СССОЮЗНАЯ 1l*Tiiai.T^i^^rei(dйЧМИОТЕК.*ТЕОДОЛИТ Советский патент 1971 года по МПК G01C1/02 

Изобретение относится к геодезическому приборостроению и может быть использовано при прокладке теодолитных ходов с целью получения координат их вершин, для определения координат точек при плановой привязке аэрофотоснимков, разведочных сквал ин, при инженерных изысканиях под строительство, при городских съемках и в других случаях, когда не требуется высокой точности.

Известны координатные теодолиты, которые позволяют непосредственно в полевых условиях отсчитывать приращения координат точек полигона по горизонтальной рейке благодаря параллактическому углу, изменяемому по закону sintx или sin (a-f-90°) специальным оптикомеханическим устройством, состоящим из эксцентрика, салазок, направляющих для движения салазок и двух полулинз, укрепленных одна на нанравляющих, вторая - на салазках.

Однако эти теодолиты отличаются следующими недостатками: трудностью изготовления, недолговечностью эксплуатации, неодновременностью снятия отсчетов для онределения приращений абсцисс и ординат.

Для одновременного измерения углов и получения приращений координат по рейке в предлагаемом теодолите алидада горизонтального круга вынолнена в виде двух концентричных частей, передающей, вращающейся

внутри лимба и несущей на себе систему определенным образом расположенных линз, и измерительной, вращающейся внутри передающей и несущей на себе зрительную трубу, вертикальный круг, отсчетный микроскоп и KOSvyx со всеми установочными и юстировочными .приспособлениями; лимб горизонтального круга кроме градусных делений несет на себе диаграммы приращений координат с различ

ными коэффициентами.

На фиг. 1 показана схема предложенного теодолита, продольный разрез; на фиг. 2 - лимб горизонтального круга с диаграммами приращений координат для К-50 в области

экстремальных значений горизонтального угла; на фиг. 3 - рейка к теодолиту.

С передающей частью / алидады горизонтального круга л естко соединены призмы 2- 4 линзы 5 и плоскопараллельная пластинка 6

со штрихом. Внутри передающей части алидады вращается измерительная часть 7, несущая на себе отсчетный микроскоп 8, зрительную трубу 9, вертикальный круг 10 и систему передающих изображений призм и линз 11-

18. Лимб 19 горизонтального круга входит в подставку 20 с подъемными винтами и оптическим отвесом. Лимб 19 освещают с помощью призм 21 и 22. Принцип действия теодолита состоит в слеместно с измерительной частью 7 вращается внутри лимба 19. При вращении в иоле зрения микроскопа 8 появляются изображения соответствующих частей лимба, переданные деталями 2-6, 14-П. Это позволяет вести угловые измерения как обычным теодолитом. Измерительная часть алидады может быть повернута внутри передающей части лищь на малый угол (например, до 3°) и только с помощью микрометрического .винта, имеющегося Н|ри ней. Она служит для измерения приращепий координат.

Если на одном конце стороны полигона установить предлагаемый координатный теодолит, а на другом - горизонтальную рейку, перпендикулярную лучу визирования и центрированную нулем над точкой, навести коллимационную плоскость зрительной трубы теодолита на нуль рейки, а затем микрометренным винтом измерительной части 7 алидады повернуть коллимационную плоскость на угол Во и взять по рейке отсчет Б, то по известной формуле можно вычислить горизонтальное расстояние между точками установки теодолита и рейки (при условии, что ео 3423)

d 5-ctg6o« fi- 100.

0

При поворртб ласти 7 отсчет по лимбу горизонтальногокруга не изменяется, так как отсчетный индекс нанесен на цластинке 6, соединенной жестко с передающей частью /.

Допустим, что поворот на угол во осуществлен при отсчете 0°0000.

Совместным вращением частей 7 и 7 устанавливают на лимбе отсчет а, направляют лимб этим отсчетом на нуль ранее установленной горизонтальной рейки, микрометренным .винтом поворачивают часть 7 на угол eoCosoc и берут отсчет Б по рейке.

Тогда горизонтальное расстояние можно будет найти как:

d . Ctg(so . COSa)-i- .

COS а

ер COS а

Это равенство можно преобразовать:

dcoscc -Дх, т. е. отсчет по рейке дает сразу приращение абсциссы.

Аналогичными рассуждениями можно показать, что при повороте части 7 на угол Eosina отсчет по рейке равен приращению ординаты.

Из выщеизложенного следует, что на пластинке 6 достаточно иметь два щтриха, угловое расстояние между которыми изменялось бы автоматически нропорционально sin или cos угла поворота всей алидады относительно нулевого положения, а в поле зрения микроскопа - индекс, по которому фиксировался бы поворот части 7 алидады на определенный угол (от одного щтриха до другого на пластинке 6, чтобы непосредственно по рейке отсчитывать приращения координат. Такими щтрихами, угловое расстояние между которыми изменяется пропорционально sin или cos

угла поворота алидады, являются кривые диаграммы приращений, нанесенные на лимбе 19 и передаваемые в плоскость пластинки 6 системой 2-5. Диаграммы приращений представляют собой кривые sin и cos, нанесенные на кольце лимба относительно нулевой окружности (фиг. 2).

В начальном .положении (0° по лимбу) угловое расстояние между точкой N на нулевой

окружности и точкой М на диаграмме (в направлении радиуса) принято равным KQ. По мере возрастания угла а (но часовой стрелке) угловое расстояние между точками нулевой окружности и точками диаграммы изменяется пропорционально sina (для Ду) и cosa (для Дл;) В направлении радиуса. Таким образом, любому градусному отсчету на лимбе соответствует свое угловое расстояние на диаграммах: отдельно для Дл: и для Дг/. Причем,

отрезки, соответствующие этим угловым расстояниям, расположены по направлению радиуса и могут давать экстремальные значения О, -f-so, О, -8о, что соответствует экстремальным значениям нриращений координат в различных четвертях.

Для новорота части 7 относительно всего прибора на строго определенный параллактический угол отрезок на .пластинке 6, соответствующий данному нараллактическому углу,

должен быть расиоложен перцендикулярно к радиусу лимба, в то время как на диаграммах такие отрезки расположены по направлению радиуса. Чтобы повернуть изображение диаграмм приращений на 90° в плоскости, нараллельной плоскости лимба, здесь применена система иризм 2, 3, 4 с отражающими гранями, главные сечения которых не совпадают. Индексом, по которому фиксируется поворот измерительной части 7 алидады на определенный параллактический угол, является биссектор, нанесенный на плоской поверхности линзы 16 и видимый в ноле зрения микроскопа.

Лучи света через осветительное окощко с помощью призм 21, 22 попадают на лимб 19.

Призмы 2, 3, 4 поворачивают изображение делений и диаграмм на 90°, а линзы 5 фиксируют это изобрал-сение в плоскости иластинки 6, на которой имеется штрих, перпендикулярный радиусу. Изображение лимба и штриха с

помощью призмы 14 и линзы 15 накладывается на биссектор линзы 16 и передается в ноле зрения микроскопа. Таким образом, в поле зрения микроскопа будут видны градусные деления и диаграммы, пересекаемые основным

щтрихом, н биссектор. Отсчет градусных делений производится по щтриху на пластинке 6. Этому отсчету соответствуют два параллактических угла: один - для абсцисс, второй - для ординат. В поле зрения микроскопа они

представлены точками пересечения основного штриха с нулевой кривой и с соответствующими диаграммами. Если теперь ввести в биссектор точку Пересечения нулевой кривой с основным штрихом, а затем точку пересечения диадады повернется вместе со зрительной трубой на параллактический угол eo-cosoc, и по рейке можно отсчитать приращение абсциссы. Если после этого ввести в биссектор точку пересечения диаграммы Дг/, то измерительная часть повернется на угол, а по рейке можно отсчитать 8о since. При повороте измерительной части 7 алидады е помощью микрометренного винта передающая часть 1 остается на месте, отсчет по лимбу не меняется.

Порядок работы с теодолитом в полевых условиях следующий. Устанавливают теодолит над исходной точкой, в поле зрения микроскопа ставят отсчет по лимбу, равный дирекционному углу исходной стороны, в биссектор вводят точку пересечения нулевой кривой с основным штрихом и визируют вдоль исходного направления при открепленном лимбе, ориентируя тем самым его нулем на север. Открепив алидаду, визируют затем на нуль горизонтальной рейки, отцентрированной над первой точкой полигона. По микроскопу отсчитывают и записывают в журнал полученный дирекционный угол первой стороны полигона, микрометренпым винтом измерительной части алидады вводят в биссектор точку пересечения диаграммы Дл: и «по рейке отсчитывают Дл: с соответствующим знаком. После этого вводят в биссектор точку пересечения диаграммы Дг/ и по рейке отсчитывают Дг/. На следующей станции действия повторяются, однако на лимбе ставят полученный предыдущий отсчет дирекционного угла, измененный на 180°. При

Гг:Г

измерениях необходимо использовать симметричную рейку с уровнем, визиром и центрирующим устройством (фиг. 3).

Для повышения точности определения приращений в экстремальных случаях (О, 90, 180, 270°) на диаграммах можно использовать кривые с различными коэффициентами.

Теодолитом можно выполнять и чисто угловые измерения. В этом случае на левую половину поля зрения микроскопа не обращают внимания, микрометренный винт измерительной части алидады не трогают. Призма 17 может включать по желанию отдельно либо горизонтальный, либо вертикальный круги. 5 Отсчетный индекс вертикального круга нанесен па плоской поверхности линзы 18.

Предмет изобретения

Теодолит, содержащий зрительную трубу, 0 оптический отвес, вертикальный лимб с градусными делениями, горизонтальный лимб, с градусными делениями и диаграммными шкалами синусов и косинусов, алидаду и отсчетное устройство, отличающийся тем, что, с це5 лью одновременного измерения углов и получения приращений координат по рейке, в нем алидада выполнена из двух концентричных частей, одна из которых снабжена системой призм, поворачивающих изображение 0 кривых синусов и косинусов на 90° в плоскости лимба, а другая, несущая зрительную трубу с отсчетным устройством, связана с первой микрометренным винтом.

2701

90

Фиг. 2

ОБ 09 OL 09 OS Oh ОС OZ 01 I I I I 1 1 I I I

I I I I r

OZ 0 OS 09 OL OS OB +

Риг. J