Практическое занятие№01
Тема: Решение задач по ориентированию линий на местности
Цель: Уметь определять ориентирующие углы графически и аналитически, вычислять дирекционный угол последующей стороны хода.
Входной контроль
1. Понятие ортогональной проекции в геодезии.
2. Понятие центральной проекции в геодезии.
3. Что называется географической широтой?
4. Что называется географической долготой?
5. Что называется абсолютной высотой точки на земной поверхности?
Теоретические основы
Ориентированием линии называется определение ее направления на местности относительно некоторого направления, принятого за начальное. За начальные принимают направления истинного NИ , магнитного NМ меридианов и направление N0, параллельное осевому меридиану зоны или оси х зональной системы прямоугольных координат (рис. 2.1).
Направление истинного меридиана в данной точке определяется с помощью астрономических наблюдений, магнитного — с помощью магнитной стрелки, которая под действием земного магнетизма устанавливается в направлении магнитного меридиана.
Угол γ, отсчитываемый от северного направления истинного меридиана NИ до параллели осевому меридиану NQ, называется зональным сближением меридианов. Если параллель осевого меридиана располагается восточнее истинного меридиана, то сближение называется восточным, и перед величиной γ ставят знак плюс.
Если сближение меридианов западное, то величине γ приписывается знак минус.
Угол δ, отсчитываемый от северного направления истинного меридиана NИ до магнитного меридиана NM, называется склонением магнитной стрелки.
Если магнитный меридиан располагается восточнее истинного меридиана, то склонение называется восточным, и перед величиной δ ставят знак плюс. Западному склонению приписывается знак минус.
Для ориентирования линий на местности служат азимуты, дирекционные углы и румбы.
Азимутом линии называется угол, отсчитываемый от северного направления меридиана по ходу часовой стрелки до ориентируемой линии. Азимуты могут иметь значения от 0 до 360°. Азимут называют истинным АИ, если его измеряют от истинного меридиана NИ, и магнитным Ам, если его отсчитывают от магнитного меридиана Nu.
Дирекционным углом а называется горизонтальный угол, отсчитываемый по ходу часовой стрелки от северного направления осевого меридиана зоны или от линии, ему параллельной, до ориентируемой линии. Дирекционные углы могут принимать значения от 0 до 360°.
Осевой (средний) истинный меридиан зоны часто принимают за основное направление. В этом случае положение линии местности относительно осевого меридиана определяет угол ориентирования, называемый дирекционным (рис. 16).
Дирекционный угол измеряется от северного направления осевого меридиана в направлении движения часовой стрелки через восток, юг и запад. Следовательно, градусная величина дирекционного угла может иметь любое значение от 0° до 360°.
Рис. 16. Дирекционные углы
Для линии ОА её дирекционным углом в точке О является горизонтальный угол αОA между северным направлением осевого меридиана и направлением линии. Для линий ОВ, ОЕ и ОF – αОВ, αОE, αОF.
Таким образом, дирекционным углом является угол в горизонтальной плоскости, отсчитываемый от северного направления осевого меридиана по ходу часовой стрелки до данной линии.
Зависимости между дирекционным углом, истинным и магнитным азимутами линии. Рассмотрим зависимость между истинным азимутом АИ линии ОВ и дирекционным углом а этой же линии (см. рис. 2.1). Если N0 — параллель осевому меридиану зоны, а γ — сближение меридианов, то
А = α + γ (2.2)
Зональное сближение меридианов γ приводится на топографических картах местности или может быть вычислено по формуле (2.1).
Рассмотрим зависимость между истинным и магнитным азимутами. Пусть АИ — истинный азимут линии ОВ, Ам — магнитный азимут той же линии, а δ — склонение магнитной стрелки (см. рис. 2.1). Тогда
АИ = АМ + δ. (2.3)
Магнитное склонение для данной местности можно получить на ближайшей метеорологической станции, по топографической карте или специальной карте склонений.
Для получения зависимости между дирекционным углом и магнитным азимутом приравняем правые части равенства (2.2) и (2.3):
α + γ = АМ + δ или α = АМ + δ - γ.
Прямые и обратные дирекционные углы и азимуты. Рассмотрим зависимость между прямым α АВ и обратным αВА дирекционными углами линии АВ.
Из рис. 2.3 имеем αВА = α АВ + 180о (2.4)
Для определения зависимости между истинными азимутами линий АВ и ВА воспользуемся рис. 2.4.
Если у — сближение меридианов между точками А и В, то
АВА = А АВ + 180о - γ.
Румбы. Румбом r называется горизонтальный угол (острый), отсчитываемый от ближайшего (северного или южного) направления меридиана до ориентируемой линии. Следовательно, румбы могут принимать значения только от 0 до 90°. Для того чтобы
Ход работы
1. Изобразите в системе прямоугольных координат (рис. 2.1) направления
истинного NИ , магнитного NМ меридианов и направление N0 .
Поясните как определить направление истинного и магнитного меридиана.
2. В чем заключается разница между истинным и магнитным азимутами?
3. Что называется дирекционным углом, в каких пределах он изменяется?
4. Выполните рис.16, с пояснениями дирекционного угла, с пояснениями для линий ОА, ОВ, ОЕ и ОF.
5. Выполните схему зависимости между дирекционными углами и румбами с пояснением.
6. Вычисление исходных дирекционных углов линий; решение прямой геодезической задачи
7. Задача1. Выполнить пример В. 1 - Вычислить дирекционные углы линий ВС и СD, если известны дирекционный угол α АВ и измеренные правые по ходу углы β1 и β2 (рис. 46).
8. Задача2. Вычислить дирекционные углы линий ВС и СD, если известны дирекционный угол α АВ и измеренные правые по ходу углы β1 и β2 (рис. 46).
Исходный дирекционный угол α АВ берется в соответствии с вариантом, схема – выполняется по рис.46.
Вариант для работы
| В.2 | В.3 | В.4 | В.3 | ||||
| В.3 | В.4 | В.2 | В.4 | ||||
| В.4 | В.2 | В.3 | В.2 | ||||
| В.2 | В.3 | В.4 | В.3 | ||||
| В.3 | В.4 | В.2 | В.4 | ||||
| В.4 | В.2 | В.3 | В.2 | ||||
| В.2 | В.3 | В.4 | В.3 |
| В.1- пример | В.2 | В.3 | В.4 |
| α АВ = 29°34,2´ | α АВ = 20°37,2´ | α АВ = 2°44,2´ | α АВ = 0º 36,2´. |
Правый угол при точке В (между сторонами АВ и АC) для всех β1 = 189º59,2´; правый угол при точке С (между сторонами ВС и СD) β2 = 159º28,0´.
рис. 46. К вычислению дирекционных углов сторон теодолитного хода
Дирекционные углы вычисляют по правилу:
дирекционный угол последующей стороны равен дирекционному углу предыдущей стороны плюс 180º и минус горизонтальный угол, справа по ходу лежащий.
Следовательно, α ВС = αАВ +180º- β 1; αСD = αВС +180º- β 2.
Пример 1. Вычисление дирекционных углов выполняем столбиком:
αАВ …… 29º34,2´
+180º
209º34,2´
- 189º 59,2´
αВС……. 19º35,0´
+ 180º
199º35,0´
- 159º28,0´
αСD……. 40º07,0´
Примечание.
1.Если при вычислении уменьшаемое окажется меньше вычитаемого, то к уменьшаемому прибавляют 360°. Если дирекционный угол получается больше 360º, то из него вычитают 360°.
2. Единицей измерения угла (горизонтального и вертикального) являются: – градус, получающийся делением прямого угла на 90 равных частей.
Один градус равен 60 минут, а одна минута – 60 секунд (1° = 60' = 3 600");
Пример 2: α = 30° 05´ + 180° - 356° 7,8´ = - 146°2.8´ + 360˚ = 213˚ 57,2΄
α = 275˚ 03΄ + 180˚ - 30˚ 4,2΄ = 424˚ 58,8΄ - 360˚ = 64˚ 58,8΄
Выходной контроль
Контрольные вопросы:
1. Что называется ориентированием линии на местности?
2. Что называется азимутом линии?
3. Что называется румбом?
Практическая работа №02
Тема: Изучение устройства теодолита, его основных узлов
Цель: Ознакомиться с назначением и техническими характеристиками теодолита, изучить устройство основных частей прибора.
Входной контроль
1. Что называют основной осью теодолита?
2. Главное назначение теодолита.
3. Три группы точности теодолитов.
Теоретические основы
При составлении карт, планов и профилей на местности приходится измерять горизонтальные и вертикальные углы, расстояния и превышения между точками. При выносе запроектированных сооружений на местность и при строительстве их нужно уметь построить на местности заданные горизонтальные и вертикальные углы, расстояния и превышения.
Горизонтальные и вертикальные углы можно построить и измерить при помощи теодолита. Теодолитом можно также измерять расстояния, используя нитяной дальномер, и превышения, если на трубе теодолита имеется высокоточный цилиндрический уровень.
Но все-таки главное назначение теодолита – измерение и построение на местности горизонтальных и вертикальных углов. указаниях приводятся сведения об устройстве теодолита (Т30), его поверках и юстировках, и методике измерения горизонтальных и вертикальных углов.
Теодолит – это геодезический прибор, предназначенный для измерения горизонтальных и вертикальных углов.
В настоящее время отечественными заводами в соответствии с действующим ГОСТом 10529–96 изготавливаются теодолиты четырех типов: Т05, Т1, Т2, Т5 и Т30.
Для обозначения модели теодолита используется буква Т и цифры, указывающие угловые секунды средней квадратической ошибки однократного измерения горизонтального угла.
По точности теодолиты подразделяются на три группы:
1) технические -Т30, предназначенные для измерения углов со
средними квадратическими ошибками до ±30";
2) точные -Т2 и Т5 – до ±2" и ±5";
3) высокоточные- Т05 и Т1 – до ±1".
Технические и эксплуатационные характеристики теодолитов постоянно улучшаются. Шифр обновленных моделей начинается с цифры, указывающей на соответствующее поколение теодолитов: 2Т2, 2Т5К, 3Т5КП, 3Т30, 3Т2, 4Т30П и
т. д. В теодолите Т30 отсчетное приспособление выполнено в виде штрихового микроскопа, позволяющего брать отсчеты с точностью 1'.
Конструкция теодолита позволяет, не сходя с одного места, визировать
зрительной трубой, снимать отсчеты по обоим кругам, наблюдать за установкой уровней, а также вести управление прибором. Это особенно важно при работе на неустойчивом грунте.
Ход работы
Задание 1:
1.1. Изучить устройство теодолита Т30(Рисунок 1).
Устройство теодолита основано на принципе измерения горизонтального угла (Рисунок 2 – выполнить в тетради).
Рисунок 1. Общий вид прибора
При геодезических работах измеряют не угол между сторонами, а его ортогональную (горизонтальную) проекцию, называемую горизонтальным углом.
Так, для измерения угла АВС нужно предварительно спроектировать на горизонтальную плоскость точки А, В, и С и измерить горизонтальный угол
аbc = β.
Рассмотрим двугранный угол между вертикальными плоскостями V1 и V2, проходящими через стороны угла АВС. Угол β для данного двугранного угла является линейным. Следовательно, углу β равен всякий другой линейный угол, вершина которого находится в любой точке на отвесном ребре ВВ1 двугранного угла, а стороны его лежат в плоскости, параллельной плоскости М.
Итак, для измерения величины угла β можно в любой точке, лежащей на ребре ВВ1 двугранного угла, допустим в точке b1, установить горизонтальный круг с градусными делениями и измерить на нем дугу a1c1, заключенную между сторонами двугранного угла, которая и будет градусной мерой угла a1b1c1, равной β, т. е. угол abc= β.
Рисунок 2. Принцип измерения горизонтального угла
Для измерения горизонтальных проекций углов между линиями местности в теодолите используется горизонтальный угломерный круг с градусными делениями, называемый лимбом. Стороны угла проектируют на лимб с использованием подвижной визирной плоскости зрительной трубы. Она образуется визирной осью трубы при её вращении вокруг горизонтальной оси. Данную плоскость поочередно совмещают со сторонами угла ВА и ВС, последовательно направляя визирную ось зрительной трубы на точки А и С.
При помощи специального отсчетного приспособления алидады, которая находится над лимбом соосно с ним и перемещается вместе с визирной плоскостью, на лимбе фиксируют начало и конец дуги a1c 1 (Рисунок 1), беря отсчеты по градусным делениям. Разность взятых отсчетов являетсязначением измеряемого угла β.
Лимб и алидада, используемые для измерения горизонтальных углов, составляют в теодолите горизонтальный круг 17. (Рисунок 3)
Ось вращения алидады горизонтального круга называют основной осью теодолита.
В теодолите также имеется вертикальный круг 18 (Рисунок 3) с лимбом и алидадой, служащий для измерения вертикальных проекций углов – углов наклона. Принято считать углы наклона выше горизонта положительными, а ниже горизонта – отрицательными.
Лимб вертикального круга обычно наглухо скреплён со зрительной трубой и вращается вместе с ней вокруг горизонтальной оси теодолита.
Рисунок 3. Устройство теодолита Т30
1 – основание; 2 – исправительный винт цилиндрического уровня;
3,4 – закрепительный и наводящий винты алидады; 5 – цилиндрический уровень; 6 – наводящий винт зрительной трубы; 7 – кремальера; 8 – закрепительный винт зрительной трубы; 9 – визир; 10 – окуляр зрительной трубы; 11 – окуляр отсчетного микроскопа; 12 – колонка; 13 – подставка; 14 – закрепительный винт лимба; 15 – подъемный винт; 16 – наводящий винт лимба; 17 – горизонтальный круг; 18 – вертикальный круг; 19 – объектив зрительной трубы; 20 – зеркальце для подсветки штрихов отсчетного микроскопа; 21 – кронштейн для ориентир-буссоли.
Перед измерением углов центр лимба горизонтального круга с помощью отвеса или оптического центрира устанавливают на отвесной линии, проходящей через вершину измеряемого угла, а плоскость лимба приводят в горизонтальное положение, используя с этой целью три подъемных винта 15 и цилиндрический уровень 5 (Рисунок 3). В результате данных действий основная ось теодолита должна совпасть с отвесной линией, проходящей через вершину измеряемого угла.
Для установки, настройки и наведения теодолита на цели в нем имеется система винтов: становой и подъемные винты, закрепительные (зажимные) и наводящие (микрометренные) винты, исправительные (юстировочные) винты.
Становым винтом теодолит крепят к головке штатива, подъемными винтами – горизонтируют.
Закрепительными винтами скрепляют подвижные части теодолита (лимб, алидаду, зрительную трубу) с неподвижными. Наводящими винтами сообщают малое и плавное вращение закрепленным частям.
1.2 Изучить оптические характеристики зрительной трубы теодолита Т30.
Зрительные трубы теодолитов чаще всего бывают астрономические, дающие обратное (перевернутое) изображение. Но в последнее время применяются трубы, которые дают прямое изображение.
| Рис.4 Сетка нитей |
При наблюдении предметов на них наводится вполне определенная точка трубы. Такой точкой является центр сетки нитей, представляющий собою пересечение горизонтальной нити и продолженной вертикальной. Сетка нитей (Рисунок 4) видна в поле зрения трубы и изображена на специальной сеточной диафрагме, размещенной вблизи переднего фокуса окуляра. Сеточная диафрагма представляет собою стеклянную пластинку в металлической оправе. Она может слегка перемещаться в горизонтальном и вертикальном направлениях
исправительными винтами сетки. Симметрично относительно горизонтальной нити нанесены дальномерные штрихи для определения расстояний.
К оптическим характеристикам зрительной трубы относятся: увеличение, поле зрения, относительная яркость и разрешающая способность, которую принимают за точность визирования трубой.
Увеличение зрительной трубы показывает во сколько раз увеличивается размер предмета, рассматриваемого в зрительную трубу, по сравнению с размером этого же предмета, видимого невооруженным глазом.
Полем зрения трубы называется то пространство, которое видно в трубу при ее неподвижном положении.
Яркость изображения определяется количеством света, которое падает на глаз в секунду времени на квадратный миллиметр изображения. Такая яркость называется абсолютной, ее нельзя выразить определенным числом. Поэтому пользуются относительной яркостью, представляющей собой отношение абсолютной яркости вооруженного зрительной трубой глаза и невооруженного глаза.
Для приведения осей и плоскостей прибора в отвесное или горизонтальное положение служат уровни, они бывают двух типов: круглые - для предварительной, грубой установки приборов и цилиндрические - для окончательной, точной установки. Цилиндрический уровень представляет собой стеклянную трубку, внутренняя поверхность которой отшлифована в виде бочкообразного сосуда, в продольном сечении представляющего дугу окружности некоторого радиуса.
Стеклянные сосуды уровней заполняют эфиром или смесью эфира со спиртом в подогретом состоянии. Когда наполнитель остынет и сожмется в объеме, образуется пространство, заполненное парами наполнителя, то есть пузырек.
При изменении температуры пары наполнителя легко переходят из парообразного состояния в жидкое и наоборот, отчего размеры пузырька изменяются. В цилиндрических уровнях добиваются, чтобы длина пузырька составляла примерно 1/3 длины трубки при температуре +20°С. Чтобы можно было судить о перемещении пузырька, на наружной поверхности уровня наносятся штрихи. Расстояние между штрихами обычно равно 2 мм. Середина трубки уровня называется нуль-пунктом. На цилиндрическом уровне нуль-пункт обычно не обозначается, а относительно него штрихи наносятся симметрично. Касательная к внутренней поверхности трубки, проходящая через нуль-пункт вдоль длины цилиндрического уровня, называется осью уровня. Когда середина пузырька уровня совпадает с нуль-пунктом, ось уровня занимает горизонтальное положение. При смещении пузырька уровня на одно деление ось уровня наклоняется на некоторый угол, который называется ценой деления уровня. Чем меньше цена деления уровня, тем чувствительнее, точнее уровень.
1.3 Изучить технические характеристики теодолита Т30.
Теодолит Т30 (см. рис.2) и его модификации относятся к разряду технических с повторительной системой вертикальной оси. Система отсчитывания односторонняя. Увеличение трубы 18х (Т30) и 20х (2Т30, 4Т30П), пределы визирования от 1,2 м до бесконечности, цена деления цилиндрического уровня 45". Данные теодолиты применяются для прокладывания теодолитных и тахеометрических ходов, плановых и высотных съемок.
На зрительной трубе (см. рис.2) имеется оптический визир 9, в поле зрения которого виден светлый крест. Этот крест совмещается с целью (предметом), который должен попасть в поле зрения трубы, но изображение предмета может быть размытым (иногда его изображение вообще не будет видно).
Чтобы изображение предмета было четким, сначала вращением диоптрийного кольца окуляра трубы 10 получают отчетливое изображение сетки нитей (это действие называется установкой зрительной трубы по глазу). Затем с помощью кремальеры 7 перемещают в трубе специальную фокусирующую линзу до тех пор, пока изображение цели не станет четким, т.е. выполняют установку трубы по предмету. После этого зажимные винты зрительной трубы 8 и алидады горизонтального круга 3 закрепляются, и микрометренными винтами алидады 4 и трубы 6 центр сетки нитей наводится на предмет.
В теодолите Т30 подставка 13 жестко скреплена с основанием 1, служащим одновременно донцем футляра, что позволяет закрывать теодолит футляром, не снимая его со штатива. Ось вращения теодолита устанавливается в отвесное положение с помощью подъемных винтов 15 и цилиндрического уровня при алидаде горизонтального круга 5.
Полая вертикальная ось теодолита позволяет центрировать прибор над точкой местности с помощью зрительной трубы.
Прибор снабжается окулярными насадками для зрительной трубы и микроскопа, которые применяют при наблюдении предметов, расположенных относительно горизонта под углом более 45°.
В теодолитах Т30 имеется только один цилиндрический уровень при алидаде горизонтального круга 5, который прикрепляется к подставке зрительной трубы параллельно визирной плоскости. Положение уровня изменяется юстировочными (исправительными) винтами 2. При алидаде вертикального круга уровня нет.
Теодолит по особому заказу может быть укомплектован ориентир-буссолью и уровнем, который прикрепляется к трубе для нивелирования горизонтальным визирным лучом. Обычно к зрительной трубе прикрепляют два визира. При установке уровня на трубе один из визиров должен быть снят.
1.4 Изучить отсчетные приспособления теодолита Т30.
В качестве отсчетных приспособлений в технических теодолитах применяются штриховой и шкаловой микроскопы (см. рис. 4).
В теодолите Т30 отсчетное приспособление выполнено в виде штрихового микроскопа (см. рис. 4, а), позволяющего брать отсчеты с точностью 1', а в его модификациях (2Т30, 4Т30П) – шкалового микроскопа тридцатисекундной точности (см. рис. 4, б,в).
Рисунок 5. Поле зрения отсчетных устройств
а – штрихового микроскопа с отсчетами по вертикальному кругу 358°48', по горизонтальному 70°04'; б – шкалового микроскопа с отсчетами: по вертикальному кругу 1°11,5', по горизонтальному 18°22'; в – по вертикальному кругу – минус 0°46,5', по горизонтальному – 95°47'.
Изображение штрихов и цифр обоих кругов передаются в поле зрения микроскопа. Поворотом и наклоном зеркала достигают оптимального освещения поля зрения микроскопа и вращением диоптрийного кольца его окуляра устанавливают по глазу четкое изображение отсчетного устройства.
В верхней части поля зрения отсчётного микроскопа, обозначенной буквой В, видны штрихи вертикального круга; в нижней части, обозначенной буквой Г – штрихи горизонтального круга.
В штриховом микроскопе теодолита Т30 в середине поля зрения виден штрих, относительно которого осуществляется отсчет по лимбу (Рисунок 5). Перед отсчетом по лимбу необходимо определить цену деления лимба. В теодолите Т30 цена деления лимба составляет 10 угловых минут, так как градус разделен на шесть частей. Число минут оценивается на глаз в десятых долях цены деления лимба. Точность отсчета составляет 1'.
1.5 Поле зрения микроскопов
Отсчитывание по лимбу с помощью штрихового микроскопа теодолита Т30: в окуляре микроскопа (расположенном рядом с окуляром трубы) найти отсчётный индекс (штрих с горизонтальной подсечкой) и взять по шкале лимба отсчёт, соответствующий положению отсчётного индекса (Рисунок 6) отсчёт по горизонтальному кругу 135o12', по вертикальному кругу 356o36').
Рисунок 6. Поле зрения микроскопа теодолита Т30
В шкаловом микроскопе в поле зрения видна шкала, размер которой соответствует цене деления лимба (см. рис. 4, б, в). Для теодолита технической точности размер шкалы и цена деления лимба равны 60'. Шкала разделена на двенадцать частей и цена ее деления составляет 5 угловых минут. Если перед числом градусов знака минус нет, отсчет производится по шкале от 0 до 6 в направлении слева направо (см. рис. 4, б). Если перед числом градусов стоит знак минус, то минуты отсчитываются по шкале вертикального круга от –0 до –6 в направлении справа налево (см. рис. 4, в). Десятые доли цены деления шкалы берутся на глаз с точностью до 30''.
Задание 2:
2.1. Выполнить поверки теодолита Т30.
Чтобы теодолит обеспечивал получение неискаженных результатов измерений, он должен удовлетворять соответствующим геометрическим и оптико-механическим условиям. Действия, связанные с проверкой этих условий, называют поверками. Поверки теодолита выполняются в соответствии с паспортом-инструкцией, прилагаемой к прибору, или инструкцией по проведению технологической поверки геодезических приборов.
Поверки выполняют для того, чтобы убедиться в выполнении условий взаимного расположения геометрических осей теодолита и в случае нарушения этих условий исправить положение той или иной оси.
Перед выполнением поверок нужно изучить расположение зажимных и наводящих винтов и научиться пользоваться ими по назначению.
Прежде всего нужно установить теодолит на штативе в защищённом от прямых солнечных лучей месте и выполнить горизонтирование теодолита, то есть привести ось вращения алидады в вертикальное положение; для этого нужно выполнить следующие операции:
вращая алидаду, установить уровень при алидаде горизонтального круга параллельно линии, соединяющей два подъёмных винта, и, вращая эти два винта в противоположные стороны, привести пузырёк уровня в нульпункт;
повернуть алидаду на 90∘, то есть, установить уровень по направлению третьего подъёмного винта; вращая этот винт, привести пузырёк уровня в нульпункт.
Рисунок 7. Геометрические оси теодолита
Для верного измерения углов необходимо, чтобы у теодолита в рабочем положении выполнялись следующие условия:
1) вертикальная ось прибора должна быть отвесна;
2) плоскость лимба должна быть горизонтальна;
3) визирная (коллимационная) плоскость должна быть вертикальна.
А чтобы теодолит можно было установить в рабочее положение, у него должны выполняться определенные геометрические условия, касающиеся взаимного расположения осей теодолита. Перечислим, какие условия должны выполняться (Рисунок 7):
1. Ось цилиндрического уровня при алидаде горизонтального круга должна быть перпендикулярна оси вращения трубы (UU 
GG).
2. Визирная ось зрительной трубы должна быть перпендикулярна горизонтальной оси вращения трубы (VV GG).
3. Вертикальная нить сетки нитей должна быть параллельна вертикальной оси прибора (YY ║ 
OO).
4. Ось вращения зрительной трубы должна быть перпендикулярна вертикальной оси вращения прибора (GG OO).
5. Ось визира должна быть параллельна визирной оси зрительной трубы.
Выполнение перечисленных геометрических условий необходимо для
правильного измерения горизонтальных и вертикальных углов. Однако правильное расположение осей теодолита может быть нарушено в процессе
работы или во время транспортировки прибора. В связи с этим возникает необходимость в выполнении поверок и юстировок теодолита
При наведении зрительной трубы на визирную цель (например, на вешку) следует, вращая алидаду и трубу, навести на вешку белый крест в окуляре визира и, придерживая одной рукой алидаду, осторожно завернуть её зажимной винт. Затем, придерживая одной рукой зрительную трубу, другой рукой завернуть зажимной винт трубы. После этого, глядя в окуляр трубы, нужно отфокусировать изображение вешки и, вращая наводящие винты алидады и трубы, установить изображение вешки в центре сетки нитей. Для ослабления ошибки из-за наклона вешки крест сетки нитей нужно наводить на самую нижнюю видимую часть вешки (Рисунок 7).
Рисунок 8.Правильное наведение зрительной трубы на вешку
Если какое-либо условие не соблюдается, с помощью исправительных винтов производят юстировку прибора.
2.2. Поверка цилиндрического уровня. Ось цилиндрического уровня при алидаде
горизонтального круга должна быть перпендикулярна к вертикальной оси вращения теодолита. В результате поверки пузырек уровня отклонился на 0,5 деления уровня, то ось уровня перпендикулярна к оси вращения теодолита (условие выполнено) Поверка включает следующие операции:
1) вращая алидаду, установить уровень параллельно линии, соединяющей два подъёмных винта; вращая эти винты в противоположные стороны, привести пузырёк в нульпункт;
2) повернуть алидаду точно на 180о; сосчитать количество делений n, на которые пузырёк уровня отклонился от нульпункта;
3) вращая эти же два подъёмных винта, сместить пузырёк уровня в сторону нульпункта на n/2 делений;
4) вращая исправительные винты уровня, привести пузырёк в нульпункт.
5) Вывод: При повороте цилиндрический уровень при горизонтальном круге на 1800 он не отклонился более чем на 2 деления. Следовательно, этот прибор отвечает условию поверки.
2.3. Поверка положения сетки нитей
Сетка нитей должна быть установлена так, чтобыгоризонтальная нить сетки была перпендикулярна оси вращения теодолита (линии отвеса), а вертикальная нить была параллельна оси вращения теодолита. Смещения изображения нити отвеса не замечено: условие выполнено.
Вертикальная нить сетки нитей должна быть параллельна оси вращения алидады.
Для выполнения поверки нужно выполнить следующие операции:
1) вращая алидаду, навести зрительную трубу на хорошо видимую точку;
2) наводящим винтом трубы плавно смещать трубу по высоте сначала вниз, потом вверх; если изображение точки не отклоняется от вертикальной нити, условие выполнено;
3) если изображение точки отклоняется от вертикальной нити, то при измерении углов следует всегда наводить трубу на визирную цель так, чтобы цель была в центре поля зрения трубы.
У теодолитов Т30 и 2Т30 нет уровня при вертикальном круге, поэтому место нуля у них определяется после тщательной установки оси вращения алидады в вертикальное положение.
Место нуля вертикального круга можно не исправлять, но нужно регулярно его определять и следить за тем, чтобы в течение дня значение места нуля было примерно постоянным.
Задание 3: Измерение горизонтальных углов теодолитом Т30.
Перед измерением углов выполняется установка теодолита, включающая два процесса:
1) центрирование; 2) приведение плоскости лимба горизонтального круга в горизонтальное положение и нивелирование инструмента; 3) установка трубы по глазу и по предмету.
а) б)
Рисунок 9.
а). Теодолит Т30 б). Принцип измерения горизонтального угла
16 – наводящий винт лимба;
17 – горизонтальный круг;
18 – вертикальный круг;
19 – объектив зрительной трубы
Центрирование выполняют с целью расположить ось вращения теодолитанад вершиной измеряемого угла. Центрирование производится с помощью оптического центрира (если теодолит им оснащен) или с использованием нитяного отвеса. Вначале штатив с теодолитом устанавливают «на глаз» так, чтобы острие отвеса располагалось над точкой, а подставка прибора была горизонтальной. Затем центрирование уточняют, открепляя становой винт и перемещая подставку по головке штатива, после чего становой винт закрепляют.
Нивелирование состоит в приведении оси вращения инструмента в отвесное положение. Уровень на алидаде горизонтального круга располагается параллельно двум подъемным винтам, вращением которых в разные стороны пузырек уровня приводится в нуль-пункт. Поворачивая алидаду на 90°, приводят пузырек уровня в нуль-пункт третьим подъемным винтом.
Установка трубы по глазу и по предмету
Установка трубы по глазу производится вращением диоптрийного кольца до наилучшей видимости нитей сетки, при этом труба должна быть наведена на светлый фон. Установка трубы по предмету производится с помощью кремальеры, вращая которую добиваются четкого изображения предмета.
Измерение горизонтальных углов.
Между двумя направлениями, выходящими из общей вершины можно измерить два угла (Рисунок 10). Обычно при съемке измеряют углы, лежащие по ходу справа. Поэтому, зная направление хода, легко установить какой из двух углов искомый.
Направление хода задают в обозначении угла, указывая вначале заднюю точку, затем станцию (вершину угла) и переднюю точку. На местности направление от задней точки через станцию к передней точке является направлением хода, а угол, лежащий справа от этого направления, – искомым углом β.
При измерении горизонтальный угол определяется как разность отсчетов по горизонтальному кругу β= З - П, где З – отсчёт по горизонтальному кругу при наблюдении задней точки (В), П – отсчет при наблюдении передней точки (А).
Рисунок 10. Схема измерения горизонтального угла способом приёмов
Так как деления на горизонтальном круге подписаны с возрастанием по часовой стрелке, то отсчет на заднюю точку должен быть всегда больше отсчета при наблюдении передней точки. В том случае, когда нулевое деление на горизонтальном круге размещается внутри измеряемого угла, отсчёт на заднюю точку будет меньше отсчёта на переднюю точку, тогда для получения величины угла к отсчету на заднюю точку необходимо добавить 360°.
При измерении горизонтальных углов применяются следующие способы:
1) приемов; 2) повторений; 3) круговых приемов.
В способе приемов горизонтальный угол измеряется при двух положениях вертикального круга относительно зрительной трубы называемых полуприемами при "круге лево" (Л) и при "круге право" (П).
Измерение горизонтального угла способом приемов. Теодолит устанавливают в вершине измеряемого угла. На концах линий, образующих угол, устанавливают вехи. Горизонтальный угол измеряют дважды при двух положениях зрительной тр