SPRAWDZENIE I REKTYFIKACJA – POLOWA - TEODOLITU Z JEDNOMIEJSCOWYM SYSTEMEM ODCZYTOWYM THEO 020
Każdy geodeta przed wykonaniem pomiarów powinien sprawdzić czy teodolit jest wolny od błędów instrumentalnych. Sprawdzenie to jest podzielone na trzy etapy i obejmuje:
Sprawdzenie elementów mechanicznych zaczynamy od oględzin statywu. Należy upewnić się czy nogi statywu wysuwają się w sposób płynny, czy śruby motylkowe poruszają się w sposób płynny w całym swym zakresie, czy części drewniane i metalowe są dobrze ze sobą połączone (czy nie ma zbyt dużych luzów)
Następnie przystępujemy do oględzin spodarki. Należy odłączyć górną część teodolitu od spodarki i trzymając spodarkę w ręku, lekko nią potrząsnąć. Wówczas płytka sprężynująca powinna wydać dźwięk zbliżony do stukania.
Poza tym sprawdzamy śruby poziomujące, które powinny obracać się ruchem swobodnym w całym swym zakresie. Takim samym ruchem powinna się także charakteryzować alidada.
Kolejną czynnością jest sprawdzenie libeli alidadowej i okrągłej. Konieczne tu jest zwrócenie uwagi na stan elementów szklanych, w których znajduje się pęcherzyk libeli i stwierdzenie czy nie ma pęknięć, czy wygrawerowane elementy na powierzchni libel są widoczne.
Następnie sprawdzamy leniwki alidadową i lunety czy obracają się w całym swym zakresie ruchem płynnym oraz czy zaciski odpowiednio alidady i lunety działają poprawnie (unieruchamiają alidadę względem spodarki i lunetę).
Należy również dokonać dokładnych obserwacji na lunecie. Sprawdzić czy obraca się ona wokół własnej poziomej osi obrotu w sposób płynny, czy na okularze i obiektywie nie ma pęknięć, czy okular lunety i pokrętło ogniskujące również obracają się swobodnie.
Na koniec sprawdzamy czy nie ma uszkodzeń mechanicznych na lusterku, pionie optycznym czy lunetce systemu odczytowego. Sprawdzamy tu zarówno płynność obrotów okularów pionu i lunetki a także czy nie ma pęknięć na wszystkich w/w elementach.
W przypadku stwierdzenia nieprawidłowości w jakimkolwiek z w/w elementów należy przy użyciu własnych środków w terenie dokonać napraw. Jeśli są to naprawy przekraczające wymagające warunków i sprzętu specjalistycznego, należy oddać sprzęt do warsztatu.
Sprawdzenie elementów optycznych dokonujemy przede wszystkim na takich częściach teodolitu jak: luneta, lunetka systemu odczytowego, pion optyczny. Spoglądając do tych elementów należy określić czy nie są widoczne w polu widzenia zanieczyszczenia różnego pochodzenia (pyłki kurzu), krople nieokreślonej cieczy, tłuste plamy i inne. W przypadku gdy uniemożliwiają one wykonanie prawidłowych pomiarów, instrument powinien zostać oddany do warsztatu naprawczego w celu usunięcia usterek.
Sprawdzenie warunków geometrycznych poprzedzone jest sprawdzeniem kilku błędów jakie można napotkać przy wykonywaniu odczytów z lunetki systemu odczytowego. Do zasadniczych należą błąd paralaksy i błąd runu.
Definicja:
Występuje wówczas jeśli obraz kresek limbusa nie leży w płaszczyźnie skali. Wówczas obraz kresek limbusa i skali obserwowany równocześnie nie są jednakowo ostre.
Wykrywanie:
Okularem lunetki systemu odczytowego nastawiamy na ostrość skali oczekując jednakowej ostrości kresek limbusa. Jeśli po ustawieniu ostrości skali, kreski limbusa nie są tak samo ostre, oznacza to występowanie błędu paralaksy.
Rektyfikacja:
Usuwa się błąd za pomocą soczewki p - znajdującej się w obiektywie kręgu poziomego - zlokalizowanej bliżej miejsca przebicia kręgu poziomego przez promień świetlny.
Występuje wówczas jeśli zakres jednej działki kresek limbusa nie jest równy zakresowi skali.
Ustawiamy lewą kreskę limbusa na wartości zerowej („0”) skali oczekując pokrycia prawej kreski limbusa na wartości dziesiątej („10”) skali. Drugim sposobem może być wykrycie błędu runu poprzez tzw. bisekcję. Jeśli skala jest zaopatrzona w dodatkowe interwały po obu stronach, to należy ustawić lewą kreskę limbusa w środku pierwszego dodatkowego interwału przy zerze („0”) skali – bisekcja – oczekując takiego samego pokrycia na końcu skali. Druga metoda jest dokładniejsza.
Usuwa się błąd za pomocą soczewki r - znajdującej się w obiektywie kręgu poziomego - zlokalizowanej dalej od miejsca przebicia kręgu poziomego przez promień świetlny.
Dopiero teraz gdy instrument jest wolny od wszystkich mechanicznych i optycznych wad, możemy przystąpić do sprawdzenia warunków geometrycznych teodolitu. Ponieważ są to warunki osiowe instrumentu, należy dokładnie poznać kilka zasadniczych elementów osiowych teodolitu.
Rys 1. Układ osiowy teodolitu. [A. Anders i inni]
Na podstawie rys. 1 widzimy, że w teodolitach wyróżniamy oś główną v-v, oś celową c-c, oś obrotu lunety h-h, oś libeli l-l. Znając ich wzajemne usytuowanie w konstrukcji teodolitów możemy rozpocząć omawianie warunków geometrycznych. Należą do nich:
Każdy z w/w warunków ma określoną definicję, której niespełnienie oznacza występowanie w teodolicie błędu. Poniżej zostanie omówiona polowa metoda wykrywania i rektyfikacji błędów osiowych instrumentu.
Oś libeli alidadowych lub płaszczyzny poziome styczne w punkcie głównym libeli powinny być prostopadłe do osi głównej instrumentu.
Zaczynamy sprawdzenie warunku od libeli alidadowej (rurkowej). W pierwszej kolejności poziomujemy instrument (doprowadzamy pęcherzyk do górowania) przy pomocy libeli okrągłej za pomocą nóg statywu. Teraz ustawiamy libelę rurkową równolegle do dwóch śrub poziomujących S2 i S3 (rys. 2a) i kręcimy tymi śrubami równocześnie w przeciwnych kierunkach do momentu aż pęcherzyk powietrza zajmie położenie środkowe. Obracamy alidadę o 90o (rys. 2b) i przy pomocy trzeciej śruby poziomującej S1 doprowadzamy pęcherzyk ponownie do górowania. Teraz obracamy alidadę z powrotem o 900 (wracamy do stanu pierwotnego, czyli równoległego do dwóch śrub ustawczych – rys. 2a) i sprawdzamy czy pęcherzyk nie wyszedł z górowania. Jeśli tak, ale w niewielkim zakresie, to poprawiamy poziom instrumentu za pomocą tych samych dwóch śrub ustawczych S2 i S3. Teraz obracamy alidadę o 1800 i sprawdzamy położenie pęcherzyka. Jeżeli wyjdzie z górowania to mamy do czynienia z błędem libeli.
a) b)
Rys. 2. Sprawdzenie libeli alidadowej
Rektyfikacja polega na usunięciu połowy błędu libeli za pomocą śrub poziomujących Si a drugą połowę przy pomocy śrubek rektyfikacyjnych ri. Po zrektyfikowaniu libeli alidadowej należy sprawdzić czy libela okrągła jest w górowaniu. Jeżeli pęcherzyk w libeli sferycznej nie jest w punkcie głównym to cały błąd usuwamy za pomocą śrubek rektyfikacyjnych libeli okrągłej.
Błąd siatki kresek (krzyża nitek)
Pozioma oś siatki kresek powinna być prostopadła do osi głównej instrumentu.
Przy bezwietrznej pogodzie zawieszamy na gałęzi drzewa pion sznurkowy w taki sposób aby jego koniec znajdował się poniżej wysokości osi celowej teodolitu. Następnie celujemy na zwisający swobodnie pion sznurkowy i obserwujemy położenie krzyża nitek względem pionu sznurkowego. Jeżeli na całej długości pionowej kreski krzyża nitek nie występuje pokrycie z pionem sznurkowym wówczas mamy do czynienia z błędem siatki kresek.
Innym sposobem może być zaznaczenie na ścianie budynku znaku (np. krzyżyk) i wycelowanie początkiem (z lewej strony) poziomej kreski siatki celowniczej. Teraz za pomocą leniwki alidady przesuwamy krzyż nitek w płaszczyźnie poziomej obserwując cały czas czy kreska pozioma siatki na całej swej długości pokrywa się ze znakiem (krzyżykiem). Jeżeli nie, wówczas mamy do czynienia z błędem siatki kresek.
Należy zdjąć osłonę okularu lunety (rys. 3), zwolnić śrubki sprzęgające obudowę płytki ogniskowej z tubusem lunety (1) i za pomocą śrubek rektyfikacyjnych płytki ogniskowej (2) usunąć skręcenie krzyża kresek.
Rys. 3. Widok mocowania płytki ogniskowej lunety [J. Tatarczyk]
Pionowa część osi celowej pionu optycznego powinna pokrywać się z osią główną instrumentu i przy obrocie alidady o 3600 przebijać dowolną płaszczyznę prostopadłą do osi pionownika w jednym punkcie.
Na białej kartce papieru kreślimy znak (krzyżyk-S1), nad którym to centrujemy instrument. Następnie obracamy alidadę o 180o i sprawdzamy czy znaczek centrujący znajduje się nadal nad naszym znakiem (krzyżykiem-S1). Jeśli nie to mamy do czynienia z błędem pionu optycznego.
Na kartce zaznaczamy teraz drugie położenie znaczka centrującego (krzyżyk-S2) otrzymując odcinek S1-S2. Wyznaczamy środek tego odcinka uzyskując punkt S3. Teraz za pomocą śrubek rektyfikacyjnych pionu optycznego przesuwamy znaczek centrujący na środek odcinka S1-S2, czyli na punkt S3.
Oś celowa lunety powinna być prostopadła do poziomej osi obrotu lunety. Niespełnienie tego warunku powoduje, że oś celowa zamiast płaszczyzny zatacza pobocznicę stożka (rys. 4). Dla dwóch położeń lunety stożki te są symetryczne i stykają się ze sobą w punkcie przecięcia się osi głównej v-v z osią obrotu lunety h-h. Można więc ten błąd eliminować w terenie przez pomiar kąta w dwóch położeniach lunety.
Rys. 4. Graficzny obraz błędu kolimacji [A. Jagielski]
Na wysokości osi celowej obieramy dowolny punkt (znaczymy krzyżykiem) na ścianie budynku. Celujemy na ten punkt w dwóch położeniach lunety dokonując za każdym razem odczytu z kręgu poziomego. Różnica dwukrotnego odczytu powinna wynosić 1800. Nadmiar lub niedobór tej różnicy od 1800 jest podwójnym błędem kolimacji.
Pomiar:
O1 = 330 45’ 20’’ - odczyt z limbusa w I położeniu lunety
O2 = 2130 46’ 40’’ - odczyt z limbusa w II położeniu lunety
’’ - błąd kolimacji
Obliczamy teraz odczyty poprawione:
O1 + K = 330 46’ 00’’
O2 – K = 2130 46’ 00’’
a następnie za pomocą leniwki alidady nastawiamy w lunetce systemu odczytowego właściwy, poprawiony odczyt (O2-K). Ponieważ poruszaliśmy przy tym leniwką alidady, siatka celownicza zostanie przesunięta i nie będzie znajdowała się teraz na naszym punkcie (krzyżyku). Dlatego też zdejmujemy osłonę okularu lunety i tak jak przy rektyfikacji siatki kresek przesuwamy za pomocą śrubek rektyfikacyjnych krzyż nitek na nasz punkt (krzyżyk).
Pozioma oś obrotu lunety powinna być prostopadła do osi głównej instrumentu.
Wybieramy dowolny punkt P na pewnej wysokości (np. dach budynku –rys. 5) a pod tym punktem, na wysokości osi celowej ustawiamy liniał (łata, linijka). Celujemy do punktu P, unieruchamiamy alidadę względem spodarki (zacisk alidady) a następnie opuszczamy lunetę na wysokość osi celowej w kierunku naszego liniału. Czynność tą powtarzamy w drugim położeniu lunety, za każdym razem dokonując odczytu z liniału. Jeżeli odczyty z I-O1 i II-O2 położenia lunety są różne (różnią się od siebie o +/- 1-2mm) to różnica ta jest podwójnym błędem inklinacji.
Rys. 5. Wykrywanie błędu inklinacji [A. Jagielski]
O1 = 26.2 mm - odczyt z liniału w I położeniu lunety
O2 = 31.4 mm - odczyt z liniału w II położeniu lunety
- błąd inklinacji
Rektyfikacja błędu inklinacji polega na zmianie położenia poziomej osi obrotu lunety przez właściwe przesunięcie łożyska, w których to luneta jest osadzona, tzn. tak aby uzyskać odczyt średni Os.
Błąd miejsca zero (błąd indeksu)
Przy poziomym położeniu osi celowej, odczyt z kręgu pionowego powinien wynosić 900lub 2700.
W pewnej odległości od stanowiska, na wysokości osi celowej zaznaczamy punkt (np. krzyżyk na ścianie budynku). Celujemy do tego punktu w dwóch położeniach lunety dokonując za każdym razem odczytu z kręgu pionowego. Suma odczytów z I i II położenia lunety powinna wynosić 3600. Nadmiar lub niedobór od tej sumy jest podwójnym błędem indeksu.
O1 = 900 03’ 20’’ - odczyt z kręgu pionowego w I położeniu lunety
O2 = 2690 57’ 40’’ - odczyt z kręgu pionowego w II położeniu lunety
’’ - błąd indeksu (miejsca zero)
O1 – Z = 900 02’ 50’’
O2 - Z = 2690 57’ 10’’
a na...
ewelina889