CURS 6-7 Teodolit

7/25/2019 CURS 6-7 Teodolit

1/14

1

Curs 6-7

INSTRUMENTE I METODE DE MSURAT UNGHIURI I DISTANE

1. Teodolitulgeneraliti

Teodolitul este un instrument topografic utilizat la msurarea pe teren a direciilorunghiurilare orizontale i verticale. Teodolitul mai poate msura i distane folosind mira printr-ometoda indirect demsurare.

Clsificarea teodolitelor se poate face dup mai multe criterii: - dup modul de evoluie n timp;- dup gradul de precizie oferit la determinarea direciilor unghiulare;- dup firma constructoare.Clasificarea teodolitelor dup modul de evoluie n timp: Teodolite clasice, care au fost construite la nceputul secolului al XVIII-lea. Erau

instrumente voluminoase i greoaie, cu lunete lungi i diametre ale limburilor destul demari pentru a asigura precizia necesar. Pe teren era necesar s fie rectificate des.Sistemul constructiv, cu prile componente la vedere,conducea rapid la ancrasareacmpului vizual i a axelor.

Teodolite moderne (optice) au aproape acelai principiu constructiv, dar coninsisteme optice interioare care permit realizarea citirilor la cele dou cercuri prinintermediul unui microscop de lectur al cruiocular se afl alturi de ocularul lunetei.Datorit acestui sistem de construcie teodolitele moderne se mainumesc i teodoliteoptice. Teodolitele moderne au aprut la nceputul anilor 1920 i sunt perfecionate n continuu pn astzi. Deosebirea de teodolitele clasice const n faptul c suntsuperioare acestora i c suntrealizate compact, iar prile lor componente (limburilede cristal, prismele de lectur, indecii, etc.) suntacoperite de o carcas de protecie.

Teodolite electronice (ultramoderne) au aprut odat cu deceniul 7 al secoluluitrecut i s-au perfecionat rapid. Ele conin un microprocesor care servete la afiarea

pe un display asemntor cu cel ntlnit la microcalculatoare (format din cristalelichide) a rezultatelor msurtorilor, precum i a unei serii de elemente calculateautomat (lungimea nclinat, diferena de nivel, distana orizontal, orientarea,coordonatele, etc.)

Telemetrul electro-optic completat cu funciunile unui teodolit a condus la staia totalelectronic, dotat cu afiaj digital automat al valorilor msurate, cu posibilitatea de nregistrareautomat n memoriiexterne, precum i cu tracking, care ofer avantajul de a afia direciileorizontale la fiecare secund i onou valoare a distanei la fiecare 3 secunde, existnd astfelposibilitatea de a deplasa reflectorul mobil fr a ntrerupe vizarea. Realizarea carnetuluielectronic de teren permite cuplarea la PC i la plotter.

Clasificarea teodolitelor dup precizie.

Lund drept criteriu de clasificare cea mai mic diviziune t a dispozitivului de citire aunghiurilor,teodolitele (doar cele moderne i electronice) sunt:

De precizie slab (de antier), pentru care t10c (de exemplu Theo 080 i Theo 120Carl Zeiss Jena, Zeiss Th 5, Kern DK1, etc).

De precizie medie (de antier), pentru care 20cct


2/14

2

2 Schema general a teodolituluiPrile componente ale unui teodolit (fig.1) sunt urmtoarele:

Figura 1 Schema general a teodolitului

1. luneta topografic modern, care servete la vizarea punctelor de pe teren. Mrirealunetei este cuprins ntre 18x i 41x la teodolitele moderne.

2. ocularul lunetei.3. obiectivul lunetei.4. manonul (urubul) de focusare a imaginii.

5. colimatorul, cu care se asigur vizarea aproximativ.6+7. Cercul vertical, care servete la msurarea unghiurilor de pant sau zenitale Z.6. alidada vertical sau braul purttor de indeci de citire.7. limbul vertical sau cercul vertical gradat, solidar cu luneta.8. furcile de susinere pe care se sprijin luneta; n interiorul lor se afl un sistem de

prisme care preiau i centralizeaz citirile de la cele dou cercuri, vertical i orizontal;furca 8a susine, de asemenea,cercul vertical.

9. lagrele furcilor, care permit micarea de rotaie a fuselor lunetei i respectiv a lunetein plan vertical; aceast micare este marcat printr-o sgeat i prin uruburile 10 i11; lagrele materializeaz, deasemenea, axa secundar OO.

10. urubul de micare fin a lunetei n plan vertical.

11. urubul de blocare a micrii lunetei n plan vertical.12. i 13. Cercul orizontal, alctuit din dou platouri concentrice:12. cercul alidad, care are n acelai timp o funciune mecanic (poart ntreaga

suprastructur a teodolitului) i o funciune la msurarea unghiurilor, fiind prevzut cudoi indeci de citire I1 i I2 diametral opui.

13. limbul orizontal (cercul orizontal gradat) ;seamn cu un raportor de cristal, mpritn 400girmne fix (imobil) n timpul operaiunii de msurare.

14. prisme diametral opuse, care preiau citirile de la cele dou cercuri; ele se afl ninteriorul furcilor i formeaz un ansamblu care dirijeaz razele luminoase de lacercurile gradate spre dispozitivul de citire 15.

15. dispozitivul de citire a unghiurilor, care poate fi un microscop la teodolitele moderne,

sau un afiaj de tip display la instrumentele electronice.16. fiola de sticl a nivelei torice, are forma unei poriuni de tor i este aproape nntregime plincu un lichid extrem de fluid i practic necongelabil (amestec de eter ialcool); dup etanarea tubului-fiol, naceasta rmne o bul de vapori ai lichidului,


3/14

3

numit impropriu bul de aer; aceasta se autodetaeazntotdeauna n partea cea mainalt a fiolei, iar planul tangent la suprafaa ei superioar, adic din punctul cel mainalt, sau centrul bulei, este orizontal; tangenta n centrul fiolei n form de tor, NN , senumete directricea nivelei; fiola are, n partea ei superioar, o serie de trsturigravate echidistant i simetrice fade centrul ei (24).

17. carcasa metalic de protecie a nivelei torice.

18. articulaia nivelei torice.19. uruburile de rectificare ale nivelei torice.Nivela toric servete la calarea fin (precis) a teodolitului.20. nivela sferic, ce servete la calarea aproximativ (provizorie) a instrumentului; este

mai puinprecis dect nivela toric; la partea superioar, fiola are forma unei calotesferice, axa S S V V fiind normala n centrul acestei calote; fiola de sticl are gravat, njurul punctului central, un cerc pentru calare.

21. carcasa metalic de protecie a nivelei sferice, prevzut cu 3 uruburi de rectificare22,23,24 ambaza, cu un triplu rol:

a) de suport al teodolitului;b) de intermediar ntre corpul teodolitului i trepied;c) de element pentru calare.

22. partea superioar a ambazei, pe care este fixat corpul (suprastructura)instrumentului.

23. uruburile de calare, n numr de 3, ntruct orice plan este definit de 3 puncte; eleservesc la operaiunea de calare, parte component a punerii n staie.

24. placa de tensiune, care servete la fixarea teodolitului pe trepied.25. trepiedul cu picioare culisante, care servete la operaiunea de centrare, component

a puneriin staie; trepiedul este confecionat din lemn, dar partea superioar i saboiisunt din metal; la instrumentele Sokkisha, trepiezii sunt realizai n ntregime dinaluminiu.

26. urubul de prindere a teodolitului de trepied, prevzut cu un crlig pentru agareafirului cu plumb i cu un orificiu care permite centrarea optic.

27. urubul de prindere a teodolitului de ambaz.28. clema repetitoare, pentru orientarea limbului; permite introducerea unei anumite citiri

dorite pe o direcie din teren.29. urubul de micare fin a suprastructuriin plan orizontal.30. urubul de blocare a micrii alidadei, in plan orizontal;31. oglinda orientabil de luminare a limburilor pentru efectuarea citirilor.

3 Axele teodolitului

Axele teodolitului sunt urmtoarele:

Figura 2 Axele teodolitului

VV -axa principal de rotaie, vertical n timpul utilizrii aparatului.

OO -axa secundar (axa fuselor lunetei), orizontal n timpul msurriiunghiurilor. Este axa de rotaie a lunetei n plan vertical.

ro - axa de vizare a lunetei.Cele trei axe de mai sus sunt concurente n centrul de vizare (C.V.) allunetei.

v C v C -axa cercului vertical, perpendicular pe axa secundar OO.

O C O C -axa cercului orizontal, perpendicular prin construcie pe axa

principal VV.NN - axa (directricea) nivelei torice.

S S V V - axa nivelei sferice.


4/14

4

n afar de cele dou perpendiculariti menionate mai sus, poziiile reciproce deparalelism i de perpendicularitate care rezult din figura 2 se obin efectund verificri irectificri periodice aleinstrumentului, nainte de fiecare campanie de msurtori.

4 Prile componente ale teodolitului4.1 Luneta

Luneta teodolitului este dispozitivul care servete la vizarea semnalelor pe teren, iar lateodoliteletahimetre servete i la msurarea indirect a distanelor.Ea are trei axe:- XX axa geometric;- O1O2 axa optic care unete centrul optic al obiectivului cu centrul optic al ocularului;- rO1 axa de vizare care unete centrul reticulului cu centrul optic al obiectivului.Din punct de vedere geometric cele trei axe trebuie s coincid.Obiect ivu l luneteieste un sistem optic i are rolul de-a forma imagina obiectelor vizate.Distana focala acestora este cuprins ntre 100 700 mm.Ocularul lunetei are rol de-a mri imaginea format de obiectiv (asemeni unei lupe).Distana focaleste cuprins ntre 8 10 mm.Reticulul luneteieste format dintr-o plac de sticl pe care sunt gravate foarte fin firele

reticulare.Notm intersecia firelor reticulare cu r i de aici deriv axa de vizare a lunetei rO care

este dat de punctul r icentrul optic al obiectivului. Pe lng firele reticulare reticulul mai aretrsturi reticulare scurte, simetricaezate fa de firul reticular orizontal numite fire stadimetrice,deoarece servesc la determinarea stadimetrica distanelor. De cele mai multe ori firul reticularvertical este jumtate fir simplu, iarcealalt jumtate este un fir dublu, fapt ce ajut la diversemoduri de punctare a obiectului vizat pe teren.

Figura 3 Diverse tipuri de fire reticulare

Mrirea lunetei M este raportul dintre unghiul sub care se vede un obiect vizat prin luneti unghiul sub care se vede acelai obiect cu ochiul liber.

Reglarea lunetei se face n dou etape succesive:- se clarific firele reticulare privind prin ocularul ndreptat spre un fond alb i rotind din

ocular pn avem oimagine clar a acestora;

- se clarific imaginea semnalului vizat prin ndreptarea lunetei spre acesta i acionareamanonului defocusare pn la obinerea unei imaginii clare.

4.2 Cercurile teodolituluiCercul orizontal poate avea mai multe grade de libertate, fapt ce conduce la clasificarea

teodolitelor dup acest criteriu:- teodolite simplecele la care limbul este fix pe ambaz;- teodolite repetitoare cele la care limbul se poate roti concomitent cu alidada n jurul

axei VV. Limbul nu se poate roti independent de alidad.- teodolite reiteratoare limbul se rotete independent de alidad, proprietate ce permite

introducerea de origini diferite la msurarea direciilor.

La teodolitele optico-mecanice cercurile sunt de sticl cu gradaii foarte fine (cca 1m) ipermit citirea centralizat ntr-un singur microscop. Cea mai mic diviziune a cercului gradatpoate avea urmtoarele valori:


5/14

5

pentru sistemul sexagesimal: 10, (1/2)0, (1/3)0, (1/6)0; pentru sistemul centesimal: 1g, (1/2)g, (1/4)g, (1/5)g, (1/10)g.Cercul orizontal

Acesta servete la msurarea direciilor unghiulare orizontale. Prile sale componentesunt:

limbul cu diametrul ntre 70mm250mm funcie de precizia aparatului;

alidada pe care se sprijin suprastructura teodolitului i se afl i indicii de citire. La msurarea unghiurilor orizontale limbul trebuie s fie fix i orizontal, iar alidadampreun cu indiciide citire se va roti n jurul axei VV.

Cercul vert ical

Acesta servete la msurarea unghiurilor verticale. El este gradat asemeni cerculuiorizontal i trebuie s ndeplineasc urmtoarele condiii:

s fie centric cu axa orizontal a teodolitului OO; linia de 0200gs se afle n acelai plan cu axa de vizare rO a lunetei; indicii de citire s se afle riguros ntr-un plan orizontal sau vertical.

4.3 Dispozitive de citire unghiularMicroscopul optic cu scri

Figura 4 Dispozitivul de citire unghiular Scria

Teodolitele optico-mecanice de precizie medie folosesc n cea mai mare parte cadispozitiv de citire unghiular microscopul cu scri. Acesta permite citirea centralizat aunghiurilor orizontale i verticale.

Principiul acestuia este prezentat n fig 4Direcia unghiular citit pentru Hz (direcia unghiular orizontal) este: 303,2600 (trei

sute grade, douzeci i ase minute).Direcia unghiular citit pentru V (unghiul zenital) este:99,1300 (nouzecii nou de grade itreisprezece minute).

Pentru a nelege principiul de citire trebuie s calculm precizia

Unde: a este valoarea unei diviziuni de pe cercul gradat;n este numrul de diviziuni al scrieiDac calculm precizia obinem urmtoarea relaie

Cu alte cuvinte cea mai mic diviziune a scriei reprezint un minut.Cnd citim va trebui s citim gradele ce intersecteaz scria, zecile de minute cu

valoarea cea mai mic ce ncadreaz valoarea de grad i unitile de minut ce rezult de laintersecia valorii de grad cu scria.

Din punct de vedere constructiv, scria este egal cu dimensiunea unui interval de pe

cerc, cea ce face ca aceasta s nu fie niciodat intersectat de dou valori de grad. Singurasituaie cnd se poatentmpla acest lucru este atunci cnd o diviziune este pestezero al scriei i cealalt peste 10. n acest caz valoarea ce o citim este cea care intersecteazzero al scriei.Principiul de citire unghiulareste acelai pentru unghiul Hz i V.


6/14

6

4.4 Nivelele teodolitului

Teodolitul are dou nivele: nivela sferic i nivela toric. Acestea sunt utilizate la calareainstrumentului.

- Nivela sferic va fi utilizat la calarea aproximativ;- Nivela toric va fi utilizat la calarea fin.

Nivela toric - este o fiol de sticl umplut incomplet cu eter sau alcool, care prinvaporizareformeaz o bul de gaz, denumit bul de aer curbat dup o raz de cubur r.

Nivela sferic - este format dintr-o fiol de sticl de form cilindric avnd parteasuperioar subforma unei calote sferice. Raza de curbur la nivelele sferice este cuprins ntre:0,53 m. Fiola este umplutcu eter sau alcool i este nchis ermetic. Este montat ntr-o cutiede protecie metaliccare este prins desuport cu trei uruburi. Partea cea mai de sus a caloteisferice reprezint punctul central al nivelei prin caretrece axa VsVs care este perpendiculara laplanul tangent n punctul central al nivelei. Gradaiile nivelei suntcercuri concentrice cu centrul idistanate ntre ele la 2 mm.

5 Instalarea aparatului n staie

Instalarea aparatului n staie se realizeaz prin trei operaii succesive:centrarecalarepunere la punct a lunetei

Figura 5 Instalarea aparatului n staie

5.1 Centrarea. Este procedeul topografic prin care aparatul este instalat deasuprapunctului matematic al staiei. Acest lucru se poate realiza cu firul cu plumb, cu sistemul optic decentrare sau cu fasciculul laser. Primul procedeu nu este recomandat deoarece nu ofer oprecizie prea bun (cca 2-3 cm) itotodat este anevoios de realizat datorit condiiilor de lucru(balans al firului cu plumb la intensificri alevntului).

Centrarea cu sistemul optic se realizeaz n dou etape:n prima etap se instaleaz trepiedul aproximativ deasupra punctului de staie, astfel

nct s fie ctmai orizontal i la o nlime convenabil (de regul trepiedul trebuie s fie la

nivelul pieptului operatorului).n a doua etap se prinde aparatul pe msua trepiedului i se fixeaz unul dinpicioarele trepiedului.

Se privete prin sistemul optic de centrare i se manevreaz celelalte dou picioare aletrepiedului pn cnd punctul marcat n centrul sistemului optic de centrare corespunde cupunctul matematic al staiei.

5.2 Calarea. Este procedeul topografic de orizontalizare a aparatului.Calarea se execut n dou etape:calarea aproximativ cu ajutorul nivelei sferice;calarea fin din cele trei uruburi de calare i nivela toric.Calarea aproximativ se face prin orizontalizarea nivelei sferice din picioarele trepiedului

astfel: se aduce nivela sferic pe direcia unuia din picioarele trepiedului i se manevreazaceasta (culisnd pe vertical) pn se aduce nivela sferic n cerculeul reper sau se trimiteaceasta pe direcia altuipicior al trepiedului. Dac nivela intr n reper calarea aproximativ s-a


7/14

7

terminat, dac nu se rotete aparatulpn cnd nivela ajunge pe direcia piciorului pe care afugit la etapa anterioar i se acioneaz din acelpicior. Se repet aceste manevre pn cndse caleaz nivela sferic.

Calarea fin se face din cele trei uruburi de calare cu ajutorul nivelei torice n doupoziii succesive.

Poziia 1 Poziia 2

Figura 6 Calarea teodolitului

poziia I se aduce nivela toric paralel cu dou uruburi de calare i se rotesc celedou uruburiconcomitent i antagonic pn cnd nivela toric intr ntre repere;

poziia II se rotete nivela cu 90i se acioneaz din al treilea urub de calare pncnd se aduce nivela ntre repere.

Se verific calarea rotind nivela cu 180fa de prima poziie caz n care aceasta trebuies rmn calat, dac nu se reiau operaiile anterioare pn cnd nu mai exist nici odeplasare a nivelei torice fa depoziia central. Dup terminarea calrii se verific centrarea,iar n cazul n care s-a stricat centrarea se poate translata aparatul pe msua trepiedului.

5.3 Vizarea se face n trei etape (timpi)1. Vizarea aproximativ, care se face cu micrile lunetei deblocate, prin suprapunerea

colimatorului (5 fig. 1) pe semnalul topografic din teren, dup care se blocheaz micrilegenerale n plan orizontal i vertical.

2. Punerea la punct a imaginii din lunet. Se ncepe prin clarificarea imaginii reticululuiprin intermediul ocularului, respectiv ajustarea ocularului la posibilitile vizuale ale operatorului,pn ce imagineafirelor reticulare apare foarte clar i att de neagr pe ct este posibil. Apoise realizeaz focusarea imaginiisemnalului topografic din teren, acionnd asupra urubului sauinelului de focusare.

3. Vizarea definitiv (punctarea) fig. 7 const n aducerea centrului r al reticulului pesemnalul vizat S acionnd asupra uruburilor de micare fin n plan orizontal i vertical (29 i

10 n fig. 1).

Figura 7 Vizarea semnalelor

Poziiile lunetei (poziiile teodolitului sau ale cercului vertical) au fost alese princonvenie dupcum urmeaz:

-

poziia I, n care cercul vertical se afl la stnga lunetei (respectiv la stnga operatorului

care vizeazprin lunet); pentru a diminua o eroare de construcie, prin convenie s -a stabilit can poziia I sensul de rotaie n plan orizontal al alidadei i al lunetei s fie sensul acelor deceasornic.


8/14

8

-poziia a II-a n care cercul vertical este situat n dreapta lunetei; n acest caz s-aconvenit ca sensul de rotaie n plan orizontal al alidadei i al lunetei s fie n sensultrigonometric.

6 Tahimetre electronice6.1 Principii utilizate la msurarea electro optic a distanelor

Principiul de baz al tahimetrelor electronice este acela c toate aparatele emit o undelectromagnetic de la un emitor spre un reflector, care dup reflexie ajunge la un receptor iapoi este prelucrat. Preponderent se folosesc unde electromagnetice cu lungimea de und 0,5

m1,0 m. Se pot formula trei principii de msurare, dou dintre ele folosesc unda emis ca i

semnal pe care se fac msurtorile, iar al treilea principiu moduleaz unda emis suprapunndacesteia un alt semnal pe care se execut msurtoarea. Pot fi astfel enumerate urmtoareleprocedee:

procedeul cu impulsu r i la care emitorul emite n intervale foarte scurte de timpsemnale, iar fascicolul servete i la msurarea distanei;

procedeul prin interferensemnalul emis este folosit i ca semnal pe care se facemsurtoarea;

proc edeul fazicsemnalului continuu emis i se moduleaz un semnal pe care se facemsurtoarea.n prezent cel mai des utilizat procedeu este cel fazic.3.6.2 Prezentarea general a unei staii totaleTahimetrele electronice sunt instrumentele geodezice cel mai des utilizate n msurtorile

terestre.Evoluia lor, din punct de vedere electronic, a condus la denumirea de staie total care

presupune att o msurare a elementelor caracteristice pentru un tahimetru clasic, ct i o seriede controale i calcule diret pe teren, cum ar fi: stocarea automat a datelor, calcule prinprograme specifice a orientrii, coordonatelor,elementelor de trasat etc.

Componentele principale ale unei staii totale sunt: teodolitul, telemetrul, tastatura i

afiajul imicroprocesorul.Teodolitul este electronic. Constructiv, teodolitele electronice au forma, elementelecomponente iaxele asemntoare teodolitelor clasice, diferenele cele mai importante aprndla construcia cercurilorgradate i la dispozitivele de efectuare a lecturilor.Dispozitivele de citire genereaz impulsuri care sunt transformate de un microprocesor nsemnale codificate ce sunt transmise ctre echipamente periferice. Pe afiaj vor aprea valoriledireciilor sauunghiurilor msurate. Se poate introduce orice lectur (inclusiv valoarea zero) pedirecia origine.

nregistrarea citirilor se face pe supori magnetici, fie pe o dischet introdus n aparat.Erorile care afecteaz msurtorile au, n general, acelai caracter (sistematic sau ntmpltor),aceleai surse de provenien i aceleai moduri de determinare i eliminare ca la teodoliteleclasice. Diferena const n faptul c microprocesorul poate efectua automat medierea lecturilorcorespunztoareambelor poziii ale lunetei i poate semnala eventualele erori de punctare.

Telemetrul este de tip electrooptic i este ncorporat n teodolit. Toate coreciile ce seaduc distanelormsurate i care pot fi evaluate cu ajutorul unor relaii matematice, sunt aplicateautomat

Tastatura i afiajul asigur comunicarea operator instrument n efectuareamsurtorilor i controlul acestora. Tastatura este din ce n ce mai simplificat, evitndu-setastele multifuncionale, aplicnd tehnicameniurilor.

Ecranul de afiare este cu cristale lichide, n sistem alfanumeric, cu tendine de mrirepentru a permite afiarea simultan a tuturor informaiilor (date msurate, comenzi executate,corecii aplicate etc.)

Microprocesorul este componenta cea mai important a staiei totale, avnd funcii

multiple. Prin intermediul programelor existente n memoria acestuia ce acioneaz asupraperifericelor i n memoria de date. Exist posibilitatea cuplrii cu carnete electronice de terenpentru facilitarea stocrii datelor i utilizarean prelucrare a unor date mai vechi precum i a unorprograme de calcul specifice msurtorilor topografice.


9/14

9

Dintre cele mai utilizate staii totale de la noi din ar se pot enumera produsele firmeiWILD-Leica, Topcon, Pentax care s-au impus pe pia datorit caracteristicilor lor.

Staii totale produse de firma TopconStaiile totale produse de firma Topcon din seria GPT 3000(L)N sunt staii totale cu

impulsuri laser, avnd posibilitatea de a efectua msurtori fr prism pn la distana de 250m

(GPT 3000N) i pn la distana de 1200m (GPT 3000NL). Softul incorporate este variatavnd funcii complete necesare pentrumemorarea datelor i calculelor specifice operaiilor deridicare i trasare pe teren a elementelor caracteristicelucrrilor topo-cadastrale executate.

a. b.Figura 8 Staii totale firma Topcon: a - GPT3000(L)N; b)GPT7000 Windows CE

Staia total GPT Windows CE ofer posibilitatea efecturii msurtorilor fr prismpentru distanepn la 250m i cu o prism pentru distane pn la 3000m. Prezint avantajul c

are instalat programul Windows CE Net oferind legtura permanent cu informaiile de peInternet.

Staii totale produse de firma LeicaStaiile totale ale firmei Leica din gama TPS400 i TPS800 au o memorie a datelor de

minim 10 000 msurtori oferind avantajul executrii lucrrilor de intindere mare n timp relaticscurt. Manevrarea pe teren este rapid i precis cu ajutorul sistemului laser de centrare iafiarea digital a nivelei torice. uruburile de micare micrometric pe orizontal au posibilitatede rotaie infinit oferind rapiditate i precizie la msurare.

Msurarea unghiurilor se face cu o deviaie standard cuprins ntre 3i 7la gama TPS

400 i ntre2i 5la gama TPS800. distana maxim msurat cu o prism este de 3500m ntr-

un timp mai mic de 1 secund.Softul de transfer al datelor ofer posibilitatea afirii simultane pe monitorul calculatoruluiatt a datelor preluate din staia total ct i a hard disk -uluicalculatorului pentru o operare rapid asupra fiierelor dinambele sensuri.

Figura 9 Staii totale produse de firma Leica:a) TPS400, b)TPS800

a. b.


10/14

10

Staii totale produse de firma Pentax

a) b)

Figura 10 Staii totale produse de firma Pentax: a) Pentax V -200; b) Pentax R- 300

Staiile totale produse de firma Pentax au o capacitate de memorare a punctelor de 6000puncte pentru gama V-200 i 20 000 de puncte pentru gama R 300.Performanele se remarcprin distana msurat cu o prism este de 1000m i 1400m pentrugama V-200 i de 3500m pentru cele din gama R-300 i precizia de msurare a unghiurilor de1, 2.

Prin softul incorporat ofer posibiliti de prelucrare a datelor direct pe teren pentruproblemele uzuale aprute cum ar fi: calcul de retrointersecii, calcul de drumuiri, calcul desuprafee, trasri de puncte pealiniament .a.m.d.

7 Msurarea unghiurilor orizontaleMsurarea unghiurilor orizontale se face prin mai multe metode, cele mai utilizate fiind:

metoda diferenelor de citiri, metoda cu zero n coinciden, iar n cazul cnd se msoar mai

multe unghiuri din aceiai staie, metoda n tur de orizont.Pentru control i pentru eliminarea anumitor erori instrumentale msurtorile se fac n ambelepoziiiale lunetei.

7.1 Msurarea unghiurilor orizontale prin metoda diferenelor de citiri (simpl)Procedeul se practic atunci cnd urmeaz a se msura un singur unghi din staie. Se

procedeazastfel:se instaleaz instrumentul n staie (centrare, calare) i se vizeaz cu luneta n poziia I

ctre punctul A. Dup punctare se execut citirea la cercul orizontal a direciei unghiulareorizontale ctre A;

se deblocheaz aparatul, se rotete n sens topografic (orar), se vizeaz i puncteaz

semnalul din punctul B, se citete la cercul orizontal direcia unghiular orizontal ctre B;n figura 4.1 s-au folosit urmtoarele notaii:-Vpunctul de staie al aparatului-C1direcia unghiular orizontal citit din punctul de staie ctre punctul A;-C2direcia unghiular orizontal citit din punctul de staie ctre punctul B;

-unghiul orizontal dintre cele dou direcii calculat ca diferen dintre acestea dou.

Figura 3.11 Metoda simpl de msurare a unghiurilor orizontale


11/14

11

Pentru control se recomand s se repete msurarea i npoziia a doua a lunetei.n acest caz se va viza nti punctul B apoi rotind n sens

antiorar se va viza punctul A, efectund citiri ctre fiecare punct. Diferena citirilor reprezint

unghiul .

Dac =- T , T= 2e, eeste eroarea de citire a unei direcii ntr-o singur poziiea lunetei, atunci valoarea unghiului orizontal se calculeaz ca medie aritmetic a celor douvalori.

NOT! Cnd se calculeaz media aritmetic a direciilordintre poziia nti i poziia a II ase vor pstra gradele din prima poziie i se va face media aritmetic a minutelor din cele doupoziii.

7.2 Msurarea unghiurilor orizontale prin metoda n tur de orizontMetoda se utilizeaz atunci cnd se dorete msurarea mai multor unghiuri dintr-un

singur punct de staie, dar i atunci cnd se msoar un singur unghi din staie (cazul drumuirilor).

Figura 12 Metoda turului de orizont

Aceast metod presupune instalarea aparatului n staie (centrare, calare), iar apoimsurarea direciilor orizontale prin vizare cu aparatul ctre punctele A,B,C i D.

Obligatoriu la aceast metod este ca dup citirea direciilor orizontale ctre puncteleA,B,C i D turul deorizont s se ncheie cu o nou citire spre punctul de nceput (A).

Dup terminarea msurtorilor pe teren se verific eroarea de nenchidere n tur deorizont care reprezint diferena dintre citirile direciei orizontale ctre punctul cu care saunceput i s-au terminat msurtorile.

I

Eroarea trebuie s se nscrie n tolerana permis n tur deorizont care se calculeaz cu

formula: , unde p reprezint precizia de citire a teodolitului, iar n numrul de direciivizate. Dac eroarea nu se nscrie n toleran msurtorile se reiau. Pe baza erorii se poateface compensarea turului de orizont.

Att datele din teren ct i cele rezultate prin compensare se vor trece ntr-un tabel:


12/14

12

Compensarea turului de orizont

1. Calculul coreciei: TO TO c = e2 Calculul coreciei unitare:

3 Repartizarea coreciei unitare msurtorilor efectuate, n progresie aritmetic ncepndcu punctul B

4. Calculul direciilor compensate prin nsumarea algebric a mediilor valorilor msuratecu corecia acordat

5.Verificarea compensrii: compensarea este corect dac valoarea msurat ctrepunctul A este identic cucea compensat ctre A

6.Calculul unghiurilor orizontale ntre direciile msurate

7.3 Msurarea unghiurilor orizontale prin metoda repetiieiAceast metod se aplic la msurarea cu precizie a unghiurilor orizontale. Metoda

presupunemsurarea unui unghi de mai multe ori, avnd de fiecare dat ca origine de citirevaloarea unghiului obinutn determinarea precedent.

Pentru msurarea repetat a unghiului orizontal AB vom proceda astfel: se vizeaz punctul A i se efectueaz citirea CA; se vizeaz punctul B i se efectueaz citirea CB dup care se blocheaz micarea

nregistratoare i se rotete aparatul napoi ctre A; cu viza pe A se deblocheaz micarea nregistratoare i se vizeaz din nou B

efectund citirea CB dup care se blocheaz micarea nregistratoare i se roteteaparatul napoi ctre A;

cu viza pe A se deblocheaz micarea nregistratoare i se vizeaz din nou Befectund citirea CB i operaiile se pot repeta de n ori;

n final se calculeaz n valori pentru unghiul orizontal ca diferen de citiri, iar valoarea

definitiv aunghiului AB va fi media aritmetic a celor n valori calculate.

7.4 Msurarea unghiurilor orizontale prin metoda reiteraiei se aplic atunci cndvrem seliminm erorile de divizare ale limbului i const n efectuarea mai multor serii cu originidiferite. Intervalul dintre originile seriilor se calculeaz cu relaia:

unde n este numrul de serii, iar m este numrul dispozitivelor de citire

8 Msurarea unghiurilor verticaleUnghiurile verticale se vor citi direct n aparat, fr a fi calculate prin diferen de direciicum am fcutla unghiurile orizontale.

Modul de lucru pe teren


13/14

13

instalm aparatul n punctul A;

msurm nlimea I a aparatului care este distana pe vertical de la ruulpunctului de

staie pn n axa orizontal a aparatului; vizm pe mira instalat n punctul B astfel nct firul reticular orizontal s se proiecteze

pe mir ladiviziunea corespunztoare nlimii aparatului; citim n aparat valoarea unghiului vertical indicat de cadranul notat cu V, aceasta este

valoarea unghiului zenital zdac diametrul de 0g200g este dispus n acelai plancu axa de vizare rO.

Se recomand s se efectueze citiri n ambele poziii ale lunetei, astfel:Poziia I: Z1=C1Poziia aIIa: Z2=400gC2

Unghiul de pant poate fi calculat n funcie de unghiul zenital mediu:

= 100gZ sau

1 = 100gC1

2 = C2300g

Figura 13 Msurarea unghiurilor verticale

9 Msurarea direct a distanelor9.1 Instrumente utilizate la msurarea direct a distanelorInstrumentele utilizate la msurarea direct a distanelor sunt panglicile i ruletele.

Panglica este o band de oel de lungime 20, 25, 30 sau 50 m cu o seciune de aproximativ 13 *

0.2 mm. Uzual panglicile sunt divizate n metri, decimetri i centimetri, primul metru avnd idiviziuni milimetrice. La un capt panglica areun inel de prindere, iar cellalt capt este fixat ntr-o carcas sau furc, prevzut cu un bra cu mner pentru rularea panglicii n carcas sau pecadru. Originea panglicii este de regul la captul benzii, la punctul defixare ntre inel i band.

Ruletele au dimensiuni de 2, 3, 4, 5, 7, 10 sau 20 m i sunt divizate pe ntreaga lungimen m, dm, cm, mm. Seciunea lor este de regul mai mic dect cea a panglicilor i se utilizeazla msurarea distanelormici.

Figura 3.14 Tipuri de rulete utilizate la msurarea direct a distanelor


14/14

14

9.2 Modul de msurare a distanelor pe terenMsurarea direct a distanelor nu necesit explicaii prea multe deoarece se face pe

terenuri cu pant mic i pe distane relativ mici.n prealabil este necesar ca terenul s fie degajat de obstacole i jalonat dac distana de

msurateste mai mare dect lungimea panglicii utilizate la msurtoare. Jalonarea presupune

amplasarea de jaloane din 50 n 50 m, ncepnd cu captul ndeprtat spre cel apropiat deoperator. Pentru jalonare sunt necesari doi operatori, unul aezat pe aliniament, astfel nct svad cele dou jaloane de la capete ca pe unul singur, iar cellalt operator va planta jaloaneleintermediare ghidat fiind de primul.

Dup jalonare se face msurarea efectiv a distanei. La msurare se vor utiliza cainstrumente auxiliare fie pentru marcarea capetelor panglicii, ntinztoare i dinamometre pentrumsurarea forei dentindere a panglicii.

Dac terenul are variaii de pant n lungul aliniamentului de msurat, acesta se vadescompune n segmente de aliniamente cu pant uniform, fiecare segment fiind msuratindependent. Distana final va fi:

L = n*l + l' unde:- L este distana nclinat total msurat;- n este numrul de cte ori a fost aplicat panglica pe teren;- l este lungimea panglicii;- l' este distana nclinat citit la final de tronson.Dac distana are pant se va face reducerea la orizont a distanei nclinate msurate pe

teren.

D = L sin z = L cosunde:

- D este distana redus la orizont;- L este distana nclinat msurat pe teren;- z este unghiul zenital;

- este unghiul de pant.

10 Probleme propuse spre rezolvare1.Se dau direciile unghiulare orizontale msurate dintr-un punct de staie prin metoda

turului de orizont cu un aparat de precizie p = 1c

Se cere s se compenseze turul de orizont is se calculeze unghiurile orizontale dintredireciile msurate.

2.Se dau direciile unghiulare orizontale msurate dintr-un punct de staie prin metodaturului de orizont cu un aparat de precizie p = 10cc

Se cere s se compenseze turul de orizont is se calculeze unghiurile orizontale dintredireciile msurate.

CURS 6-7 Teodolit

Documents

Transcript of CURS 6-7 Teodolit