Sprawdzenie znajomości języka angielskiego u zagranicznych studentów
SPRAWDZENIE I REKTYFIKACJA – POLOWA - TEODOLITU Z ... · Kady geodeta przed wykonaniem pomiarów...
Transcript of SPRAWDZENIE I REKTYFIKACJA – POLOWA - TEODOLITU Z ... · Kady geodeta przed wykonaniem pomiarów...
SPRAWDZENIE I REKTYFIKACJA – POLOWA - TEODOLITU Z
JEDNOMIEJSCOWYM SYSTEMEM ODCZYTOWYM THEO 020
Ka�dy geodeta przed wykonaniem pomiarów powinien sprawdzi� czy teodolit jest
wolny od bł�dów instrumentalnych. Sprawdzenie to jest podzielone na trzy etapy i obejmuje:
1. Sprawdzenie elementów mechanicznych
2. Sprawdzenie elementów optycznych
3. Sprawdzenie warunków geometrycznych (osiowych).
Sprawdzenie elementów mechanicznych zaczynamy od ogl�dzin statywu. Nale�y
upewni� si� czy nogi statywu wysuwaj� si� w sposób płynny, czy �ruby motylkowe poruszaj�
si� w sposób płynny w całym swym zakresie, czy cz��ci drewniane i metalowe s� dobrze ze
sob� poł�czone (czy nie ma zbyt du�ych luzów)
Nast�pnie przyst�pujemy do ogl�dzin spodarki. Nale�y odł�czy� górn� cz��� teodolitu
od spodarki i trzymaj�c spodark� w r�ku, lekko ni� potrz�sn��. Wówczas płytka spr��ynuj�ca
powinna wyda� d�wi�k zbli�ony do stukania.
Poza tym sprawdzamy �ruby poziomuj�ce, które powinny obraca� si� ruchem
swobodnym w całym swym zakresie. Takim samym ruchem powinna si� tak�e
charakteryzowa� alidada.
Kolejn� czynno�ci� jest sprawdzenie libeli alidadowej i okr�głej. Konieczne tu jest
zwrócenie uwagi na stan elementów szklanych, w których znajduje si� p�cherzyk libeli i
stwierdzenie czy nie ma p�kni��, czy wygrawerowane elementy na powierzchni libel s�
widoczne.
Nast�pnie sprawdzamy leniwki alidadow� i lunety czy obracaj� si� w całym swym
zakresie ruchem płynnym oraz czy zaciski odpowiednio alidady i lunety działaj� poprawnie
(unieruchamiaj� alidad� wzgl�dem spodarki i lunet�).
Nale�y równie� dokona� dokładnych obserwacji na lunecie. Sprawdzi� czy obraca si�
ona wokół własnej poziomej osi obrotu w sposób płynny, czy na okularze i obiektywie nie ma
p�kni��, czy okular lunety i pokr�tło ogniskuj�ce równie� obracaj� si� swobodnie.
Na koniec sprawdzamy czy nie ma uszkodze� mechanicznych na lusterku, pionie
optycznym czy lunetce systemu odczytowego. Sprawdzamy tu zarówno płynno�� obrotów
okularów pionu i lunetki a tak�e czy nie ma p�kni�� na wszystkich w/w elementach.
W przypadku stwierdzenia nieprawidłowo�ci w jakimkolwiek z w/w elementów
nale�y przy u�yciu własnych �rodków w terenie dokona� napraw. Je�li s� to naprawy
przekraczaj�ce wymagaj�ce warunków i sprz�tu specjalistycznego, nale�y odda� sprz�t do
warsztatu.
Sprawdzenie elementów optycznych dokonujemy przede wszystkim na takich
cz��ciach teodolitu jak: luneta, lunetka systemu odczytowego, pion optyczny. Spogl�daj�c do
tych elementów nale�y okre�li� czy nie s� widoczne w polu widzenia zanieczyszczenia
ró�nego pochodzenia (pyłki kurzu), krople nieokre�lonej cieczy, tłuste plamy i inne. W
przypadku gdy uniemo�liwiaj� one wykonanie prawidłowych pomiarów, instrument powinien
zosta� oddany do warsztatu naprawczego w celu usuni�cia usterek.
Sprawdzenie warunków geometrycznych poprzedzone jest sprawdzeniem kilku
bł�dów jakie mo�na napotka� przy wykonywaniu odczytów z lunetki systemu odczytowego.
Do zasadniczych nale�� bł�d paralaksy i bł�d runu.
Bł�d paralaksy
Definicja:
Wyst�puje wówczas je�li obraz kresek limbusa nie le�y w płaszczy�nie skali.
Wówczas obraz kresek limbusa i skali obserwowany równocze�nie nie s� jednakowo ostre.
Wykrywanie:
Okularem lunetki systemu odczytowego nastawiamy na ostro�� skali oczekuj�c
jednakowej ostro�ci kresek limbusa. Je�li po ustawieniu ostro�ci skali, kreski limbusa nie s�
tak samo ostre, oznacza to wyst�powanie bł�du paralaksy.
Rektyfikacja:
Usuwa si� bł�d za pomoc� soczewki p - znajduj�cej si� w obiektywie kr�gu
poziomego - zlokalizowanej bli�ej miejsca przebicia kr�gu poziomego przez promie�
�wietlny.
Bł�d runu
Definicja:
Wyst�puje wówczas je�li zakres jednej działki kresek limbusa nie jest równy
zakresowi skali.
Wykrywanie:
Ustawiamy lew� kresk� limbusa na warto�ci zerowej („0”) skali oczekuj�c pokrycia
prawej kreski limbusa na warto�ci dziesi�tej („10”) skali. Drugim sposobem mo�e by�
wykrycie bł�du runu poprzez tzw. bisekcj�. Je�li skala jest zaopatrzona w dodatkowe
interwały po obu stronach, to nale�y ustawi� lew� kresk� limbusa w �rodku pierwszego
dodatkowego interwału przy zerze („0”) skali – bisekcja – oczekuj�c takiego samego
pokrycia na ko�cu skali. Druga metoda jest dokładniejsza.
Rektyfikacja:
Usuwa si� bł�d za pomoc� soczewki r - znajduj�cej si� w obiektywie kr�gu
poziomego - zlokalizowanej dalej od miejsca przebicia kr�gu poziomego przez promie�
�wietlny.
Dopiero teraz gdy instrument jest wolny od wszystkich mechanicznych i optycznych
wad, mo�emy przyst�pi� do sprawdzenia warunków geometrycznych teodolitu. Poniewa�
s� to warunki osiowe instrumentu, nale�y dokładnie pozna� kilka zasadniczych elementów
osiowych teodolitu.
Rys 1. Układ osiowy teodolitu. [A. Anders i inni]
Na podstawie rys. 1 widzimy, �e w teodolitach wyró�niamy o� główn� v-v, o� celow�
c-c, o� obrotu lunety h-h, o� libeli l-l. Znaj�c ich wzajemne usytuowanie w konstrukcji
teodolitów mo�emy rozpocz�� omawianie warunków geometrycznych. Nale�� do nich:
1. Warunek libeli
2. Warunek siatki kresek
3. Warunek pionu optycznego
4. Warunek kolimacji
5. Warunek inklinacji
6. Warunek miejsca zero
7. Warunek mimo�rodu kr�gu poziomego
8. Warunek mimo�rodu kr�gu pionowego
Ka�dy z w/w warunków ma okre�lon� definicj�, której niespełnienie oznacza
wyst�powanie w teodolicie bł�du. Poni�ej zostanie omówiona polowa metoda wykrywania i
rektyfikacji bł�dów osiowych instrumentu.
Bł�d libeli
Definicja:
O� libeli alidadowych lub płaszczyzny poziome styczne w punkcie głównym libeli
powinny by� prostopadłe do osi głównej instrumentu.
Wykrywanie:
Zaczynamy sprawdzenie warunku od libeli alidadowej (rurkowej). W pierwszej
kolejno�ci poziomujemy instrument (doprowadzamy p�cherzyk do górowania) przy pomocy
libeli okr�głej za pomoc� nóg statywu. Teraz ustawiamy libel� rurkow� równolegle do dwóch
�rub poziomuj�cych S2 i S3 (rys. 2a) i kr�cimy tymi �rubami równocze�nie w przeciwnych
kierunkach do momentu a� p�cherzyk powietrza zajmie poło�enie �rodkowe. Obracamy
alidad� o 90o (rys. 2b) i przy pomocy trzeciej �ruby poziomuj�cej S1 doprowadzamy
p�cherzyk ponownie do górowania. Teraz obracamy alidad� z powrotem o 900 (wracamy do
stanu pierwotnego, czyli równoległego do dwóch �rub ustawczych – rys. 2a) i sprawdzamy
czy p�cherzyk nie wyszedł z górowania. Je�li tak, ale w niewielkim zakresie, to poprawiamy
poziom instrumentu za pomoc� tych samych dwóch �rub ustawczych S2 i S3. Teraz obracamy
alidad� o 1800 i sprawdzamy poło�enie p�cherzyka. Je�eli wyjdzie z górowania to mamy do
czynienia z bł�dem libeli.
S1
S2 S3r1
r2 r3
S1
S2 S3r1
r2 r3
a) b)
Rys. 2. Sprawdzenie libeli alidadowej
Rektyfikacja:
Rektyfikacja polega na usuni�ciu połowy bł�du libeli za pomoc� �rub poziomuj�cych
Si a drug� połow� przy pomocy �rubek rektyfikacyjnych ri. Po zrektyfikowaniu libeli
alidadowej nale�y sprawdzi� czy libela okr�gła jest w górowaniu. Je�eli p�cherzyk w libeli
sferycznej nie jest w punkcie głównym to cały bł�d usuwamy za pomoc� �rubek
rektyfikacyjnych libeli okr�głej.
Bł�d siatki kresek (krzy�a nitek)
Definicja:
Pozioma o� siatki kresek powinna by� prostopadła do osi głównej instrumentu.
Wykrywanie:
Przy bezwietrznej pogodzie zawieszamy na gał�zi drzewa pion sznurkowy w taki
sposób aby jego koniec znajdował si� poni�ej wysoko�ci osi celowej teodolitu. Nast�pnie
celujemy na zwisaj�cy swobodnie pion sznurkowy i obserwujemy poło�enie krzy�a nitek
wzgl�dem pionu sznurkowego. Je�eli na całej długo�ci pionowej kreski krzy�a nitek nie
wyst�puje pokrycie z pionem sznurkowym wówczas mamy do czynienia z bł�dem siatki
kresek.
Innym sposobem mo�e by� zaznaczenie na �cianie budynku znaku (np. krzy�yk) i
wycelowanie pocz�tkiem (z lewej strony) poziomej kreski siatki celowniczej. Teraz za
pomoc� leniwki alidady przesuwamy krzy� nitek w płaszczy�nie poziomej obserwuj�c cały
czas czy kreska pozioma siatki na całej swej długo�ci pokrywa si� ze znakiem (krzy�ykiem).
Je�eli nie, wówczas mamy do czynienia z bł�dem siatki kresek.
Rektyfikacja:
Nale�y zdj�� osłon� okularu lunety (rys. 3), zwolni� �rubki sprz�gaj�ce obudow�
płytki ogniskowej z tubusem lunety (1) i za pomoc� �rubek rektyfikacyjnych płytki
ogniskowej (2) usun�� skr�cenie krzy�a kresek.
Rys. 3. Widok mocowania płytki ogniskowej lunety [J. Tatarczyk]
Bł�d pionu optycznego
Definicja:
Pionowa cz��� osi celowej pionu optycznego powinna pokrywa� si� z osi� główn�
instrumentu i przy obrocie alidady o 3600 przebija� dowoln� płaszczyzn� prostopadł� do osi
pionownika w jednym punkcie.
Wykrywanie:
Na białej kartce papieru kre�limy znak (krzy�yk-S1), nad którym to centrujemy
instrument. Nast�pnie obracamy alidad� o 180o i sprawdzamy czy znaczek centruj�cy
znajduje si� nadal nad naszym znakiem (krzy�ykiem-S1). Je�li nie to mamy do czynienia z
bł�dem pionu optycznego.
Rektyfikacja:
Na kartce zaznaczamy teraz drugie poło�enie znaczka centruj�cego (krzy�yk-S2)
otrzymuj�c odcinek S1-S2. Wyznaczamy �rodek tego odcinka uzyskuj�c punkt S3. Teraz za
pomoc� �rubek rektyfikacyjnych pionu optycznego przesuwamy znaczek centruj�cy na �rodek
odcinka S1-S2, czyli na punkt S3.
Bł�d kolimacji
Definicja:
O� celowa lunety powinna by� prostopadła do poziomej osi obrotu lunety.
Niespełnienie tego warunku powoduje, �e o� celowa zamiast płaszczyzny zatacza pobocznic�
sto�ka (rys. 4). Dla dwóch poło�e� lunety sto�ki te s� symetryczne i stykaj� si� ze sob� w
punkcie przeci�cia si� osi głównej v-v z osi� obrotu lunety h-h. Mo�na wi�c ten bł�d
eliminowa� w terenie przez pomiar k�ta w dwóch poło�eniach lunety.
Rys. 4. Graficzny obraz bł�du kolimacji [A. Jagielski]
Wykrywanie:
Na wysoko�ci osi celowej obieramy dowolny punkt (znaczymy krzy�ykiem) na
�cianie budynku. Celujemy na ten punkt w dwóch poło�eniach lunety dokonuj�c za ka�dym
razem odczytu z kr�gu poziomego. Ró�nica dwukrotnego odczytu powinna wynosi� 1800.
Nadmiar lub niedobór tej ró�nicy od 1800 jest podwójnym bł�dem kolimacji.
Pomiar:
O1 = 330 45’ 20’’ - odczyt z limbusa w I poło�eniu lunety
O2 = 2130 46’ 40’’ - odczyt z limbusa w II poło�eniu lunety
( )40
218012 0
=−−= OOK ’’ - bł�d kolimacji
Rektyfikacja:
Obliczamy teraz odczyty poprawione:
O1 + K = 330 46’ 00’’
O2 – K = 2130 46’ 00’’
a nast�pnie za pomoc� leniwki alidady nastawiamy w lunetce systemu odczytowego
wła�ciwy, poprawiony odczyt (O2-K). Poniewa� poruszali�my przy tym leniwk� alidady,
siatka celownicza zostanie przesuni�ta i nie b�dzie znajdowała si� teraz na naszym punkcie
(krzy�yku). Dlatego te� zdejmujemy osłon� okularu lunety i tak jak przy rektyfikacji siatki
kresek przesuwamy za pomoc� �rubek rektyfikacyjnych krzy� nitek na nasz punkt (krzy�yk).
Bł�d inklinacji
Definicja:
Pozioma o� obrotu lunety powinna by� prostopadła do osi głównej instrumentu.
Wykrywanie:
Wybieramy dowolny punkt P na pewnej wysoko�ci (np. dach budynku –rys. 5) a pod
tym punktem, na wysoko�ci osi celowej ustawiamy liniał (łata, linijka). Celujemy do punktu
P, unieruchamiamy alidad� wzgl�dem spodarki (zacisk alidady) a nast�pnie opuszczamy
lunet� na wysoko�� osi celowej w kierunku naszego liniału. Czynno�� t� powtarzamy w
drugim poło�eniu lunety, za ka�dym razem dokonuj�c odczytu z liniału. Je�eli odczyty z I-O1
i II-O2 poło�enia lunety s� ró�ne (ró�ni� si� od siebie o +/- 1-2mm) to ró�nica ta jest
podwójnym bł�dem inklinacji.
Rys. 5. Wykrywanie bł�du inklinacji [A. Jagielski]
Pomiar:
O1 = 26.2 mm - odczyt z liniału w I poło�eniu lunety
O2 = 31.4 mm - odczyt z liniału w II poło�eniu lunety
mmOO
I 6.22
12 =−= - bł�d inklinacji
Rektyfikacja:
Rektyfikacja bł�du inklinacji polega na zmianie poło�enia poziomej osi obrotu lunety
przez wła�ciwe przesuni�cie ło�yska, w których to luneta jest osadzona, tzn. tak aby uzyska�
odczyt �redni Os.
Bł�d miejsca zero (bł�d indeksu)
Definicja:
Przy poziomym poło�eniu osi celowej, odczyt z kr�gu pionowego powinien wynosi�
900lub 2700.
Wykrywanie:
W pewnej odległo�ci od stanowiska, na wysoko�ci osi celowej zaznaczamy punkt (np.
krzy�yk na �cianie budynku). Celujemy do tego punktu w dwóch poło�eniach lunety
dokonuj�c za ka�dym razem odczytu z kr�gu pionowego. Suma odczytów z I i II poło�enia
lunety powinna wynosi� 3600. Nadmiar lub niedobór od tej sumy jest podwójnym bł�dem
indeksu.
Pomiar:
O1 = 900 03’ 20’’ - odczyt z kr�gu pionowego w I poło�eniu lunety
O2 = 2690 57’ 40’’ - odczyt z kr�gu pionowego w II poło�eniu lunety
( )30
236021 0
=−+= OOZ ’’ - bł�d indeksu (miejsca zero)
Rektyfikacja:
Obliczamy teraz odczyty poprawione:
O1 – Z = 900 02’ 50’’
O2 - Z = 2690 57’ 10’’
a nast�pnie za pomoc� leniwki lunety nastawiamy w lunetce systemu odczytowego wła�ciwy,
poprawiony odczyt (O2-Z). Poniewa� poruszali�my przy tym leniwk� lunety, siatka
celownicza zostanie przesuni�ta i nie b�dzie znajdowała si� teraz na naszym punkcie
(krzy�yku). Dlatego te� zdejmujemy osłon� okularu lunety i tak jak przy rektyfikacji siatki
kresek przesuwamy za pomoc� �rubek rektyfikacyjnych krzy� nitek na nasz punkt (krzy�yk).
Mimo�ród kr�gu poziomego
Definicja:
O� główna instrumentu powinna przechodzi� przez �rodek geometryczny limbusa.
Wykrywanie:
Wykrycie tego bł�du polega na wyznaczeniu bł�du kolimacji w kilku równo
rozmieszczonych miejscach kr�gu poziomego. Na podstawie dodatkowych pomiarów
okre�lamy tak�e bł�d celowania i odczytu, z których to wyliczamy bł�d operacji pomiarowej
a na ko�cu bł�d graniczny. W efekcie ko�cowym sporz�dzamy wykres obliczonych bł�dów
kolimacji dla poszczególnych podziałów kr�gu poziomego i porównujemy czy łamana na
wykresie nie przekracza warto�ci bł�du granicznego. Je�eli przekracza, oraz wykres ma
zbli�ony kształt do sinusoidy, to mówimy o mimo�rodzie kr�gu poziomego.
Pomiar:
W pewnej odległo�ci od stanowiska obieramy sobie dowolny punkt w przybli�eniu na
wysoko�ci osi celowej instrumentu (np. krzy�yk na �cianie budynku). Poniewa� b�dziemy
wyznacza� bł�d kolimacji na 10 równych cz��ciach podziału kr�gu poziomego (a wi�c co
40g), wykorzystujemy sprz�g repetycyjny do ustawienia odczytu w pobli�u 0g. Po
wycelowaniu na punkt (przy zaci�ni�tym sprz�gu repetycyjnym) wykonujemy odczyt O1 z
kr�gu poziomego, zwalniamy sprz�g repetycyjny i wykonujemy ponowny odczyt O2 w II
poło�eniu lunety. W ten sposób wyznaczymy pierwszy bł�d kolimacji przy podziale limbusa
w okolicach 0g. Powtarzamy czynno�ci za ka�dym razem zmieniaj�c pocz�tkowy odczyt co
40g. W tabeli 1 zamieszczono wyniki pomiaru i oblicze�:
Lp. O1 [g] O2 [g] K [cc]
1 0.1520 200.1600 + 40
2 40.0400 240.0360 - 20
3 80.0420 280.0340 - 40
4 120.0260 320.0160 - 50
5 160.0120 360.0080 - 20
6 200.0200 0.0300 + 50
7 240.0060 40.0180 + 60
8 280.0200 80.0300 + 50
9 320.0160 120.0200 + 20
10 360.0240 160.0100 - 70
Tabela 1. Wyznaczenie bł�du kolimacji na 10 równo rozmieszczonych cz��ciach
kr�gu poziomego
Aby okre�li� warto�� bł�du granicznego, niezb�dnego do analizy wykresu bł�dów
kolimacji, musimy wyznaczy� w pierwszej kolejno�ci bł�d operacji pomiarowej, na który to
składa si� bł�d odczytu i celowania. Maj�c bład operacji pomiarowej wyliczymy bł�d
graniczny. W tym celu do wybranego przez nas wcze�niej punktu wycelowali�my 10– krotnie
lunet� i za ka�dym razem dokonali�my odczytu z kr�gu poziomego Hz. Na podstawie
wyników tego pomiaru okre�lono bł�d graniczny mgr. Wyniki zamieszczono w tabeli 2.
Lp. iα [g] �riiv αα −= [g] vivi [cc]
1 156.0560 - 0.0002 0.0004
2 156.0580 +0.0018 0.0324
3 156.0500 - 0.0062 0.3844
4 156.0540 - 0.0022 0.0484
5 156.0620 +0.0058 0.3364
6 156.0600 +0.0038 0.1444
7 156.0560 - 0.0002 0.0004
8 156.0580 +0.0018 0.0324
9 156.0520 - 0.0042 0.1764
10 156.0560 - 0.0002 0.0004
0562.156=�rα [ ] 0=v [ ] ccvv 156.1=
[ ] ccopk n
vvm 8.36
1±=
−=
ccopkop
n
mm 3.11±==
ccopgr mm 9.333 ±==
Tabela 2. Wyznaczenie bł�du granicznego
Z tab. 1 wida�, �e warto�ci bł�dów kolimacji nie s� do siebie zbli�one a wi�c
wyst�puje zale�no�� KiKKK ≠≠≠ 321 . Natomiast na podstawie tab. 2 wida�, �e bł�dy te w
znacznej mierze odbiegaj� te� od warto�ci bł�du granicznego mgr. Aby ostatecznie stwierdzi�,
czy wyst�puje mimo�ród kr�gu poziomego nale�y wyniki pomiarów przedstawi� w formie
graficznej (rys. 6).
-80
-60
-40
-20
0
20
40
60
80
0 40 80 120 160 200 240 280 320 360
Podział limbusa
Bł�
d ko
limac
ji
Rys6. Graficzna prezentacja wyznaczenia mimo�rodu kr�gu poziomego
Na podstawie wyników pomiaru i wykresu (rys. 6) mo�na stwierdzi�, �e mimo�ród
kr�gu poziomego wyst�puje. Kształt wykresu jest zbli�ony do sinusoidy a znaczna cz���
bł�dów kolimacji przekracza warto�� bł�du granicznego.
Rektyfikacja
W przypadku wyst�pienia mimo�rodu kr�gu poziomego nale�y dokona� rektyfikacji w
laboratorium. Po oddzieleniu górnej cz��ci alidady od dolnej umieszczamy spodark� wraz z
doln� cz��ci� teodolitu na specjalnym stole (rys. 7).
Rys. 7. Specjalny stół do centrowania kr�gu Hz i V. [J. Tatarczyk]
Bł�d graniczny
Nast�pnie za pomoc� �rub 4 i 5 ustawiamy mikroskopy L i P nad opisan� cz��ci� kr�gu. Po
lewej stronie mikroskopu nale�y ustawi� dokładnie zero limbusa a po prawej oczekiwa� 200g.
Poniewa� tak nie b�dzie, za pomoc� zacisku 8 i �ruby 9 nastawiamy prawy wska�nik
mikroskopu na odczyt 200g. Teraz obracamy limbus o 200g czyli doprowadzamy lewy
wska�nik mikroskopu na odczyt 200g oczekuj�c pokrycia prawego wska�nika z zerem
limbusa. Ze wzgl�du, �e wyst�puje mimo�ród na prawym wska�niku nie uzyskamy pokrycia
z zerem limbusa. Połow� tego interwału usuwamy �rub� 9 a drug� połow� za pomoc�
drewnianego młoteczka lekko uderzaj�c w szklany limbus, a� do pokrycia si� prawego
wska�nika mikroskopu z zerem limbusa.