутными делениями жестко связанного с его алидадой. Наблюдение ведётся по штриху, проектируемому на зеркале, которое укреплено на чувствительном элементе. При этом визирная линия зрительной трубы будет располагаться параллельно оси гироскопа. Определение азимута (пеленга), ориентируемого с помощью Гиротеодолита направления, производится по шкале, связанной с теодолитом.При наблюдениях гиротеодолитом все измерения относят к отвесной линии в точке наблюдений и к плоскости горизонта. Следовательно, азимут, определенный гироскопически, тождественен астрономическому азимуту. Обычно по конструктивным соображениям отсчетное устройство по горизонтальному кругу располагают под некоторым углом D по отношению к оси вращения ротора гироскопа

Электронный

Разновидность теодолита, оснащенная электронным устройством для  вычисления и запоминания координат  точек на местности. В отличие  от оптического неповторительного, полностью исключает ошибки снятия и записи отсчета благодаря микропроцессору, выполняющему автоматические расчеты. Электронный теодолит позволяет работать в темное время суток.