Разработка первых стандартов на основные геодезические приборы в СССР относится к 1963г. В настоящее время в России производится их переработка в соответствии с новыми требованиями, определяемыми дальнейшим развитием геодезического приборостроения. Группа стандартов на «Геодезические приборы и инструменты» имеет шифр П42.
Общие технические условия на геодезические приборы определены ГОСТ 23543–88, согласно которому они подразделяются на следующие виды:
· по функциональному назначению – теодолиты, нивелиры, дальномеры, тахеометры, вспомогательные приборы и принадлежности к ним (табл. 1);
· по точности – высокоточные, точные и технические;
· по физической природе носителей информации – механические, оптико-механические, электронные и оптико-электронные;
· по условиям эксплуатации – лабораторные и полевые.
ГОСТ допускает классификацию отдельных видов геодезических приборов по типам отсчетных устройств, осевых систем, зрительных труб и другим признакам, определяющим конструктивные особенности приборов.
Настоящий стандарт не распространяется на астрономические и аэрологические теодолиты, маркшейдерские приборы, и приборы, применяемые в космической геодезии.Точность теодолита характеризуется средней квадратической ошибкой измерения угла одним приемом в лабораторных условиях: для высокоточных – менее 1,5″, для точных – от 1,5″ до 10″ и технических – более 10″.
Точность нивелиров характеризуется величиной средней квадратической ошибки измерения превышения на 1 км двойного хода: высокоточные – не бо-лее 1,0 мм, точные – 3,0 мм и технические – более 3,0 мм.
Таблица 1
Виды и условные обозначения приборов по ГОСТ 23543–88
Вид прибора | Условное обозначение | Вид прибора | Условное обозначение |
Буссоль | Б | Рулетка | Р |
Базисный прибор | БП | Светодальномер | С |
Высотомер геодези- ческий | В | . | . |
Гиротеодолит | ГТ | Теодолит с электронно- цифровым отсчетным устройством | ТЭ |
Дальномер геометри-ческий | Д | Тахеометр номограм- ный | ТаН |
Искатель геодезический | И* | Тахеометр электрон- ный | . |
Кипрегель | К | . | . |
Лента мерная | Л | Транспортир геодези- ческий | ТГ |
Линейка масштабная | ЛМ | Центрир оптический | ЦО* |
Линейка топографиче- ская | ЛТ | Центрир механический | Ц |
Нивелир | Н | Эккер | Э* |
Планиметр | П | Прибор вертикального | . |
Рейка нивелирная | РН | проектирования | ПВП |
Рейка топографическая | РТ | Штатив раздвижной | ШР* |
*Устройства (приборы), не являющиеся средствами измерений. Точность приборов для измерения длин линий характеризуется величиной относительной ошибки измерения: высокоточные – не более 2*10-6, точные – 1*10-4 и технические – более 1*10-4. Указанные точности измерений должны быть гарантированы при соответствующих значениях температуры и влажности воздуха, приведенных в табл. 2.
Таблица 2 Диапазоны температуры и влажности воздуха, при которых гарантируется качественная работа геодезических инструментов
Вид прибора | Температура воздуха, °С | Относи- тельная влажность при 20°С | |
верх- няя | ниж- няя | ||
Высокоточные оптико-механические: | |||
теодолиты | +50 | –30 | |
нивелиры | +50 | –35 | |
Высокоточные оптико-электронные приборы | +40 | –10 | |
Точные и технические, оптико-механические и механические приборы | +50 | –40 | |
Точные и технические с цифровым устройст- | +50 | –20 |
По требованию заказчика и в зависимости от назначения прибора и условий его эксплуатации ГОСТ допускает расширение диапазона климатических условий, а также введение дополнительных требований по другим, необходимым для заказчика, факторам внешней среды. ГОСТ устанавливает также правила приемки серийных геодезических приборов.
Выпускаемые серийно геодезические приборы должны обеспечивать высокую надежность и требуемую точность в процессе выполнения измерений при соответствующих климатических условиях (см. табл. 2). Они должны сохранять свои основные технические параметры с вероятностью 0,95 в течение оговоренного ГОСТ временного интервала. Конструктивные решения приборов должны обеспечивать удобную поверку, юстировку, аттестацию и ремонт, а также возможность контроля их основных параметров в любое время в лабораторных и полевых условиях.
Рассмотрим более подробно основные требования стандартов на теодолиты и нивелиры.
Общие технические условия на теодолиты регламентируются ГОСТ 10529–86 и обозначаются:высокоточные (Т1),точные (Т2 и Т5), технические (Т15, Т30 и Т 60).
В табл. 3 приведены основные технические параметры теодолитов, а в табл. 4 указываются основные области их применения.
В зависимости от применения и конструктивных особенностей теодолитов они выпускаются в следующих исполнениях:
· с уровнем при вертикальном круге;
· с компенсатором угла наклона (вводится буква К);
· с автоколлимационным окуляром (А);
· маркшейдерские (М);
· электронные (Э).
Если теодолит снабжен зрительной трубой прямого изображения, то к его обозначению добавляется буква П, если же марка теодолита имеет в своей конструкции сочетание нескольких исполнений, то в обозначение его должны вводится все их признаки. И, наконец, если изменяется модификация теодолита, то перед его условным обозначением указывается порядковый номер модели.
Примеры:
1. теодолит с компенсатором при вертикальном круге и со средней квадратической ошибкой измерения угла 5,0″ – Т5К;
2. теодолит третьей модификации с компенсатором при вертикальном круге, со средней квадратической ошибкой измерения угла 5,0? и зрительной трубой с прямым изображением – 3Т5КП;
3. теодолит третьей модификации, со средней квадратической ошибкой измерения угла 2,0″, с компенсатором при вертикальном круге, автоколлимационный – 3Т2КА;
4. теодолит третьей модификации, со средней квадратической ошибкой измерений угла 5,0″, электронный – 3Т5Э.
Таблица 3
Основные параметры теодолитов согласно ГОСТ 10529–86 горизонтальныхвертикальных:
Параметр | Значения для теодолита типа | |||||
Т1 | Т2 | Т5 | Т15 | Т30 | Т60 | |
1. Допустимая средняя квадратическая ошибка измерения угла одним приемом: | ||||||
горизонтального угла | 1″ | 2″ | 5″ | 15″ | 30″ | 60″ |
вертикального угла | 1,2″ | 2,5″ | 8″ | 25″ | 45″ | 90″ |
2. Диапазон измерения углов: | 360° | |||||
для маркшейдерских теодолитов | от – 90 до + 90° | |||||
для остальных теодолитов | от – 55 до + 60° | |||||
3. Увеличение зрительной трубы, не менее | 40х | 30х | 30х | 25х | 20х | 15х |
4. Диаметр входного зрачка, мм, не менее | ||||||
5. Наименьшее расстояние визирования, м *) | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 0,8 | 0,5 | 0,5 |
6. Номинальная цена цилиндрического уровня при алидаде горизонтального круга, "/ 2 мм | ||||||
7. Масса, кг: | ||||||
теодолита | 4,7 | 4,3 | 3,5 | 2,5 | 2,0 | |
футляра | 1,5 | 1,5 | ||||
*) Обеспечивается применением насадки |
Примечания:
1. Для теодолитов с автоколлимационным окуляром допускается превышение значений параметров 1 не более чем на 50%.
2. Для маркшейдерских теодолитов допускается значения параметров 2.2, по заказу потребителя, устанавливать от – 55° до + 60°С.
3. Значения параметров 3 и 4 не должны отличаться от величин, указанных в табл. более чем на 5%.
Таблица 4
Основные области применения теодолитов | |
Группы и исполнения теодолитов | Области применения |
Высокоточные. | Измерение углов в государственных геодези- ческих сетях. Прикладная геодезия. |
Высокоточные и точные авто- коллимационные. | Контрольно-измерительные приборы. При- кладная геодезия. |
Точные и технические. | Измерение углов в геодезических сетях сгуще- ния и съемочных сетях. Теодолитные и испол- нительные съемки. Инженерно-геодезические изыскания. Прикладная геодезия. |
Точные и технические марк- шейдерские. | Маркшейдерские работы на поверхности и в подземных горных выработках. |
В зависимости от типа теодолита их зрительные трубы имеют различные виды сеток нитей, см. рис. 1. а) б) в) г)
Рис. 1. Виды сеток нитей:
а) для высокоточных теодолитов;б) для точных и технических теодолитов;в) для теодолитов с автоколлимационным окуляром; г) для маркшейдерских теодолитов
Высокоточные и точные теодолиты имеют двустороннюю систему отсчитывания (отсчитывание производится с использованием диаметрально противоположенных штрихов), а теодолиты Т5, Т15, Т30 и Т60 – одностороннюю систему. Для удобства измерения вертикальных углов при вертикальном круге имеются компенсаторы (в старых модификациях применяется цилиндрический уровень), технические характеристики которых даны в табл. 5.
Высокоточные и точные теодолиты в алидадной части имеют оптические центриры; центрирование теодолитов типа Т30 и Т60 осуществляется нитяным отвесом или путем наведения зрительной трубы через полую вертикальную ось. При этом на вертикальном круге должен быть установлен отсчет 90°00′.
Таблица 5
Технические характеристики компенсаторов угла наклона | ||||||
Характеристика компенсатора | Значения для теодолита типа | |||||
Т1 | Т2 | Т5 | Т15 | Т30 | Т60 | |
Диапазон компенсации, не менее | ± 2′ | ±3′ | ± 4′ | ± 5′ | ± 5′ | ± 5′ |
Допускаемая систематическая ошибка компенсации на 1′ на- клона оси теодолита | ±0,4″ | ± 0,8″ | ± 2″ | ± 8″ | ± 8″ | ± 8″ |
По аналогии с теодолитами согласно ГОСТ 10528–90 выпускаются три типа нивелиров:
· высокоточные Н05 применяются для нивелирования I и II классов;
· точные Н3 – для нивелирования III и IV классов;
· технические Н10 – для технического нивелирования.
До 1979г. отечественная промышленность выпускала нивелиры Н1, Н2, технические параметры которых аналогичны Н05.
Высокоточные и точные нивелиры выпускаются с цилиндрическим уровнем или компенсатором, а технические – с компенсатором.
Таблица 6 Перечень функций, выполняемых нивелирами (ГОСТ 10528–90)
№ п.п. | Наименования функций | Применяемость функций для групп нивелиров | ||
высокоточные | точные | технические | ||
Измерение превышений | + | + | + | |
Измерение расстояний нитяным дальномером | + | + | + | |
Измерение горизонталь- ных углов* | – | – | + | |
Измерение превышений с использованием оку- лярного кольца | + | + | – | |
Измерение превышений с повышенной точностью с помощью насадного микрометра* | – | + | – | |
Проецирование верти- кальной линии (створа) при помощи призмы 90°* | – | + | – |
* По заказу потребителя
Точные и технические нивелиры выпускаются с горизонтальным лимбом и без него. Точный нивелир с компенсатором и горизонтальным кругом будет иметь обозначение Н3КЛ.
Перечень выполняемых нивелирами функций, а также их основные технические параметры даны соответственно в табл. 6, 7, а реек – в табл. 8. Нивелирные рейки к точным и техническим нивелирам изготавливаются с прямым изображением оцифровки шкалы.
Для высокоточного нивелирования I и II классов используются деревянные рейки с натянутой между ее концами инварной лентой со штрихами через 5 мм, а для III и IV классов и технического нивелирования – деревянные с сантиметровыми делениями. Согласно ГОСТ 10528–90 для высокоточных нивелиров рейки изготавливаются инварными и цельными. Температурный коэффициент линейного расширения инварной полосы должен быть не более 2,5 мкм/м °С.
Условное обозначение нивелирной рейки состоит из буквенного обозначения РН, группы (класса) нивелира, номинальной длинны рейки, ее конструкции и вида оцифровки.
Пример: Нивелирная рейка для технического нивелирования, складная с прямым изображением оцифрованной шкалы; РН10-4000СП.
Таблица 7
Государственный стандарт на нивелиры согласно ГОСТ 10528-90 | |||
Наименование параметра | Группа нивелиров | ||
Н05 | Н3 | Н10 | |
Допустимая средняя квадратическая ошибка изме- рения превышения на 1 км двойного хода, мм: | |||
для нивелиров с компенсатором | 0,3 | 2,0 | 5,0 |
для нивелиров с уровнем | 0,5 | 3,0 | – |
Увеличение зрительной трубы, крат, не менее | |||
Диаметр входного зрачка зрительной трубы, мм, не менее | |||
Наименьшее расстояние визирования, м без насадки | 4,0 | 1,5 | 1,0 |
Наименьшее расстояние визирования, м с насадкой на объектив | 1,0 | 0,8 | 0,5 |
Наименование параметра | Н05К | Н3К | Н10К |
Диапазон работы компенсатора, не менее | ±8′ | ±15′ | ±30′ |
Систематическая ошибка работы компенсатора на 1′ наклона оси нивелира, не более | ±0,05″ | ±0,3″ | ±0,5″ |
Время затухания колебаний компенсатора, с, не более | 2,0 | 2,0 | 2,0 |
Таблица 8
Государственный стандарт на рейки согласно ГОСТ 10528–90 | |||
Наименование параметра | Рейки | ||
высокоточ- ные РН05 | точные РН3 | техничес- кие РН10 | |
Номинальная длина шкалы рейки, мм | |||
– | |||
– | |||
Длина деления шкалы, мм | |||
Допустимое отклонение: | |||
длины деления шкалы, мм | ±0,50 | ±0,20 | ±0,20 |
метрового интервала, мм 3000 | ±0,10 | ±0,50 | ±1,00 |