Основные узлы и принадлежности геодезических приборов

Современные геодезические приборы, как и вся геодезическая наука, прошли значительный путь своего развития и тесно связаны со многими научными и производственными сферами:

  • физикой в части механики, оптики, электроники, теории погрешностей;
  • математикой в части геометрии, теории вероятности, вычислительной математики и многих других, наверное, чуть ли не всех ее разделов;
  • приборостроением, строительством, космонавтикой и другими отраслями экономической деятельности.

Геодезические приборы, в том числе все их узлы, детали и рабочие части, должны соответствовать разнообразным физическим и географическим условиям применения и требованиям выполнения всевозможных геометрических задач.

Рассматривая все основные оптико-механические геодезические приборы их конструкции можно разделить на три составляющих устройства:

  • ориентирования;
  • наведения;
  • мерные.

Ориентирующие устройства

Перед началом геодезических работ, как правило, каждое средство измерений приводится в рабочее состояние. Под этим понятием подразумевается приведение осей инструмента в правильное геометрическое положение, а именно: их ориентирования в отвесном и горизонтальном положении с определенной точностью относительно гравитационного поля.

К узлам ориентирования относятся:

  • вертикальная ось вращения инструмента, которая должна находиться в отвесном положении и быть соосна алидаде прибора;
  • горизонтальные оси вращения отдельных узлов, таких как зрительная труба, цилиндрический уровень, естественно должны быть горизонтальны;
  • круглый и цилиндрический уровни, представляющие собой ампулы определенной формы, заполненные жидкостями со свободным пространством (пузырьком) в верхних своих частях соответственно сферической и тороидальной форм;
  • горизонтирующий механизм, представляющий собой устройство, способное выводить инструмент в горизонтальное положение. Он может быть конструктивно несъемной частью инструмента и наоборот являться отдельным приспособлением (трегер). Горизонтирующие устройства бывают различной конструкции: на так называемых подъемных винтах, клиновидных механизмов в нивелирах Ni040, Ni050 (Карл Цейс), с шаровидной головкой;
  • компенсаторы углов наклона, принцип работы которых заключается в механическом выравнивании оптической системы визирования в горизонтальное положение.

Системы наведения

Основная задача системы наведения геодезических приборов заключается в точном направлении, фиксации зрительной трубы на точки измерений.

К основным частям системы наведения относятся:

  • зрительная труба, состоящая из системы линз, окуляра, объектива, призм, находящихся внутри металлического корпуса и элевационного винта (в нивелирах) снаружи;
  • визирная ось геодезических приборов, представляющая собой невидимую линию в центре изображения зрительной трубы;
  • визир - закрепленное на зрительной трубе приспособление, позволяющее производить приблизительное наведение зрительной трубы на измеряемый объект;
  • сетка нитей, находящаяся в корпусе зрительной трубы и представляющая систему, различной направленности, штрихов;
  • основные штрихи сетки нитей, расположенные как в вертикальном, так и горизонтальном направлении относительно друг друга; они дают возможность наводить зрительную трубу микрометренным винтом в вертикальной и соответственно горизонтальной плоскости;
  • биссектор - два параллельных штриха, используемые для точного наведения зрительной трубы на визируемые цели;
  • дальномерные штрихи, находящиеся на вертикальных линиях сетки нитей, предназначены для измерения расстояний;
  • наводящий механизм, представляющий собой устройство наведения оптики зрительной трубы на различные цели;
  • закрепительные винты, фиксирующие наводящее устройство в намеченном направлении, как в вертикальной плоскости, так и горизонтальной;
  • микрометренные винты, позволяющие осуществлять точное наведение зрительной трубы на съемочные точки в перекрестие сетки нитей по вертикальному и горизонтальному направлениям ее движения;
  • элевационный винт, дающий возможность приводить зрительную трубу нивелира в горизонтальное положение вместе с цилиндрическим уровнем.

Мерная система

Мерные устройства предназначены для обеспечения непосредственно измерительного процесса геодезическими приборами.

В состав конструкции измерительных приспособлений входят:

  • лимб, представляющий собой кольцо с нанесенной на него шкалой, считается частью отсчетного устройства;
  • шкала – математическая последовательность, нанесенных значений определенных физических величин в единых системах измерения;
  • отметка шкалы, представленная на ней каким-то знаком (например, чертой) метка и предназначенная соответствующему отсчету, числу;
  • деление шкалы – расстояние между соседними метками;
  • алидада (счетное устройство) - подвижное кольцо с закрепленным на ней измерительным нониусом, микроскопом, стрелкой, через которые отсчитываются значения измеряемых углов на неподвижном лимбе;
  • вертикальный, горизонтальный круг теодолита, представляющие собой узлы по форме подходящие к деталям соответствующих лимбов для измерений углов;
  • отсчетное устройство – часть конструкции прибора, предназначенная для считывания измеряемых угловых единиц;
  • отсчетный микроскоп – составная часть считываемого устройства по снятию отсчетов на лимбе, увеличенных микроскопом;
  • отсчетный микрометр – дополнительная часть в отсчетном микроскопе для более точного снятия отсчетов в минутах и секундах измеряемых углов.

Принадлежности к геодезическим приборам

Выполнять геодезические работы одними оптико-механическими (электронными) приборами естественно невозможно. Вместе с ними в комплект оборудования, необходимого для полевых измерений могут входить:

  • всевозможные подставки (трегеры) для взаимозаменяемости геодезических приборов, марок, отражателей в производственном технологическом процессе, предусмотренном методиками работ;
  • оптические и лазерные центриры, адаптеры в виде универсальных конструкций и переходников для удобства и достижения точности полевых работ;
  • отражательные визирные марки, призмы, мини-призмы для точного наведения приборов и улучшения технологии и точности работ;
  • штативы различного предназначения и материалов изготовления (деревянные, алюминиевые, фиберглассовые) для установления приборов над и под пунктами стояния;
  • вехи различной высоты и телескопические, биподы и триподы для установления вешек для работы в стационарное состояние;
  • становый винт, идущий обычно в комплекте с геодезическим оборудованием, для его закрепления на штативе;
  • нитяные отвесы, для центрирования над наземными центрами пунктов и точной установки геодезических инструментов под точками, закрепленными в кровле и перекрытиях подземных сооружений.