Тахеометры

В настоящее время тахеометрическая съемка выполняется преимущественно саморедуцирующими тахеометрами двух видов: диаграммными тахеометрами и тахеометрами двойного изображения. Для производства тахеометрических съемок могут использоваться и нередуцирующие тахеометры. При достаточно ровной местности могут применяться и нивелиры с горизонтальным кругом, называемые нивелирами-тахеометрами (Ni030, NiBl, HT, НСК-4).

В табл. 3 приведены тахеометры, получившие широкое применение в практике тахеометрических съемок.

При измерении линий по горизонтальным рейкам прибор автоматически дает горизонтальное проложение. Превышение определяется в обычном порядке по вертикальному углу либо по значению тангенса угла наклона, получаемого по шкале на вертикальном круге.

Тахеометр ТП (рис. 1) предназначен для проложения ходов полигонометрии 2 разряда и тахеометрических съемок повышенной точности. Тахеометр снабжен дальномером двойного изображения, дающим возможность измерять линии, редуцированные на плоскость длиной от 2 до 180 м, по 2-метровой горизонтальной рейке. Обеспечивает автоматическое определение превышений по той же рейке. Наличие компенсатора при вертикальном круге, компенсирующего наклон подставки прибора в пределах ±3 ', позволяет использовать тахеометр в качестве нивелира.

Таблица 3

Тип инструмента	Относительная точность измерения линий	Пределы намерения линий в м	Наличие реек
Редукционные тахеометры двойного изображения
Redta 002 (ГДР)	1:5000	2,5-170	Горизонтальная
	1:300	2,5-300	Вертикальная
ТП (СССР)	1:5000	2-180	Горизонтальная
	1:300	2-300	Вертикальная
Внутрибазисные редукционные тахеометры
ТВ (СССР)	1:1000	2-60	Без рейки
	1:500	До 180 м	Горизонтальная
	1:1500
BRT 006 (ГДР)	1:1700	2-60	Без рейки
		До 180 м	Горизонтальная
ДВ-20 (СССР)	1:500	17,5-300	Без рейки
	1:300	2-375	Вертикальная
ТДС (СССР)	1:300	11 - 150	Без рейки
	1:100	150-300	То же
Диаграммные тахеометры
Dahlta 020 (ГДР)	1:500 1:1000	3-350	Вертикальная
ТА-Д1 (Венгрия)	1:500 1:1000	3 и более	То же
ТА-2 (СССР)	1:700 1:1000	3,5-250	»
Dahlta 010 (ГДР)	1:1000	3-350	»
Нередуцирующие тахеометры
ТТ 50	1:350	2 и более	Вертикальная
ТТ 5	1:350	То же	То же
ТТ 4	1:350	»	»
ТН	1:350	»	»
Т 30	1:300	1,0 и более	»
Т 15	1:350	1,2 и более	»
ОТШ	1:350	2 и более	»

Тахеометр Redta 002 относится к полуавтоматам оптического типа с двумя горизонтально устанавливаемыми рейками, имеет повторительную систему вертикальных осей, шкаловой микроскоп для отсчетов по обоим кругам.

Техническая характеристика ТП

Увеличение зрительной трубы	27´
Поле зрения	1,5°
Фокусное расстояние, мм:
объектива	218,6
окуляра	8,0
Пределы визирования, м	2-¥
Ср. квадратическая погрешность измерения угла (из одного приема):
горизонтального	7"
вертикального	10"
Коэффициент дальномера
Диапазон измеряемых расстояний, м	2-180
Ср. квадратическая погрешность измерения расстояния, равного 100 м, см	Не более 2
Ср. квадратическая погрешность измерении превышения реечной точки, удаленной на 100 м, см	4-5
Диапазон работы:
преобразователей, автоматически редуцирующих измеряемое расстояние	±45°
системы автоматического определения превышений	±45°
Диаметры кругов, мм:
горизонтального
вертикального
Цена деления:
кругов	1°
шкалы микроскопа	1'
Цена деления уровней на 2 мм:
при алидаде горизонтального круга	30"
на штанге рейкодержателя	5'
Масса, кг:
тахеометра	6,7
футляра	3,0
рейки с подставкой	3,1

Рис.1. Тахеометр ТП

Подставка тахеометра съемная, что позволяет выполнять работу по трехштативной системе.

В комплект тахеометра входят:
тахеометр
рейки горизонтальные
подставки
штативы
укладочные ящики
дополнительные принадлежности....

Рис. 2. Тахеометр внутрибазный ТВ

Тахеометр внутрибазныйТВ (рис. 2) используется для тахеометрических съемок застроенных территорий, а также на труднодоступных участках и открытых горных выработках.

Техническая характеристика ТВ

Увеличение зрительной трубы	15,7´
Поле зрения	2°30'
Пределы визирования, м	2 и более
Коэффициент дальномера
Диапазон измеряемых, расстояний, м:
без рейки	2-60
с рейкой	До 180
Диапазон работы редуцирующей системы	±45°
Цена деления уровня при алидаде горизонтального круга на 2 мм	30"
Рабочие диаметры кругов, мм:
горизонтального
вертикального
Цена деления кругов	10'
Точность отсчета по микроскопу	1'
Масса, кг:
тахеометра	7,5
футляра	4,6

Тахеометр ТВ относится к дальномерам двойного изображения с переменной базой внутри прибора. Точность измерения расстояний, редуцированных на плоскость, порядка 1:1000. Измерение расстояний до 60 м выполняется без применения рейки по контуру или вехе, до 180 м - по специальной горизонтальной рейке.

При измерении горизонтальных углов на цель наводится средний вертикальный штрих. При измерениях необходимо следить за тем, чтобы изображение в поле зрения было «полным», т.е. ни одна часть наблюдаемого предмета не должна отсутствовать или изображаться дважды. Полуизображения должны соприкасаться так, чтобы наклонные линии одного полуизображения без разрывов переходили в продолжение другого полуизображения.

Для предварительного наведения на цель тахеометр снабжен оптическим визиром. Съемная подставка тахеометра дает возможность работать по трехштативной системе.

В комплект тахеометра входят:
тахеометр
укладочный футляр
веха
рейка дальномерная (0,6 м)
чехол для вехи и рейки
штатив
отвес
комплект дополнительных принадлежностей

Тахеометр-автомат ТА-2 предназначен для измерения горизонтальных приложений и превышений по кривым.

Общий вид тахеометра ТА-2 показан на рис. 3, на рис. 4 - поле зрения трубы при круге лево.

Техническая характеристика ТА-2

Длина зрительной трубы, мм
Увеличение	27´
Диаметр светового отверстия объектива, мм
Наименьшее расстояние визирования, м	3,0
Диаметр лимбов, гор./верт., мм	72/92
Цена деления шкалы кругов, гор./верт.	1'/1'
Тип отсчетного устройства:
горизонтальный круг	шкал. микр.
вертикальный круг	микр. с индекс.
Ср. квадратическая погрешность измерения угла, с	6-7
Длина дальномерных реек, м	3-4
Пределы измерения длин линий, м	3,5-250
Постоянное слагаемое дальномера, м	0,02
Цена делений уровней:
при алидаде гор. и верт. круга, с на 2 мм
установочного	8'
Высота инструмента
Масса, кг:
инструмента
футляра
штатива

Рис. 3. Тахеометр-автомат ТА-2

Рис. 4. Вертикальный крут тахеометра ТА-2 с диаграммой

По горизонтальному кругу отсчеты производятся с оценкой на глаз десятых долей минуты. На вертикальном круге нанесены 10-минутные деления и диаграмма (см. рис. 4) с кривыми горизонтальных проложений (K_s = 100) и превышений (K_h = ±10, ±20 и ±100): 4- основная кривая; 3- кривая горизонтальных проложеиий; 2 - кривая превышении; 1 - деления вертикального круга.

Отсчет по вертикальному кругу 97°37', отсчеты: по кривой горизонтальных проложений l_s = 18,5 см, по кривым превышений l_{h 20} = 12,2 см, l_{h 10} =24,4 см.

Специальных реек к тахеометру завод не изготовляет. Для работы могут быть использованы нивелирные рейки, желательно с выдвижным концом, позволяющим установить нуль рейки на высоту инструмента.

Отсчет по рейке производят в следующем порядке. Наводят зрительную трубу тахеометра на рейку так, чтобы серебряная полоска совместилась с гранью рейки. Микрометренным винтом трубы совмещают основную кривую 1 (см. рис. 4) с нулем рейки. Пузырек уровня при алидаде вертикального круга приводят на середину. Горизонтальное проложение s и превышение h вычисляют по формулам:

(1)

где l_s -отсчет по рейке между основной кривой 1 и кривой горизонтальных проложений 2;

l_h - отсчет по рейке между основной кривой и кривыми превышений 3;

n - высота нулевого штриха;

i - высота инструмента.

В случае установки нулевого штриха (кривая 1) на высоте инструмента (i = n)превышение вычисляется по формуле

h = K_h · l_h (2)

Превышение можно определить горизонтальным лучом. В этом случае

h = i - b, (3)

где i - высота инструмента;

b - отсчет по основной дуге диаграммы при визировании на рейку.

Точность определения превышений тахеометром ТА-2 характеризуется средними квадратическими погрешностями, приведенными в табл. 4.

Таблица 4

Kh	a	s, м	mh, см
±10	1-9°	50-70	±2,1
		100-190	3,5
			6,0
±20	9-20	50-70	4,2
		100-200	4,6
			5,5
±100	18-30	50-60	11,0
		100-150

Средняя квадратическая погрешность т_s определения горизонтального положения s в пределах 50-200 м при углах наклона от ±0°30' до ±25° находится по формуле

(4)

Рис. 5. Тахеометр-автомат Dahltа 020

Постоянное слагаемое дальномера тахеометра ТА-2 ввиду его малости не учитывается.

В комплект тахеометра входят:
ТА-2
футляр
рейки
штатив
комплект дополнительных принадлежностей

Тахеометр-автомат Dahlta 020 (рис. 5) оптического типа, имеет съемную подставку и повторительную систему вертикальных осей, шкаловый микроскоп, зрительную трубу прямого изображения.

Горизонтальные проложения и превышения определяются с помощью кривых, построенных так же, как и в тахеометре ТА-2.

Отсчеты производятся в таком же порядке, как и у ТА-2. В комплект Dahlta 020 входят две специальные 4-метровые вертикальные рейки.

Кривые рассчитаны для следующих углов наклона:

кривая горизонтальных проложений (K_s = 100) от -55° до +45°;

- кривые превышении,

K_h = ± 10 от 0° до ±10°

K_h = ± 20 от ±6° до ±22°

K_h = ±100 от ±11° до ±45°

Техническая характеристика Dahlia 020

Длина зрительной трубы, мм
Увеличение	25´
Диаметр светового отверстия объектива, мм
Наименьшее расстояние визирования, м
Диаметры лимбов, гор./верт., мм	97/74
Цена деления лимбов, гор./верт.	1°
Тип отсчетного устройства, гор./верт	шкал. микр.
Цена деления шкалового микроскопа, гор./верт	1 '
Ср. квадратическая погрешность измерения угла	+6 "
Пределы измерения длин линий, м	3,5-350
Цена деления уровней:
при алидаде гор. и верт. круга и при трубе, с на 2 мм
установочного	8 '
Высота инструмента, мм
Масса, кг:
инструмента	4,4
футляра	4,7
штатива	5,6

Точность измерения горизонтальных проложений т_s и превышений т_h зависит от углов наклона и характеризуется следующими средними квадратическими погрешностями [27] на 100 м расстояния:

т_s от±0,10 до ±0,25 м;

т_h £ ±0,05 м при К = ±10;

±0,05 £ т_h £ ± 0,10 при K_h = ±20;

±0,10 £ т_h £ ±0,20 при K_h = ±100.

В комплект тахеометра входят:
Dahlta 020
футляр
рейка
штатив
комплект дополнительных принадлежностей

Кроме описанных инструментов имеются аналогичные по конструкции и назначению следующие зарубежные тахеометры: ТА-Д1, ТА-Д2, ТА-Д3, ТА-Д4 - завод MOM, ВНР; FTRA - «Феннель», ФРГ; RDS, RDH - «Вильд», Швейцария; BRT006 - «Карл Цейсе», Иена, ГДР и др.

Поверки тахеометров

1. Подъемные и микрометренные винты должны иметь плавный ход без люфта и заедания.

Ход подъемных винтов регулируется регулировочными винтами при них. Ход микрометренных винтов регулируется пружинами в гильзах и гайками при этих винтах.

2. Ось цилиндрического уровня должна быть перпендикулярна к оси вращения инструмента.

Подъемными винтами приводят уровень на середину. Затем поворачивают алидаду на 180°. Если пузырек уровня отклоняется, то исправительными винтами уровня перемещают его на половину смещения. Затем подъемными винтами снова выводят пузырек уровня на середину. Исправление повторяют до тех пор, пока пузырек не будет смещаться с середины при перестановке алидады на 180°.

3. Визирная ось должна быть перпендикулярна к оси вращения трубы.

Для определения коллимационной ошибки визируют, на удаленный предмет при двух кругах. Разность отсчетов по кругам дает двойную величину коллимации. Для исправления погрешности устанавливают верный отсчет при «круге лево» или «круге право» и исправительными винтами сетки нитей совмещают перекрестие нитей с наблюдаемым предметом.

4. Место нуля вертикального круга должно быть неизменным и равным нулю или 90° в зависимости от градуировки круга.

Для определения места нуля при двух кругах наблюдают четко видимый удаленный предмет. Перед взятием отсчетов необходимо выводить пузырек уровня при вертикальном круге на середину.

Величина места нуля и угла наклона определяется по формулам

(5)

где М0 - место нуля вертикального круга;

a - угол наклона;

КП - отсчет по вертикальному кругу при «круге право»;

КЛ - отсчет по вертикальному кругу при «круге лево».

Место нуля исправляется котировочными винтами уровня при алидаде вертикального круга.

Как правило, место нуля определяется для средней нити перед началом работ и по мере необходимости (в случае резких сотрясений инструмента).

Возможно место нуля определять для крайней нити при съемке рельефа. Тогда визирование производится нижней нитью на верх рейки так, как показано на рис. 6, а по верхней нити будет определяться отрезок рейки - расстояние.

Место нуля для крайней нити приводится к нулю так же, как и для средней нити. Формулы вычисления места нуля указаны выше.

Такой метод работы дает экономию во времени, так как при одном визировании на рейку определяется расстояние и угол наклона [17].

Для диаграммных тахеометров определяются фактические значения коэффициентов для расстояний К_sф и превышении К_hф.

Тахеометры ТА-2 и Dahlta 020 поверяются по одинаковой программе. Кроме обычных поверок, как теодолита, определяются фактические значения коэффициентов для расстояний К_sф и превышении К_hф.

Коэффициент K_s определяется на нескольких базисах длиной 50-100 м, расположенных в местах с различными углами наклона. Базисы измеряют стальной лентой в обоих направлениях (с точностью не менее 1:2000), а угол наклона теодолитом и находят горизонтальное приложение S ₀. По каждой линии вычисляют коэффициент К_sф

(6)

где K_s - номинальный коэффициент дальномера;

s - горизонтальное проложение линии, измеренной тахеометром;

s ₀ - горизонтальное проложение линии, измеренной лентой.

За окончательные значения К_hф принимается среднее из 2-3 определений.

Рис. 6. Определение места нуля для крайней нити для съемки рельефа

Для определения коэффициента К выбирают несколько линий длиной не более 100 м с превышениями:

а) 5-10 м для коэффициентов, номинальное значение которых равно ± 10;

б) 15-20 м для коэффициентов номинального значения ±20.

Линии закрепляют кольями. Превышение h ₀определяют из геометрического нивелирования.

Коэффициенты К_hф вычисляют по формуле

(7)

где K_h - номинальное значение коэффициента превышений;

h - превышение, измеренное тахеометром в прямом и обратном направлениях;

h ₀ - превышение, измеренное геометрическим нивелированием.

За окончательное значение К_hф принимается среднее из 2-3 определении.

В тахеометре Dahlta 020 при зенитном расстоянии 100^g (при горизонтальном положении оси зрительной трубы) точка пересечения обеих кривых превышений (+10 и -10) должна лежать на вертикальной нити сетки. Если условие не выполняется, то устанавливают диаграммный круг в требуемое положение исправительными винтами, предварительно приведя пузырек уровня вертикального круга на середину и установив отсчет по кругу равный 100^g.

Для тахеометров двойного изображения, кроме поверок, аналогичных с нередуцирующими тахеометрами, необходимо поверить дальномерное и редуцирующее устройства. Для выявления погрешностей многократно измеряется линия с большим углом наклона, причем инструмент и рейка меняются местами. При несовпадении результатов измерений в прямом и обратном направлениях берется среднее значение измеренных величин. Исправление выполняется юстировочными винтами на левой подставке зрительной трубы.

Постоянное слагаемое при горизонтальном визировании должно быть равно нулю. Сравнивают результаты оптического измерения линии 5-10 м с результатами измерения этой же линии рулеткой. (Следует помнить, что при оптическом измерении отрезок шкалы рейки должен быть расположен симметрично относительно трубчатой стойки.) Разность результатов оптического и механического измерений дает величину постоянного слагаемого.

Для исправления погрешности при отпущенных крепящих винтах устанавливают на барабане микрометра отсчет, равный длине, измеренной рулеткой.

Коэффициент дальномера должен быть равным 100. Фактическое значение коэффициента определяется сравнением результатов оптического и механического измерения расстояний в пределах 60-100 м. Расхождения не должны превышать 5 см на 100 м. Если величина более допустимой и наблюдается пропорциональность измеряемым расстояниям, то изменяют величину коэффициента дальномера. Для этого приводят пузырек уровня на середину и устанавливают истинную величину расстояния, поворачивают защитное стекло перед одной из половин объектива до тех пор, пока не совместятся соответствующие штрихи шкалы рейки.