Część teoretyczna 2.1 bledy instrumentalne+teodolit PDF

Preview

Summary

Geodezyjne techniki pomiarowe...

Description

Geodezyjne techniki pomiarowe Część teoretyczna nr 2.1 Przedmiot: Geodezyjne techniki pomiarowe (laboratoria) Semestr: drugi – letni Rok akademicki: 2015/2016 Opracowała: mgr inż. Agnieszka PACIOREK

TEMAT LABORATORIUM: Teodolit optyczny. Sprawdzenie i rektyfikacja teodolitu. Wyznaczanie błędów instrumentalnych. CZAS WYKONANIA: 2+2 h LITERATURA: [1] A. Jagielski, Geodezja I. Kraków: Wydawnictwo Geodpis, 2005. [2] A. Jagielski, Przewodnik do ćwiczeń z Geodezji I. Kraków: Wydawnictwo P. W. Stabil, 2004. [3] J. Ząbek, Z. Adamczewski, i S. Kwiatkowski, Ćwiczenia z geodezji I. Warszawa; Łódź: Pa ńst. Wydaw. Naukowe, 1984. [4] J. Beluch, Red., Ćwiczenia z geodezji I: praca zbiorowa. Kraków: AGH Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne, 2007. [5] Instrukcja użytkownika Theo 010 i Theo 020. . [6] A. Wanic, Instrumentoznawstwo geodezyjne i elementy technik pomiarowych. Olsztyn: Wydawnictwo Uniwersytetu Warmińsko-Mazurskiego, 2007. [7] A. Łyszkowicz, Geodezja czyli Sztuka mierzenia Ziemi. Olsztyn: Wydawnictwo Uniwersytetu Warmińsko-Mazurskiego, 2006. [8] J. Ząbek, Geodezja I, Wyd. 4. Warszawa: Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, 1998. MIEJSCE: teren WAT Sprawdzenie i rektyfikacja teodolitu obejmują trzy grupy czynności: usunięcie uszkodzeń mechanicznych, konserwację elementów optycznych, rektyfikację warunków geometrycznych. Przed przystąpieniem do konserwacji elementów optycznych i rektyfikacji warunków geometrycznych należy stwierdzić i ewentualnie usunąć uszkodzenia mechaniczne instrumentu, spodarki i statywu. Po wyjęciu instrumentu ze skrzynki należy ustawić go na stabilnym podłożu i dokonać szczegółowego przeglądu wszystkich części mechanizmów zaciskowych, śrub ruchu leniwego, zamocowania libel itp. Wszystkie śruby i pokrętła, na przykład okularu lunety i mikroskopu odczytowego, powinny obraca ć się ruchem płynnym na całej swej długości. Obracając alidadę kilkakrotnie wokół osi głównej instrumentu stwierdzamy, czy układ osiowy działa prawidłowo - to znaczy czy oś obrotu nie jest zatarta. Obracając lunetę w płaszczyźnie pionowej, badamy jej prawidłowy obrót w łożyskach osi obrotu. Stwierdzone przez geodetę uszkodzenia lub usterki mechaniczne powinny być usunięte w odpowiednim zakładzie mechanicznym. Zmianę lub uzupełnienie smarów wykonuje mechanik precyzyjny. Geodeta może tylko wyregulowa ć śruby ruchu

leniwego w przypadku, gdy mechanizm śrubowy nie jest uszkodzony i samo jego rozwiązanie przewiduje regulację śruby bez jej demonta żu.

Rys. 1 Podzespoły obsługowe teodolitu Theo 020 (z lewej) i Theo 010 (z prawej) [2, s. 104,111]

Rys. 2 Analogowo-cyfrowy system odczytowy teodolitu Theo 010A [1, s. 142]

Rys. 3 Podstawowe części i osie teodolitu [2, s. 101]

Tabela 1. Warunki teodolitu [2, s. 119]

Nr

Treść warunku

Zapis warunku

Nazwa i symbol błędu instrumentalnego

Sposoby eliminowania

1

Oś libelli alidadowej „l” powinna być prostopadła do osi obrotu instrumentu „v”

l฀⊥฀v

Błąd libelli rurkowej „v”

Rektyfikacja libeli

2

Płaszczyzna główna „Q” libelli pudełkowej powinna być prostopadła do osi obrotu instrumentu ”v”

Q฀⊥฀v

Błąd libelli okrągłej

Rektyfikacja libeli

3

Oś celowa lunety „c” powinna być prostopadła do osi obrotu lunety „h”

c⊥ ℎ

Błąd kolimacji „”κ

Pomiar w 2 poł. lunety, rektyfikacja poziomymi śrubkami krzyża kresek

4

Oś obrotu lunety „h” powinna być prostopadła do osi obrotu instrumentu „v”

ℎ฀ ⊥฀v

Błąd inklinacji „l”

Pomiar w 2 poł. lunety, brak możliwości rektyfikacji polowej

5

Poprzeczna kreska siatki celowniczej „n1” powinna być prostopadła do osi obrotu instrumentu „v”

n1฀⊥฀v

Skręcenie krzyża kresek

Rektyfikacja poprzez skręcenie siatki celowniczej

6

Oś celowa „c” powinna przecinać oś obrotu instrumentu „v”

c฀×฀v

Mimośród osi celowej

Pomiar w 2 poł. lunety, brak możliwości rektyfikacji polowej

7

Oś obrotu alidady „va” powinna przechodzić przez środek kręgu limbusa, zaś w teodolitach dwuosiowych osie alidady i limbusa „vl ” powinny się pokrywać

va฀≡฀vl

Mimośród alidady

Pomiar w 2 poł. lunety, dwumiejscowe urządzenia odczytowe ustawione średnicowo

8

Podział kręgów i skal powinien być naniesiony dokładnie, zaś mikroskopy właściwie wyjustowane

Błędy kół podziałowych i urządzeń odczytowych

Odczyty na różnych częściach limbusów i skal, zwiększeni liczby serii

9

Przy spoziomowanej osi celowej odczyty na kole pionowym zenitalnym powinny wynosić: KL=100g , KP=300 g

Błąd indeksu (miejsca zera) „µ”

Pomiar w 2 poł. lunety i eliminowanie rachunkowe, rektyfikacja libeli kolimacyjnej

10

Pionowa część osi celowej pionu optycznego „vp” w alidadzie lub spodarce powinna się pokrywać z osią obrotu instrumentu „v”

Błąd pionu optycznego

Rektyfikacja śrubkami pionu optycznego

vp ฀≡฀v

BŁĄD PARALAKSY Błąd paralaksy może dotyczyć: 1. Lunety (krzyża kresek) – błąd ten pojawia się, gdy w czasie pomiaru obraz krzyża kresek i obraz celu nie jest jednocześnie ostry (nie powstaje w jednej płaszczyźnie). Doprowadza to do powstania znaczących błędów związanych z celowaniem. Wykrywanie: a. Błąd ten wykrywamy poruszając nieznacznie głową i obserwując cel. Jeżeli błąd występuje - obraz krzyża kresek będzie przemieszczał się względem celu podczas ruchu głowy. b. Usuwanie wpływu błędu: c. Jego wyeliminowanie polega na ustawieniu wła ściwej ostrości siatki celowniczej. Kierujemy lunetę na jasne tło (np. niebo) ustawiamy ogniskową lunety na nieskończoność. Następnie wkręcamy okular lunety do momentu uzyskania pierwszego ostrego obrazu siatki celowniczej. Następnie wycelowujemy na nasz cel i poprawiamy ostrość obracając pierścieniem ogniskującym do momentu uzyskania pierwszego ostrego obrazu. 2. Systemu odczytowego – występuje, gdy obraz kresek limbusa nie powstaje w płaszczyźnie skali mikrometru optycznego. Wówczas obraz kresek limbusa i skali obserwowany równocześnie nie są jednakowo ostre. Wykrywanie: a. Należy ustawić ostrość skali jeżeli obraz kresek limbusa nie jest jednakowo ostry błąd paralaksy występuje. b. Usuwanie wpływu błędu odbywa się poprzez regulacje położenia soczewek układu optycznego teodolitu. 3. Systemu odczytowego – drugi rodzaj błędu paralaksy dotyczy teodolitów z dwumiejscowym systemem odczytowym. Polega on na tym że diametralnie położone kreski podziału głównego kręgu poziomego nie są jednakowo ostre. Błąd ten może wynika ć z nierównomiernego oświetlenia kręgu podziałowego. Wpływ tego błędu minimalizujemy ustawiając optymalną ostrość diametralnych kresek kręgu. SPRAWDZENIE I USUNIĘCIE BŁĘDU SKRĘCENIA KRZYŻA KRESEK . Do sprawdzenia ustawienia krzyża kresek można wykorzysta ć pion sznurkowy, na który celujemy po starannym spoziomowaniu teodolitu. Jeśli kreska pionowa odchyla się od osi sznurka to znaczy, że płytka ogniskowa uległa skręceniu. Aby usunąć ten błąd należy po zwolnieniu wkrętów 1, obrócić cały okular wraz z płytką doprowadzając do pokrycia kreski pionowej z osią sznurka pionu, po czym ponownie dokręcić wkręty 1.

Rys. 4 Sprawdzenie i rektyfikacja warunku krzyża kresek [2, ss. 125–126] Inny sposób sprawdzenia polega na naprowadzeniu bocznej części pola widzenia lunety na wyra źny punkt celu tak, by jego obraz znalazł się dokładnie na kresce poziomej. Następnie obrotami leniwki

alidady powoli przesuwamy obraz tego punktu na drugi skraj pola widzenia. Gdy zachowany jest warunek n1v , wówczas obserwowany cel nie schodzi z kreski poprzecznej. W razie powstania odchylenia należy jego połowę usunąć poprzez obrót płytki ogniskowej.

BŁĄD RUNU Błąd runu to brak równości geometrycznej odpowiadających sobie interwałów na podziałach kręgów z odpowiednim zakresem systemów odczytowych. a) Błąd runu pierwszego rodzaju polega na niezgodności zakresu skali mikrometru i interwału kresek podziału na kręgu podziałowym.

Rys. 5 Wartość kątowa na noniuszu [8, s. 168]

b) Błąd runu drugiego rodzaju polega na niezgodności geometrycznej diametralnie położonych interwałów na kręgu odczytowym (dotyczy tylko instrumentów z dwumiejscowym systemem odczytowym).

Rys. 6 Wartość kątowa [8, s. 173] S PRAWDZENIE WARUNKÓW L -V I Q-V ORAZ REKTYFIKACJA LIBEL ALIDADOWYCH W ramach sprawdzenia i rektyfikacji libeli r ur kowej wykonujemy następujące czynności: 1. Ustawiamy teodolit na statywie i poziomujemy go w sposób przybliżony za pomocą alidadowej libeli okrągłej. 2. Obracamy alidadę tak, aby libela rurkowa znalazła się w położeniu równoległym do dwóch lub śrub poziomujących S1 i S2 , po czym obrotami tych śrub w przeciwnych kierunkach doprowadzamy pęcherzyk libeli rurkowej do położenia środkowego.

3. Obracamy alidadę o 180º, najlepiej wykorzystując do dokładnego ustawienia urządzenie odczytowe teodolitu. Jeśli nastąpi wówczas wychylenie pęcherzyka libeli, to warunek lv nie jest spełniony. 4. Usuwamy połowę wychylenia pęcherzyka śrubkami rektyfikacyjnymi libeli, doprowadzając tym samym jej oś do prostopadłości z osią v, natomiast drugą połowę śrubami poziomującymi spodarki. Jeśli po ponownym obrocie alidady o 180º wychylenie pęcherzyka nie przekroczy połowy działki, wówczas rektyfikację można uzna ć za zakończoną. W razie większego wychylenia powtarzamy wyżej opisane postępowanie.

Rys. 7 Sprawdzenie warunku lv libeli rurkowej [2, s. 120] Sprawdzenie i rektyfikację libeli okr ą głej można oprzeć na porównaniu jej wskaza ń z znacznie dokładniejszą, uprzednio sprawdzoną i zrektyfikowaną libelą rurkową. Po starannym spoziomowaniu instrumentu za pomocą libeli rurkowej obserwujemy położenie pęcherzyka libeli pudełkowej, którego środek powinien znajdowa ć się w punkcie głównym. Jeśli występuje wychylenie pęcherzyka od środka kręgu centralnego wyrytego na ampułce, wtedy usuwamy je w całości za pomocą śrubek rektyfikacyjnych libeli okrągłej. SPRAWDZENIE WARUNKU C-H I REKTYFIKACJA BŁĘDU KOLIMACJI Błąd kolimacji występuje w instrumencie, gdy oś celowa lunety teodolitu nie jest prostopadła do osi obrotu lunety. Wyznaczenie podwójnej wartości kątowej 2k kolimacji. Błąd kolimacji można wykryć poprzez zaobserwowanie kierunków do tego samego punktu celu P w dwóch położeniach lunety. Punkt ten powinien znajdowa ć się na tym samym poziomie co oś obrotu lunety teodolitu – h (czyli w płaszczyźnie horyzontu instrumentu), poniewa ż wtedy na wyniki sprawdzenia nie wpływa dodatkowo błąd inklinacji. Gdyby błąd kolimacji nie występował, wtedy odczyty na kole poziomym O I i O II różniłyby się dokładnie o 200g (180º). Gdy istnieje błąd k, zaś OI...