Korrekte messung von vertikalen winkeln mit einem theodolit

Bei geodätischen, konstruktiven und baulichen Arbeiten ist es häufig erforderlich, verschiedene räumliche Größen zu bestimmen. Es ist bei weitem nicht immer möglich, dies mit Hilfe trivialer Hilfsmittel wie Roulette zu tun.

Theodolit ist ein Gerät für geodätische Arbeiten, Konstruktions- und Bauarbeiten.

Die Messung von vertikalen Winkeln durch einen Theodolit ist eine sehr beliebte Funktion. Wenn Sie den Wert dieses Parameters kennen und die Formeln der Trigonometrie verwenden, können Sie die linearen Abmessungen des Objekts (Höhe) oder den Abstand zum Objekt bestimmen.

Theodolit-Gerät selbst

Theodolit-Gerät.

Theodolit ist unersetzlich, wenn Abstandsmessungen, horizontale und vertikale Winkelmessungen am Boden durchgeführt werden. Die Hauptarbeitselemente sind rund abgestufte Skalen. Die Durchführung des gesamten möglichen Forschungsbereichs erfolgt durch das Vorhandensein einer horizontalen und vertikalen Messskala.

In derselben Ebene mit dem Messglied befindet sich ein weiterer rotierender Kreis - Alidade. Darauf ist eine Vorrichtung zum Zählen an der Extremität befestigt.

Neben den Gliedmaßen und Alidad umfasst das Messgerät die folgenden wesentlichen Einheiten:

1. Stand mit eingebautem Niveau. Um eine größere Stabilität und Einstellung in Bezug auf die horizontale Ebene zu gewährleisten, verfügt die Basis über drei Beine, die mit Geräten ausgestattet sind, die ihre Länge regulieren.
2. Optisches Teleskop.
3. Schrauben zur Feinabstimmung und Fixieroptik zum Thema Messung.
4. Zylinderförmige Ebene, die die vertikalen Neigungswinkel des Geräts selbst im Messvorgang widerspiegelt.
5. Optisches Lot.
6. Ein Auslesemikroskop (Balken oder Skala, abhängig von der Konstruktion des Theodoliten) zur Messung.

Richtige Verifizierung

Bei der Messung mit Hilfe eines Theodoliten ist das Auftreten von Fehlern möglich, was später zu schwerwiegenden Fehlern bei der Bestimmung der Größe von vertikalen Winkeln führen kann. Die Erzielung genauer Ergebnisse wird durch das regelmäßige Durchlaufen einer Reihe von Kalibrierungsverfahren garantiert. Bei Auftreten einer Abweichung der Kalibrierungsergebnisse von den geregelten Werten wird, wenn möglich, der Theodolit eingestellt.

Überprüfungsarten für Theodolit: a - Installation mit zwei Schrauben; b - Montage an der dritten Schraube; Überprüfung der Korrektheit der Installationsebene.

Es gibt vier Arten der Überprüfung (Anpassung):

1. Überprüfung der gegenseitigen senkrechten Ausrichtung der Achsen der zylindrischen Ebene und der Drehung der Vorrichtung in der vertikalen Ebene.

Die Betriebsposition wird durch die Luftblase in der Füllstandskapsel bestimmt. Es sollte in der Mitte der Skala sein. Die Abweichungen der Position der Luftblase relativ zur Skalenmitte auf der Ebene werden durch die Einstellung der Hebeschrauben ausgeglichen.

Sobald die Arbeitsposition hergestellt ist, werden die Alidade und die Ebene um 180 ° gedreht. In der neuen Position wird der gesamte Vorgang erneut wiederholt. Es ist notwendig, eine Unabhängigkeit des Füllstandes vom Drehwinkel der Alidade zu erreichen.

1. Überprüfen Sie die Position der Gewinde des Messgitters. Das vertikale Gewinde in der Optik des Geräts wird mit einer vormontierten Stange kombiniert, die sich streng vertikal befindet. Sie müssen übereinstimmen. Wenn Abweichungen festgestellt werden, muss die Position des Okulars angepasst werden. Das Befestigungselement wird gelöst und die Position des Okulars wird verschoben, bis die Fadenlinie und die Lotlinie vollständig übereinstimmen.

1. Überprüfen Sie die senkrechte Position der Theodolit-Zielachse relativ zur Drehachse des Teleskops. Diese Überprüfung wird auch als Kollimationsfehlerüberprüfung bezeichnet. Wenn die Bedingung der Rechtwinkligkeit nicht erfüllt ist, beschreibt die Theodolit-Zielachse während der Rotation eine konische Fläche anstelle einer Ebene, was die Genauigkeit der Messung von vertikalen Winkeln über alle zulässigen Grenzen hinaus bestimmt.

In der Anfangsphase der Überprüfung sollte ein entfernter Referenzpunkt festgelegt werden, dessen Sichtlinie so nahe wie möglich an der horizontalen Ebene liegt.

Wenn sich das Messrad rechts vom Bediener befindet, werden das Fadenkreuz der Fäden und der ausgewählte Bezugspunkt kombiniert.

Die Messwerte des horizontalen Kreises (KP) werden aufgezeichnet. Dann wird das Theodolitrohr abgerollt, die Alidad gelöst und die Messwerte werden an der linken Position des Messrads (C) gemessen. Die Größe des Messfehlers wird durch die Formel bestimmt:

C = ((KI-Kp) ± 180 °) / 2

Das Vorzeichen vor 180 ° wird abhängig vom Vorzeichen der Differenz zwischen K und KP bestimmt. Wenn der Unterschied in den Messwerten positiv ist, wird das Zeichen "-" genommen, ansonsten - "+".

Die Ergebnisse der Überprüfung werden anhand des ermittelten Wertes von C bewertet. Wenn der Wert der doppelten Genauigkeit der Skala nicht überschritten wird, ist der Theodolit betriebsbereit. Überschuss signalisiert die Notwendigkeit einer Korrektur. Lösen Sie dazu eine der vertikalen Schrauben im Drahtgeflecht. Stellen Sie die Seitenschraube ein und kombinieren Sie den Schnittpunkt der Gewinde des Messgitters mit der beabsichtigten Referenz.

1. Überprüfen Sie die relative Position der Rotationsachse des optischen Tubus und der vertikalen Achse des Theodoliten. Die Erfüllung dieser Bedingung sichert die vertikale Position der Messebene während des Betriebs.

Auf der Oberfläche der Wand, ungefähr 10 m entfernt, wird ein Punkt ausgewählt, der in einem Winkel von 40 bis 50 ° zum Horizont liegt. Es wird von einem Rohr und einer festen Alidade geführt. Danach wird das Rohr in eine horizontale Position gebracht und die Projektion des Punktes an der Wand markiert, indem die Alidade um 180 ° gedreht und das Rohr durch die Zenitposition an der Wand bewegt wird. Auf der Horizontebene wird die Projektion des anfangs ausgewählten Punkts bemerkt. Beide abgeleiteten Projektionspunkte müssen übereinstimmen. Im Falle einer Abweichung kann dieser Fehler in den Feldbedingungen nicht ausgeglichen werden und der Theodolit kann repariert werden.

Vorbereitung für die Messung / Prüfung

Zentriertheodolit: 1 - Theodolit; 2.3 - Stativbeine, 4 - Lot.

Wenn alle in der Verordnung vorgesehenen Prüfungen erfolgreich bestanden wurden, können wir davon ausgehen, dass sich das Werkzeug in gutem Zustand befindet und funktionieren kann. Vor Beginn der Messung von vertikalen Winkeln muss der Theodolit für die Arbeit vorbereitet werden.

Die Vorbereitung besteht aus den folgenden Vorgängen:

1. Überprüfen der Position des Messgeräts - Einstellen der Mittenposition der Skala über dem Sollwert mit einem Standardlot. Der Mittelpunkt eines horizontalen oder vertikalen Winkels wird normalerweise als Mittelpunkt verwendet.
2. Einstellen der Oberfläche der Messuhr in der horizontalen Ebene. Das Verfahren wird durch Einstellen der Hebeschrauben ausgeführt, bis die Position der Blase in der Füllstandsampulle mit dem Nullpunkt übereinstimmt.
3. Anpassen der Sichtbarkeitsoptik - Drehen Sie den Dioptrieneinstellring, bis Sie die beste Sichtbarkeit des Gitters haben.
4. Justierung der Optik im Messpunkt; Die Cremaliera-Drehung passt die Bildschärfe des Objekts an.

Messung und Aufbereitung der Ergebnisse

Das Schema der Messung der vertikalen Winkel durch Theodolit.

In der Praxis werden Messungen der vertikalen Winkel unter Verwendung einer vertikalen Extremität durchgeführt. Ein charakteristisches Merkmal ist die Rotation des Gliedes beim Zusammenarbeiten mit dem optischen Tubus an der festen Position der Alidade.

Der Nulldurchmesser der Alidade wird in horizontaler Position angegeben, gesteuert durch die Position der Blase in einer zylindrischen Ebene. Sobald Null eingestellt ist, werden die vertikalen Winkel durch die Positionsmessung auf dem vertikalen Messkreis bestimmt.

Um die vertikalen Winkel zu messen, muss der Theodolit gemäß den oben beschriebenen Methoden betriebsbereit sein. Bei jeder Position des vertikalen Kreises (links oder rechts) wird der horizontale Faden des Messgitters auf den Messpunkt gerichtet. Falls erforderlich, wird eine kleine Anpassung der Position der Blase in der Ebene relativ zum Nullpunkt vorgenommen. Die auf der Extremität erhaltenen Werte werden im Messprotokoll aufgezeichnet.

Als nächstes wird eine ähnliche Messprozedur durchgeführt, wenn der vertikale Kreis in die entgegengesetzte Richtung verschoben wird und die Ergebnisse aufgezeichnet werden.

Die Berechnung der gemessenen vertikalen Winkel.

Um die Größe der gemessenen vertikalen Winkel zu berechnen, muss der Zwischenwert - der Ort des Nullpunkts - berechnet werden. Dieser Wert kennzeichnet das Zählen auf dem Schenkel eines vertikalen Kreises mit der horizontalen Position der Zielachse des Teleskops und dem Vorhandensein einer Luftblase in der Mitte der Skala einer zylindrischen Ebene.

Platz Null wird durch die Formel bestimmt:

Mo = (CL + KP) / 2

wo Mo der Ort von Null ist;

Kl, Kp - Ablesungen an der Stelle des Messrades links bzw. rechts.

Vertikale Winkel werden durch die Formeln bestimmt:

V = Kl-Mo oder V = Mo-Kp

Dabei ist V - der Wert des gemessenen vertikalen Winkels.

Es ist erwähnenswert, dass zur Erhöhung der Genauigkeit empfohlen wird, die Messungen mehrmals durchzuführen und die Ergebnisse anschließend mit mathematischen statistischen Methoden zu verarbeiten.