Выгоднейшее время для измерения горизонтальных углов и зенитных расстояний. Основные ошибки при высокоточных угловых измерениях, меры по

Личные ошибки измерений возникают из–за несовершенства измерительной системы: прибор – наблюдатель. К ним можно отнести случайные и систематические ошибки визирования при наведении трубы теодолита на наблюдаемые цели; случайные ошибки совмещения противоположных штрихов лимба при отсчетах по кругам теодолита; систематические ошибки при отсчетах по лимбу из-за различия освещенности штрихов лимба; случайные ошибки отсчитывания по шкале оптического микрометра; ошибки отсчета по шкале накладного уровня, с помощью которого определяют поправки за наклон вертикальной оси прибора.

Заметим, что в электронных  теодолитах процесс взятия отсчета  автоматизирован, что существенно  снижает влияние личных ошибок на результаты угловых измерений.

Инструментальные ошибки угловых измерений возникают вследствие погрешностей изготовления отдельных узлов и деталей теодолитов, влияния остаточных погрешностей его юстировки и регулировки и т. д.

Группа ошибок угловых  измерений, возникающая под влиянием внешней среды (т. е. атмосферных, температурных, погодных условий наблюдений) при наблюдении современными теодолитами является основным источником систематических ошибок. Эта группа ошибок является  наиболее сложной для изучения. Из ошибок, возникающих под влиянием внешней среды, следует отметить, прежде всего,  являение рефракции.

Обобщая сказанное отметим, что точные угловые измерения  в условиях реальной атмосферы представлют  собой довольно сложную проблему. Поэтому каждый высококвалифицированный  геодезист должен хорошо понимать источники ошибок угловых измерений и уметь бороться с ними.

 

Влияние основных инструментальных погрешностей  теодолита 

на результаты угловых измерений

 

К главным инструментальным погрешностям теодолита относят  ошибки, возникающие из-за несоблюдения конструктивных требований, предъявляемых  к взаимному расположению осей прибора, и ошибки диаметров лимба, под  которыми следует понимать ошибки нанесения  делений на лимб. Разберем влияние  этих ошибок.

Нарисуем основные оси теодолита (рис. 1.4).

Рис. 1.4. Схема расположения осей

теодолита

 – ось уровня;

 – ось вращения трубы;

  - визирная ось трубы;

- ось вращения теодолита, устанавливаемая  при работе по направлению  отвесной линии в точке наблюдения. Перечислим конструктивные требования, предъявляемые к этим осям:

1. - должна быть ^ (поверка коллимационной ошибки);

2. - должна быть ^ (поверка равенства подставок);

3. - должна быть ^ (наклон вертикальной оси инструмента или поверка уровня).

При невыполнении этих требований возникают инструментальные погрешности, которые каким-то образом влияют на результаты угловых измерений. Рассмотрим отдельно каждое влияние.

 

 Влияние коллимационной  ошибки на отсчет по горизонтальному  кругу

 

          Предположим, что в теодолите  соблюдены все конструктивные  требования, предъявляемые к осям, кроме первого, т.е. 

                            

,                                              (1.1)

где с – коллимационная ошибка, под которой следует понимать величину отклонение от перпендикулярности взаимного расположения оси вращения трубы и ее визирной оси.

    (1.2)

Среднее из  отсчетов, взятых при двух положениях круга, будет  свободно от влияния коллимационной ошибки с. Поэтому точные угловые измерения всегда выполняют при двух положениях круга.

Из формулы (1.2) легко выводится формула и методика  определения коллимационной ошибки  с.

                            (1.3)

с определяется наведением теодолита при двух положениях круга на предмет, расположенный вблизи горизонта. Принято требовать, чтобы с не превышало 10".

 

 Влияние наклона  горизонтальной оси вращения  трубы

 

  Предположим, что в теодолите соблюдены все конструктивные условия для расположения осей, кроме 2, т. е. не ^ и

                              

= 90° i                                                (1.4)

Влияние угла i на отсчет по горизонтальному кругу будет, как и в предыдущем  случае, иметь различный знак при различных положениях круга, т.е.

 

     (1.5)

Из формулы (1.5) следует, что

    (1.6)

Среднее из  отсчетов, взятых при двух положениях круга, будет  свободно от влияния наклона i горизонтальной оси вращения трубы.

 

Ошибки нанесения  делений на лимб.  Способы ослабления их влияния.

 

Деления на лимбе наносят  с помощью автоматической делительной  машины. Вследствие действия ряда причин (например, погрешности установки  лимба на ось вращения машины, вибрации машины во время ее работы, изменения температуры и т.д.) эти деления наносятся с некоторыми ошибками.

Обозначим через φ и (φ+180^°) фактические положения двух любых диаметрально противоположных штрихов лимба, а через и - ошибки нанесения этих штрихов. При угловых измерениях отсчеты берутся по диаметрально противоположным штрихам лимба, т.е. всегда используются диаметры лимба, которые характеризуются ошибкой Величину называют полной ошибкой диаметра φ.

Полную ошибку диаметра φ представляют в виде суммы систематической x и случайной составляющих, т.е.

= x +                              (1.7)

Полную  и систематическую x ошибки диаметров определяют из исследований, а случайную - как разность .

     

 

 

 

Рис. 6.3. Полные

и систематические диаметров лимба

 

 

           

 

Рис.1.5. Ошибки диаметров  подразделяются на длиннопериодические т.е. изменяющиеся по всей окружности лимба

 

Рис. 1.6. Короткопериодические (внутриградусные) ошибки диаметров лимба теодолита Т05. Допуск на у современных теодолитов составляет ±(1¸1.2)"

 

Ошибки диаметров круга  непосредственно влияют на точность угловых измерений. Поэтому каждый лимб тщательно исследуют на его  пригодность к высокоточным угловым  измерениям.

При выводе среднего арифметрического из ошибок диаметров, равномерно распределенных по всей окружности через одинаковые интервалы, происходит их значительная компенсация, причем,  в тем большей мере, чем меньше эти интервалы.

Поэтому с целью максимальной компенсации ошибок диаметров круга (длинно и короткопериодических) в  геодезии при измерении углов  и направлений всегда переставляют горизонтальный круг теодолита между  приемами на величину:

       или           (1.8)

где m – число приемов; i – цена наименьшего деления лимба.

Компенсация будет тем  полнее, чем больше приемов.

Данный способ перестановки горизонтального круга теодолита  между приемами на угол d позволяет почти полностью скомпенсировать влияние на результаты угловых измерений систематических ошибок, а также существенно ослабить влияние случайных ошибок диаметров. У современных теодолитов ошибка диаметров лимба при 12 приемах измерений обычно не превышает 0,10" - 0,15"

                              

 

Заключение

  В данном реферате для себя усвоила ,  измерения высокоточных  горизонтальных   углов,   измерение   зенитных расстояний. Также узнала, основные требования, предъявляемые к результатам высокоточных угловых измерений в угловых и линейно-угловых сетях. Выгоднейшее время для измерения горизонтальных углов и зенитных расстояний. Основные ошибки при высокоточных угловых измерениях. Меры по ослаблению влияния этих ошибок на угловые измерения. Способы угловых измерений, применяемые в ГГС и специальных сетях. Методика угловых измерений.

  Суть измерения высокоточных горизонтальных углов и зенитных расстояний – измерять горизонтальных углов и зенитных расстояний более точно, ошибки будут само с собой.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Использованные литературы:

1. Г.А. Федотов, инженерная геодезия, Москва 2009.103-107бет.
2. http://kk.wikipedia.org
3. www.gis2000.ru
4. Яковлев Н. В.  Высшая геодезия: Учебник для вузов.— М.: Недра, 1989г.
5. Батраков Ю.Г. Геодезические сети специального назначения. – М.: Картгеоцентр – Геодезиздат, 1998.
6. Большаков В.Д., Маркузе Ю.И. Практикум по теории математической обработки геодезических измерений. - М.: Недра, 1984.