Теодолит

Теодоли́т — измерительный прибор для определения направлений и измерения горизонтальных и вертикальных углов при геодезических работах, топографических, геодезических и маркшейдерских съёмках, в строительстве и т. п.

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 уровни 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 поверки выполнения условия поворотом али­дады устанавливают ось поверяемого уровня по на­правлению каких-либо двух подъемных винтов и одно­временным вращением их в разные стороны приводят пузырек уровня в нульпункт (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 нульпункт 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 полоборота) 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:слабив 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.

Нивелир

Нивелир Н-3; 1- корпус,

2 — мушка,

3,8 — уровни,

4 — наводящий винт,

5 — упругая пластинка,

6 — подъёмные винты,

7 — подставка,

9 — элевационный винт,

10 — опорная площадка,

11 — винт кремальеры,

12 — окуляр,

13 — зрительная труба

Нивели́р (от фр. niveau — уровень, нивелир) — оптико-механический геодезический инструмент для геометрического нивелирования, то есть определения разности высот между несколькими точками. Инструмент, устанавливаемый обычно на треножник (штатив), оборудован зрительной трубой, приспособленной к вращению в горизонтальной плоскости, и чувствительным уровнем.

Геометрическим условия оптического нивелира их поверка

Поверки нивелира. Перед поверками нивелира необходимо, во-первых, отрегулировать длину пузырька уровня и, во-вторых, при помощи круглого уровня приближенно привести ось вращения нивелира в вертикальное положение. Без этого нельзя будет увидеть изображение половинок концов пу­зырька через оптическую систему уровня.

Современный цифровой нивелир Leica DNA03

Глухой нивелир НГ должен удовлетворять следующим условиям:

Ось цилиндрического уровня должна быть перпендикулярна к оси вращения инструмента

Приведя при помощи круглого уровня ось вращения нивелира в рабочее положение, устанавливают ось цилиндрического уровня по направлению двух подъемных винтов и, действуя ими, приводят пузырек уровня на контакт изобра­жений половинок его концов, наблюдаемых через призменную систему. Затем поворачивают верхнюю часть инструмента на 180°. Если после этого контакт не нарушится, то условие выполнено. В противном случае, действуя исправи­тельным винтом. при уровне, уменьшают расхождение изобра­жений на половину. Поверку повторяют до тех пор, пока условие будет выпол­нено, уточняя перед каждым повторением поверки приведение оси вращения нивелира в вертикальное положение при помощи цилиндрического уровня. Повторяя таким образом поверку несколько раз, можно добиться выполнения указанного условия и попутно привести ось вращения инструмента в вертикаль­ное положение. Если при контакте изображений пузырек, наблюдаемый через боковой прорез в коробке уровня, не окажется в середине трубки, то в этом слу­чае нулъпункт уровня следует считать перемещенным в ту точку, кото­рая соответствует контакту изображений, наблюдаемых через призменную систему.

Ось круглого уровня должна быть параллельна оси вращения нивелира

После приведения при помощи поверенного цилиндрического уровня оси вращения нивелира в вертикальное положение пузырек круглого уровня дол­жен находиться в центре окружности на коробке уровня. Это условие должно быть выполнено заводом, и поэтому круглый уровень нивелира НГ исправительных винтов не имеет. Однако отрегулировать поло­жение пузырька в случае невыполнения названного условия можно, освободив винты, скрепляющие уровень с подставкой, и положив под уровень бумагу или станиоль так, чтобы после закрепления уровня условие выполнялось.

Горизонтальная нить сетки должна быть перпендикулярна к оси вра­щения нивелира

После приведения оси вращения нивелира в вертикальное положение при­водят пузырек уровня на контакт, наводят поверяемую нить сетки на какую-либо точку (или берут отсчет по рейке) и наводящим винтом вращают мед­ленно корпус трубы; нить при этом должна оставаться на данной точке (или отсчет по рейке не должен изменяться). В противном случае юстировку выпол­няют, как у теодолита. Установив правильно сетку, в дальнейшем при повторении поверок эту можно не повторять.

Визирная ось зрительной трубы должна быть параллельна оси цилиндри­ческого уровня

Поверка выполнения этого условия может быть осуществлена двойным нивелированием одной и той же линии при расстоянии между нивелируемыми точками 40—50 м; линию А В нивелируют дважды по способу вперед, установив нивелир и рейку. Измерив высоты инструмента i1 и i2 и приводя каждый раз пузырек уровня на контакт изображений, делают по рейке отсчеты b1 и b2. Если бы условие параллельности визирной оси и оси уровня было выполнено, то верные отсчеты по рейке были бы соответственно равны b1’ и b2’. При невыполнении этого усло­вия в оба отсчета войдет ошибка х, определив которую, найдем верные отсчеты

b1’ = b1 – x и b2’ = b2 – x.

Для абсолютного значения превышения h можно написать два выражения:

½h½ = i1 – b1’ = i1 – b1 + x.

½h½ = b2’ – i2 = – i2 + b2 – x,

i1 – b1 + x = – i2 + b2 – x

x = –

Найдя ошибку х, вычисляют верный отсчет по второй формуле (а). На этот отсчет и должна быть установлена горизонтальная нить сетки при помощи исправительных винтов. После юстировки поверку повторяют.

Если нивелир устанавливать так, чтобы окуляр трубы при горизонтальном положении визирной оси был впереди колышка на 2—3 см, то, поставив на ко­лышек рейку, можно весьма точно отсчитать по рейке высоту инструмента. Для этого на объектив надевают крышку, сделанную из картона, окрашенного в чер­ный цвет, и имеющую в середине круглое отверстие диаметром 2—3 мм. Наблю­датель, глядя на рейку через отверстие, дает указание помощнику установить на рейке движок из тонкого прозрачного целлулоида с черным горизонтальным штрихом так, чтобы штрих был виден точно в середине отверстия крышки.

После этого, отведя глаз от трубы, наблюдатель делает отсчет по рейке, пользуясь этим штрихом.[1].

взятие отсчета по рейке

принцип нивелировании из середины

порядок работы выполняемой оптическим нивелиром

Основная статья: Нивелирование

Нивелир крепят к штативу с помощью станового винта и пружинящей пластины. В отвесное положение ось вращения нивелира устанавливают по круглому уровню с помощью подъемных винтов, винтовая нарезка которых входит в гнезда подставки (трегера). Для приближенного наведения трубы на рейку служит мушка над объективом зрительной трубы нивелира, для точного - наводящий винт, который работает, когда труба зафиксирована закрепительным винтом. Винт кремальеры служит для фокусировки трубы, а резкость изображения сетки нитей достигается вращением диоптрийного кольца окуляра. Перед каждым отсчетом по рейке визирную ось нивелира устанавливают в горизонтальное положение элевационным винтом. Изображения половинок концов пузырька контактного цилиндрического уровня через систему призм передаются в поле зрения трубы. Если центр пузырька уровня совместить с нуль-пунктом ампулы, то произойдет оптический контакт - изображения половинок концов пузырька уровня будут равными по длине и образуют в верхней части один овал. При наклоне оси уровня контакт нарушается.

Нивелирование,

геодез., определение разности высот двух или многих точек земной поверхности относительно условного уровня (напр., уровня океана, реки и пр.). Существуют 3 способа Н.:

 1) нивелиром и рейками;

 2) угломерными инструментами посредством измерения наклонения визирных линий с одной точки на другую.

3) при помощи барометра.

I.Вынос точки с проектной отметкой.

Вынос точки с проектной отметкой производится нивелиром. Вынести проектную отметку – значит отметить в натуре точку «В», высота которой НВ  над уровнем моря или над условным горизонтом равна заданной. Установив нивелир примерно по середине между репером «А» с известной отметкой НА  и местом вынесения точки, берут отсчет по рейке «а» по черной строчке,  установленной в точке «А», горизонт инструмента  (ГИ) вычисляют  по формуле:

 ГИ= НА + а, отняв от него значение проектной отметки НВ, находят отсчет  «b» . После этого рейку устанавливают в месте вынесения точки и перемещают по вертикали до тех пор, пока горизонтальная нить сетки нитей не совпадет с отсчетом «b» . В этот момент реечник фиксирует точку «В» по  рейке. Для контроля высоты точки «В» определяют высоту при другом горизонте инструмента или по красным сторонам реек.

Если разность отметок точек НА и НВ большая и с общей установки вынести проектную отметку нельзя, то производят вынос с двух или более станций.

b = [HRp1+a+(c -b)]–Hпр

1) Абсолютная высота, или абсолютная отметка (в геодезии) — расстояние (в метрах) по вертикали от какой-либо точки на поверхности Земли до среднего уровня поверхности океана, не нарушенного волнением и приливами, или до поверхности геоида. (выглядит примерно так: 132,31 [132м31см]).

2) Абсолютная высота - это высота, отсчитываемая от основной уровенной поверхности.

Абсолютная высота представляет собой третью координату точки, дополняющую широту (выглядит примерно так:65°40' с.ш.)и долготу (выглядит примерно так:9°10' в.д.); на суше определяется при помощи нивелирования. Абсолютная высота точки, лежащей выше уровня океана, считается положительной, ниже — отрицательной.

При съёмке местности используют географические координаты и абсолютную высоту ближайших опорных геодезических пунктов.

В России абсолютные высоты точек земной поверхности отсчитывают от среднемноголетнего уровня Балтийского моря, определённого от нуля футштока в Кронштадте.

Тахеометр

Тахеометр — геодезический инструмент для измерения расстояний, горизонтальных и вертикальных углов. Относится к классу не повторительных теодолитов используется для определения координат и высот точек местности при топографической съёмке местности, при разбивочных работах, выносе на местность высот и координат проектных точек в основном косвенными методами измерений (прямыми и обратными засечками).

Как им пользоваться обучаются только геодезисты. В программу нашего университета он не входит, а жаль. И плюс нормальные тахеометры стоят около 300 тыс. рублей и являются дорогой игрушкой которую студентам не всегда можно доверить.