ОСОБЕННОСТИ НИВЕЛИРОВАНИЯ ТЕОДОЛИТАМИ С САМОУСТАНАВЛИВАЮЩИМИСЯ ИНДЕКСАМИ ВЕРТИКАЛЬНОГО КРУГА

6.2. ОСОБЕННОСТИ НИВЕЛИРОВАНИЯ ТЕОДОЛИТАМИ С САМОУСТАНАВЛИВАЮЩИМИСЯ ИНДЕКСАМИ ВЕРТИКАЛЬНОГО КРУГА

В роли оптического компенсатора выступает призма, линза или зеркало, подвешиваемые на пружине или нитях и органически вписывающиеся в отсчетную систему вертикаль­ного круга.

Принцип действия такого компенсатора основывается на том, что оптическая де­таль подвесной системы стремится занять некоторое заданное положение при за­ранее ограниченных преде­лах наклона вертикальной оси прибора. Максимальный наклон оси вращения теодо­лита, при котором возникаю­щие погрешности отсчета по

вертикальному кругу не превышают допустимой величины, назы­вают диапазоном действия компенсатора.

Схему действия компенсатора теодолита поясняет рис. 78. На нем обозначены: П2 — подвешенное зеркало, xx — ось враще­ния, Л1 и Л2 — объективы отсчетной системы, П1 — неподвижно закрепленное зеркало. На рис. 78, а показано исходное положе­ние прибора, когда ось xx расположена отвесно, визирная ось трубы горизонтальна, а отсчет по кругу в точке o равен нулю. На рис. 78, б ось хх наклонена на угол γ в пределах диапазона наклона компенсатора.

Все оптические детали отсчетной системы, за исключением зеркала П2, также должны наклониться на угол γ. Зеркало П2 под действием силы тяжести займет свое прежнее положение (с некоторой погрешностью). Поэтому при горизонтальном поло­жении зрительной трубы отсчет по вертикальному кругу будет по-прежнему равен 0.

В связи с этой конструктивной особенностью теодолита изме­няется определение места нуля (МО) вертикального круга. Мес­том нуля называется отсчет по вертикальному кругу при горизон­тальном положении визирной оси зрительной трубы и при наклоне вертикальной оси вращения в пределах диапазона действия ком­пенсатора. Из этого определения следует, что если вертикальная ось теодолита наклонена на малый угол в пределах диапа­зона действия компенсатора, а на вертикальном круге установ­лен отсчет, равный месту нуля, то визирная ось трубы будет располагаться горизонтально. Этим обеспечивается возможность выполнения геометрического нивелирования. В отличие от теодо­литов с уровнем при вертикальном круге эта операция выпол­няется значительно быстрее и точнее.

Самоустанавливающимися отсчетными индексами в настоя­щее время снабжены теодолиты типов Т5К (СССР), Theo 020 (ГДР), Те-Д4 (ВНР) и ряд других.

Некоторые важнейшие характеристики компенсаторов трех теодолитов приведены в табл. 24.

— привести по круглому уровню ось вращения в отвесное положение;

— установить наводящим винтом трубы на вертикальном круге отсчет, равный МО.

Операцию по горизонтированию теодолита повторяют на каждой станции один раз, операцию по установке на круге отсче­та МО — каждый раз перед отсчитыванием по рейке.

Определение МО при использовании теодолита как нивелира аналогично по смыслу определению угла i у нивелира. Его пери­одические поверки также обязательны (не реже одного раза в 10 дней и после переездов с объекта на объект).

Для определения МО следует использовать визирные цели, удаленные на расстояние 50—150 м и расположенные в горизон­те инструмента.

Место нуля, как известно, вычисляют по формуле

МО = [КЛ + КП + 180°]/2 , (5.4)

где КЛ и КП — отсчеты при круге лево и круге право соответ­ственно. Значение МО, полученное при α=0°, свободно от влияния эксцентриситета вертикального круга теодолита с односто­ронним отсчетом, что видно из формулы

здесь ε — линейный элемент эксцентриситета; R — радиус вертикального круга; α — угол наклона линии визирования; Р — направление эксцентриситета, ρ″ =206265″.

При наличии эксцентриситета вертикального круга установка отсчета МО ≠ 0, выполняемая при одном из кругов (КЛ и КП), будет содержать погрешность, определяемую формулой

или

Механизм действия погрешности за эксцентриситет верти­кального круга аналогичен действию угла i у нивелиров.

При неравенстве расстояний s_A и s_B до реек А и В возникает погрешность в превышении, если влияние ε' отлично от нуля:

Если при ε'=15″ допустить погрешность в определении пре­вышения δ_hАВ =3 мм, то допустимое неравноплечие будет

т. е. при указанных условиях влияние неравноплечия в пределах 40 м практического значения иметь не будет. Однако во избе­жание систематического накопления погрешностей из-за влияния EPS' следует стремиться к компенсации неравенства плеч в конце хода (секции).

Для проверки величины ε' на ровной местности устанавлива­ют две рейки A и В (рис. 79) на удалении 100 м друг от друга. С помощью нивелира или теодолита, установленного точно на середине отрезка АВ, определяют превышение h_AB. Затем уста­навливают теодолит на расстоянии кратчайшего визирования от рейки А (2—3 м) и, расположив его трубу в горизонтальном положении, измеряют с его помощью превышение h'_BA. Нитяным дальномером или рулеткой определяют расстояния s_A и s_B. Поскольку

то

Поверку повторяют 4—6 раз и вычисляют среднее значение погрешности ε'. Расхождения между отдельными опре­делениями значений ε' не должны превышать 10″.

Исследования, связанные с определением диапазона дейст­вия компенсатора и точности его самоустановки, выполняют по методике, аналогичной исследованиям компенсатора нивелиров.

Теодолиты с компенсаторами могут использоваться для гео­метрического нивелирования IV класса и технического нивели­рования; при производстве измерений следует руководствоваться допусками соответствующего класса нивелирования.