Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
РАСПОЗНАННЫЙ поклад.doc
Скачиваний:
35
Добавлен:
01.07.2025
Размер:
6 Мб
Скачать
☆

§ 45. Измерение теодолитом магнитного и истинного азимутов направлений

Определение магнитного азимута теодолитом и буссолью» Магнит­ные азимуты можно измерить с помощью ориентир-буссоли, входящей в комплект технических теодолитов. Буссоль устанавливают в спе­циальный паз в верхней части прибора и закрепляют винтом. Магнит­ная стрелка показывает направление магнитного меридиана, от которо­го отсчитывается магнитный азимут ориентируемого направления.

Для измерения магнитного азимута направления теодолит с ориентир- буссолью устанавливают над исходной точкой в рабочее положение. По­ложение магнитной стрелки наблюдают в откидном зеркале. Устанавлива­ют на горизонтальном круге отсчет, равный 0°, освобождают арретиром (фиксирующим устройством) магнитную стрелку буссоли и вращением лимба приближенно наводят зрительную трубу на север. Затем закрепля­ют лимб и вращением наводящего винта лимба точно совмещают север­ный конец магнитной стрелки с нулевым делением шкалы буссоли. При этом линия визирования будет совпадать с направлением магнитного меридиана. Открепив алидаду, визируют зрительной трубой по определяе­мому направлению и берут отсчет по горизонтальному кругу. Значение отсчета будет соответствовать магнитному азимуту направления Ам.

Если известна величина склонения магнитной стрелки 8, то по изме­ренному азимуту Ам можно рассчитать истинный азимут направления как

А = Ам+ &

Определение истинного азимута по Солнцу, Более точным и доста­точно простым является способ определения азимута направления по наблюдениям Солнца на одинаковых высотах. Направление из точки местности на самую высокую точку, занимаемую Солнцем в течение дня, совпадает с южным направлением истинного меридиана.

Тщательно поверенный теодолит за 3 — 4 часа до полудня устанавли­вают над точкой М в рабочее положение (рис. 49), вращением алидады визируют на точку N ориентируемого направления МЫ и берут отсчет по горизонтальному кругу п. Наблюдения начинают в 10—11 часов по местному времени.

На окуляр надевают насад­ку с призмой и светофильт­ром и наводят зрительную трубу на Солнце так, чтобы Солнце располагалось в верх­нем правом углу поля зрения. Закрепляют трубу и с учетом видимого в трубу движения Солнца (на рис. 49 указано стрелками), действуя наво­дящими винтами алидады го­ризонтального круга и зри­тельной трубы, фиксируют момент, когда изображение Солнца коснется одновремен­но вертикальным и средним горизонтальным штрихами

сетки (положение А,). Берут отсчеты по горизонтальному кругу а; и вертикальному кругу п1 и фиксируют время наблюдения 1Г До полу­дня примерно через каждые полчаса повторяют наблюдения (напри­мер, положение В1, отсчет по горизонтальному кругу Ь7).

Траектория движения Солнца от зенита к западу примерно симмет­рична кривой пути его подъема в зенит. Поэтому после полудня наблю­дения выполняют в моменты, когда оно находится на высотах, при которых его наблюдали до полудня, но в обратной последовательности. При каждом наблюдаемом положении Солнца (В2, А2) берут отсчеты по горизонтальному кругу (Ь2, а2).

Отсчеты по горизонтальному кругу, соответствующие наведению зрительной трубы на южное направление меридиана, определятся как

а1 + я?

где к1г к2 — поправки в минутах за счет неравномерного (неполной симметрии траектории) движения Солнца до полудня и после полудня, определяемые по формуле

1М

к =

здесь I — половина промежутка времени в минутах между парными наблюдениями; Д5 — изменение склонения Солнца за 1 минуту време­ни, принимаемое по астрономическому ежегоднику; <р — широта точки наблюдения, определяемая по карте с точностью до десятой доли гра­дуса; 151 — половина времени в минутах между парными наблюдения­ми, исходя из того, что за 1 минуту Земля поворачивается на 15'.

Рис. 49. Схема наблюдений Солнца для определения истинного азимута направления

270°

Если наблюдения выполнялись с 22 декабря по 21 июня, то поправка к берется со знаком «минус», а с 22 июня по 21 декабря — со знаком «плюс».

ПШ IУГЯИУЕ НЗМЕГСШ

Как следует из рис. 49, истинный азимут направления МЫ будет равен:

Амм=(п-а) + 180V

Ам„ = ( п - Ъ) + 180°.

За окончательное значение азимута принимают среднее. Погреш­ность определения азимута направления рассмотренным способом обыч­но не превышает 1'.

Определение истинного азимута гиротеодолитом. К числу геодези­ческих приборов, предназначенных для автономного определения ис­тинных азимутов направлений, относятся гиротеодолиты (гирокомпа­сы). Гиротеодолит представляет собой угломерный прибор, сочетающий в себе чувствительный элемент — гироскоп как датчик направления истинного меридиана и теодолит.

Рис. 50. Принципиальная схема устройства гироскопа: а — свободного; б — маятникового

Под гироскопом понимают твердое тело (ротор), быстро вращаю­щееся вокруг оси симметрии, положение которой в пространстве может меняться. Гироскоп называется свободным, если он имеет три степени свободы, а неподвижная точка совпадает с точкой пересече­ния осей подвеса ротора и совмещена с центром тяжести гироскопа (рис. 50, а).

При конструировании гиротеодолитов наибольшее распространение получили маятниковые гироскопы (рис. 50, б), в которых свобода вра­щения вокруг оси у частично ограничена грузом О. В результате этого центр тяжести 0 сместится вниз по оси 2 в точку 0}, что вынуждает ось х принять положение, параллельное плоскости горизонта.

Принцип действия гироскопа как датчика направления истинного меридиана обусловлен действием на главную ось двух сил — суточного вращения Земли и силы тяжести (груз О). Сила тяжести направлена к центру Земли, поэтому под ее воздействием ось гироскопа старается занять горизонтальное положение. В то же время вследствие вращения Земли ось гироскопа стремится расположиться параллельно оси враще­ния Земли, т. е. в плоскости истинного меридиана.

При вращении ротора ось гироскопа совершает сложные периоди­ческие колебания относительно положения равновесия, совпадающего с плоскостью меридиана. При этом крайние положения оси гироскопа называют точками реверсии. Для определения направления меридиана с помощью специального автоколлиматора (устройства для фиксиро­вания направления), жестко скрепленного с алидадой горизонтального круга, наблюдают крайние положения точки реверсии в момент, когда происходит изменение азимутального движения оси гироскопа на об­ратное. Затем рассчитывают с учетом поправок ее среднее положение, являющееся направлением меридиана.

Гироскопический азимут ориентируемой линии определяется по формуле

А = л — п,

г о'

где л — отчет по горизонтальному кругу, соответствующий направле­нию ориентируемой линии; п0 — отсчет по горизонтальному кругу, соответствующий направлению истинного меридиана (положение ди­намического равновесия оси гироскопа).

Истинный азимут направления определится как

А = Аг + Дг,

где Дг — приборная поправка гиротеодолита, определяемая из эталони­рования прибора на исходных направлениях с известными азимутами.

Определение азимутов направлений методом гироскопического ори­ентирования не зависит от погодных условий, времени года и суток, магнитных аномалий и физико-географических особенностей района работ; ориентируемые направления могут располагаться как на поверх­ности, так и в подземных или закрытых сооружениях. Отечественный гиротеодолит МТ-1 позволяет за 45 минут при наблюдении четырех последовательных точек реверсии определять азимуты направлений с погрешностью порядка 10". Указанные достоинства гироскопического метода ориентирования направлений позволяют широко использовать его в геодезической практике.