Задали задачу на собеседовании..

На малых углах наклона на цели ошибка горизонтирования мало влияет на измерение горизонтальных углов. Но при больших углах наклона, естественно, нужно строже соблюдать вертикальность оси вращения. Так это и на точных теодолитах либо применяют накладной уровень, либо берут отчёты по уровню и вводят поправки в направления.

Нет, на Т15 не повторительная система осей. Как и на первых Т5. Там есть защёлка для перестановки лимба, но она не работала столь чётко. Даже без перестановки при простом нажатии и затем отжатии установленный отчёт чуть сбивался. А на последующих моделях и вовсе пошли кнопки, вращением которых переставлялся лимб, так те ещё хуже.
Конечно, нормативами не зря предусмотрено для определённых классов сетей применение своих инструментов и соответствующих методик измерений. Это делает работу проще и точнее.
А метод повторений с теодолитами типа Т30 очень медлительный, требует повышенной внимательности, чтобы случайно не крутануть не тот винт. Но метод может применяться, как исключение, в отдельных случаях, когда нужно точнее, а нечем.

 

Вот как раз защёлка - это и есть один из вариантов реализации повторительной системы. В учебниках написано, что Т15 - повторительный теодолит. На Theo 020b и 2Т30М такой защёлкой пользовался, никакого сбивания отсчёта не наблюдал. А вот кнопка - это уже да, неповторительная система, способом повторений мерить соответственно невозможно.

Только что нашёл формулу ошибки визирования. 60"/Г, где Г - увеличение зрительной трубы. То есть для Т30 ошибка наведения будет 3".

корень((3" * корень (10))²+ 30²)/10 = 3.2".

Ну не может так быть, должно быть что-то ещё. Знать бы, с какой точностью размечен лимб Т30. Мне кажется, всё в вопросы приборостроения упирается в конечном итоге. Вообще говоря... Вопрос однозначно разрешается экспериментом, но работы уж больно много. Например, один полный приём Т2 и 10 приёмов способом повторений Т30. И так не меньше 10 раз, чтобы хоть какая-то статистика была. Т2 то у меня свой есть (2Т2А), а Т30 и 2Т30 в универе уже все раздолбанные в ноль. 4Т30П только рабочие, но на них треггеров нет с оптическими центрирами, чтобы эту ошибку хоть как-то компенсировать. Да и сами они, как вы уже отметили, не ахти какие.

Короче. Надо покупать свой Т30 и проверять) Может займусь, как эпидемия пойдёт на спад. У меня так скоро целый шкаф старья будет. Уже и так Н-3 и 2Т2А с креплением лазерной рулетки есть. Горд тем, что моё старьё рабочее! Сам юстировал

 

Это не совсем то имеется в виду.
60" - средняя разрешающая способность человеческого глаза, делённая на увеличение оптики даёт разрешение глаза через трубу. То есть через 20х оптику глаз способен увидеть объекты с угловым размером 3". Всё вроде бы так, но это не ошибка визирования. Необходимо ещё учитывать особенности человеческого глаза. Например, диск диаметром 3 см глаз способен рассмотреть на расстоянии до 100 м (60"). Но провода ЛЭП диаметром в 3 см можно видеть на значительно большем расстоянии. Почему?
Далее. Угловой размер толщины сетки нитей в теодолитах в пределах 3-5". То есть, если цель сместилась от середины нити на её край (1.5-2.5") глаз теоретически не будет способен уловить это отклонение? Нет, практика показывает, что такое отклонение очень легко улавливается глазом.
Кроме того, опытные наблюдатели при наведении на цель пользуются не одной нитью, а биссектором, что повышает точность визирования примерно в 1.5 раза.
Вот выдержка из "Высшая геодезия. Н.В.Яковлев":
Хотя это данные для нивелира, но нет принципиальной разницы в точности наведения, по вертикали или по горизонтали.

Или вот ещё пример из моей практики. Сводка измерений отдельного угла двенадцатью приёмами тахеометром Leica TC2003 (0.5").

СКО угла по уклонениям от среднего значения = 0.6". А ведь в этой оценке присутствует и приборная ошибка измерения.
Так сколько же в этом случае остаётся на ошибку наведения?
При том, что в ошибке измерения угла "сидят" две ошибки наведения (задняя и передняя цели).

Не надо. Лучше купить какой-нибудь современный хороший прибор.

 

Мне кажется это задача из разряда "вилкой в глаз или в ж... раз". Либо какой-то шутливый ответ, либо у создателя задачи есть своей априори ответ. Если в задаче есть кран, значит стройка проходит не в доисторические времена. А значит не может быть такого что на стройке нет ни веревки ни рулетки, тем более у геодезиста. Не удивлюсь если кран тут был не спроста, и крановщик ювелир должен помочь решить проблему)))

 

Потому что угловые размеры проводов ЛЭП в направлении их протяжения много больше угловых размеров в направлении их толщины? К тому же провода тёмные, а небо светлое.

Думал, что таким образом полагается наводиться всем, не только опытным наблюдателям. Однако, есть приборы, где сетка нитей не имеет биссектора. Например, у автоколлимационных теодолитов. Точность наведения при обычных измерениях без использования методов автоколлимации из-за отсутствия биссектора несколько снижена. В результате, например, 2Т2А и 3Т2КА при использовании их как обычных теодолитов даёт точность не выше 3-4". В паспортах к 2Т2А так и писали - СКП измерения горизонтального и вертикального углов не более 4". Но в паспортах к 3Т2КА почему-то пишут погрешность, аналогичную другим теодолитам Т2, не более 2" и 2.4" для горизонтального и вертикального углов соответственно. Во втором случае, по моему мнению, могут немного привирать, хотя 3Т2КА ни разу не видел и не пользовался.



Кстати, а как быть при измерении вертикального угла? Ведь биссектора горизонтальной нити на старых оптических теодолитах нет (на электронных тахеометрах сейчас есть и биссектор горизонтальной нити, там всё понятно). Всегда при работе с теодолитом измерял вертикальные углы при наведении горизонтальной нитью. Но где-то видел указания мерить вертикальные углы, используя биссектор вертикальной нити. Наведение предлагается выполнять таким образом, что визирная цель располагается на уровне окончаний нитей биссектора вертикальной нити. По мне так точное наведение таким образом трудновыполнимо.

А хорошая точность получилась - 0.62" по формуле Бесселя.

Разве ошибка визирования не является компонентой приборной ошибки?

Может и не потребуется. У меня есть доступ к относительно исправному Theo020b. Техобслуживание он давно не проходил, но на моё баловство, думаю, хватит. Можно исследовать его СКП измерения горизонтального угла одним приёмом, затем уже попробовать методику, которую вы описали. Результат СКП одним приёмом сравнить с СКП измерения, которую можно получить, например, по 10-15 уклонениям значений от среднего (значения получить по вашей методике).

 

А как может помочь длина, если разрешение глаза не позволяет увидеть ширину? Провод не должен быть виден, а он всё-таки виден.
Но если отойти от провода ещё дальше, то глаз его тоже не различит, хотя угловой размер длины провода (расстояние между опорами) может быть в несколько градусов.
Тут дело вовсе не в длине.

Выход всегда есть:
Биссектор вместо сетки может быть на целях.
Кстати, клиновой биссектор даже лучше параллельного для визирования на разных удалениях целей.

Я просто хотел отметить, что 0.6" включает в себя как чисто ошибки прибора (разбивка лимба, система считывания и т.д.), так и собственно ошибки визирования (человеческий фактор).
То есть, ошибки визирования будут всяко меньше 0.6", быть может, те самые 0.3", о которых говорится в книге "Высшая геодезия. Н.В.Яковлев".

 

И в чём же? Просветите?

Клиновой биссектор ведь только в высокоточных оптических нивелирах, кажется. Или он применялся и в угломерных приборах?

Действительно. Посмотрел технические характеристика Leica TC 2003. Увеличение зрительной трубы 30х. Если использовать формулу 10"/v, где v - увеличение зрительной трубы, то как раз те самые 0.3" и получаются.
Хм... Точность 0.5", но увеличение всего 30х. Для работ по высокоточной установке промышленных агрегатов и наблюдений за деформациями? Впрочем, таким и на городских сетях работать очень хорошо.

 

Не скажу. Сам не знаю и нигде не нашёл вразумительного тому объяснения. Такие уж особенности глаза. И вообще, зрение не только глаз, но и то, как картинку обрабатывает мозг. И этот мозг вносит свои коррективы. Не случайно существует масса оптических иллюзий.
Когда-то я занимался пулевой стрельбой и столкнулся с таким явлением, когда выполняешь пристрелку винтовки по одной мишени, потом на её место вешаешь новую, стреляешь, получаешь хорошую кучность, но СТП (средняя точка попадания) не совпадает с центром мишени. Вносишь поправки в прицел, добиваешься СТП в центре мишени. Меняешь мишень и опять СТП в стороне. Пусть и не очень много, но уже не в десятке.
Причина оказалась простой. Мишени в типографии печатались на большом листе, мы их резали сами, но не соблюдали условие, чтобы чёрное яблоко было по середине белого листа.
И хотя казалось, что мушка, прорезь и яблоко правильно совмещены, неоднородный фон искажал восприятие цели. На одних стрелках это сказывалось меньше, на других больше, но подвержены были все.
Стали аккуратно резать лист с мишенями, обеспечивая симметрию, и стрельба стабилизировалась.
Такие вещи нужно учитывать и при выполнении точных геодезических измерений.

На теодолитах клиновых биссекторов не встречал. Зато клиновые цели (марки) широко используются. Вот наглядная картинка, поясняющая эффект клиновой цели:
Если сосредоточиться с наведением в зоне 1 или 2, то отклонение малозаметно. А если в зоне 3, то отклонение сразу бросается в глаза.

При большом желании можно заменить родной окуляр на 40× окуляр от нивелира Leica NAK2. Подходит без проблем.

 

ЮС, попробовал Theo 020b. СКП измерения угла полным приёмом составила 4" по результатам измерений в 12 приёмов. Затем способ повторений, но пришлось сменить станцию, чтобы солнце прибор не грело. Выполнил 10 повторений при одном круге, 10 раз при другом, и так 5 приёмов. СКП измерения угла одним приёмом из 10 повторений составила 4" Результаты первых двух серий дали полное совпадение по сумме углов. Затем сумма углов начала постепенно увеличиваться. Будто какая-то систематика появилась. После выполнения 5 серий выполнил ещё один полуприём из 10 повторений, тенденция к увеличению суммы углов сохранилась. Между одним полуприёмом первой серии и последним отдельным полуприёмом (они оба были выполнены при положении прибора круг лево) разница измерения отдельного угла составила 12". Интересно, что случилось... Дело здесь не в смещении прибора или штатива, уровень контролировал, в центрир иногда поглядывал, всё было нормально... Рефракция? Вряд ли боковая рефракция даст аж 12" вне города в условиях, когда нет препятствий вблизи визирного луча. Возможно, конечно, но маловероятно. Увлекание алидадой лимба проверил перед наблюдениями, но не проверил после. Может быть в ходе наблюдений эта ошибка появилась. Надо будет проверить.

--- Сообщения объединены, 4 апр 2020, Оригинальное время сообщения: 4 апр 2020 ---

Не допёр также ещё до того, что лучше один полуприём в способе повторений мерить в одном направлении, например, по часовой стрелке, а второй в противоположном направлении. Правильная мысль пришла уже после. Как бы прибор не попортил такими нагрузками. Мерил угол буквально 100 раз с поворотом алидады отдельно от лимба только в одну сторону.

 

Не приходилось ли кому пользоваться насадкой 40x Sokkia ES7? Ни разу не видел ее. Недавно задумался, что несмотря на разную угловую точность приборов, у всех кратность трубы равна 30. А ещё недавно наводился sokkia 630 КЛ/КП (кстати, кратность трубы не 30, а 26), и разница составила 1". Сделал вывод, что точность наведения зависит от удалённости точки. Если при этом она достаточно светлая и правильной геометрической формы, тогда удобно наводится между двумя нижними штрихами сетки нитей.

 

Сейчас да, почти у всех электронных тахеометров в стандартном комплекте труба идёт 30х, если без насадок. А угловая точность их зависит в основном от того, как разметят цифровой лимб. Вот эти лимбы производят, а потом берут и каждый исследуют. Затем их разделяют по точности - 0.5", 1", 2", 3", 5" и 7". Грубее 7" цифровых лимбов, по-моему, сейчас вообще нет.

Не всегда. Зависит скорее от угловых размеров наблюдаемой визирной цели, её формы, освещённости, метеоусловий и так далее. Можно и на 10 метров наводиться очень точно, если визирная цель - это маленькая аккуратная точка от маркера на стене.

Два нижних штриха, это имеется в виду биссектор? В общем случае да, удобнее и точнее наводиться биссектором. Но есть исключения. Например, при поверке сетки нитей иногда удобнее наводиться горизонтальной нитью. Или другой пример уже описали выше - клиновые марки - тоже лучше нитью.

 

Если я правильно понимаю, у этого теодолита для фиксации лимба, при его перестановке, используется клавиша-защёлка? Я же упоминал о недостаточной надёжности такой системы. Для простой перестановки лимба - да, для метода повторений - нет.
Кроме того, этот теодолит 3" точности и метод повторений тут не будет иметь такого эффекта, как на повторительных теодолитах 1' и 30" точности. На лимбах 30-60" точности повторениями можно выжать 5", но на лимбах 3" точности получить такого прироста вряд ли получится из-за влияния других источников ошибок (механика и пр.).
Всякой методике есть свой предел, ведь не случайно на точных теодолитах повторительная система осей не применяется.

Что в повторениях подразумевается под "полуприёмом"?

Не понял, как это? Какой смысл 100 раз крутить алидаду и что значит, отдельно от лимба?

Для уменьшения (компенсации) инструментальных ошибок (наклон оси, неравенство подставок, коллимация, увлечение...) можно поступить, например, следующим образом.
При КЛ повторениями измеряется сумма левых по ходу углов (начальная цель Задняя, конечная цель Передняя), и вычисляется среднее значение (КЛср).
При КП повторениями измеряется сумма правых по ходу углов (начальная цель Передняя, конечная цель Задняя), и вычисляется среднее значение (КПср).
И при КЛ и при КП вращение алидады, откладывая угол, только в одну сторону!
Контроль и оценка результата: КЛср+КПср должно равняться 360°.

 

Присмотрелся получше к положению индекса в микроскопе при нажатии на клавишу защёлки. И действительно, сейчас заметил едва уловимое глазом его смещение. Перед наблюдениями попробовал, но тогда ничего не заметил. Видимо, это происходит не всегда, но при измерении угла способом повторений это смещение в любом случае является дополнительным источником ошибок.

Тоже об этом подумал, но попробовать было интересно) Думал, что может сыграть роль немецкое качество и таки возможно выжать из теодолита где-нибудь 1,5"- 1" приборной точности.

Под полуприёмом подразумевал совокупность всех измерений при одном круге. В данном случае 10 повторений при КЛ - полуприём. 10 повторений при КП - второй полуприём. Или называть их как "полуприём из 10 повторений" некорректно?

Имел в виду следующее. 5 приёмов. В каждом приёме в сумме по 20 повторений (по 10 в каждом полуприёме). 5*20 = 100. То есть 100 раз откладывал угол на лимбе, и всё это в одну сторону.

Мерил не так. И при КЛ, и при КП мерил как левый по ходу угол.

КЛ:
1) Наведение на заднюю точку (назовём её Т1). Взятие отсчёта.
2) 10 повторений как при измерении левого по ходу угла
3) Наведение на переднюю точку Т2. Взятие отсчёта.

КП:
1) Наведение на заднюю точку (снова Т1). Взятие отсчёта.
2) 10 повторений как при измерении левого по ходу угла
3) Наведение на переднюю точку Т2. Взятие отсчёта.

Начальные отсчёты при КЛ были 0, 36, 72, 108, 144. Начальные отсчёты при КП - 180, 196, 252, 288, 324. Контроль - отличие сумм углов при КЛ и при КП 180 градусов.

Коллимация, эксцентрисистет, ошибки диаметров лимба, неравенство колонок - это всё устраняется. Но что насчёт увлечения алидадой лимба? Если вспомнить способ круговых приёмов, то там эта ошибка компенсируется за счёт того, что в двух полуприёмах алидада вращается, наоборот, в разных направлениях. Как эту ошибку можно скомпенсировать в способе повторений? Не совсем понимаю действие этой ошибки. Знаю, что при повороте алидады лимб может как бы проворачиваться вместе с ней из-за трения механических частей. Но на какую величину и по каким законам происходит это смещение? Попробую пока поискать в учебниках.

 

Не понял. .

Должно быть:
1) Либо установка нуля на Т1, либо взятие отсчёта на Т1, лимб при этом не закреплён.
2) Наведение на Т2 и фиксация лимба с алидадой.
3) Наведение на Т1 поворотом трубы вместе с алидадой и закреплённым лимбом (сохраняя отсчёт, что был на Т2).
4) Открепление лимба, наведение на Т2 и опять фиксация лимба с алидадой. (есть два отложения угла - два повторения).
5) Наведение на Т1 поворотом трубы вместе с алидадой и закреплённым лимбом (сохраняя последний отсчёт, что был на Т2).
6) Открепление лимба, наведение на Т2 и опять фиксация лимба с алидадой. (есть три отложения угла - три повторения).
И так далее, до нужного числа повторений. При завершении повторений берётся последний отсчёт на Т2.

Да, если число направлений три и более. При КЛ вращение прибора по часовой стрелке, а при КП против часовой стрелки. Кроме того, в каждом полуприёме выполняется замыкание на начальный пункт, а полученная невязка (незамыкание) разбрасывается во все направления.
При двух направлениях программа на станции несколько упрощается. В этом случае, прибор вращается только в одном направлении, при КЛ последовательно берутся отсчёты на Т1, Т2, труба переворачивается через зенит и при КП берутся отсчёты на Т2, Т1 (по сути, это тоже замыкание на начальный пункт).
Если же при КП вращать прибор в противоположную от КЛ сторону, то может не улавливаться, например, ошибка увлечения лимба.

"Увлечение лимба" могут вызывать несколько инструментальных ошибок, как собственно поворот лимба на оси, так и люфт в механизмах наведения, люфт в подъёмных винтах трегера. В момент начала вращения прибора эти люфты выбираются и в результате угол намеряется чуть меньше, чем есть на самом деле. Поэтому, если отдельный угол (два направления) измеряя КЛ по часовой стрелке, а КП против часовой стрелки, то в оба измерения ошибка войдёт с одним знаком. Углы КЛ и КП могут сойтись по величине, но оба будут содержать ошибки.
Впрочем, не запрещено измерять отдельный угол с замыканием на начальный пункт. Тогда КЛ и КП можно крутить в разных направлениях. Но это займёт немного больше времени и придётся больше топтаться возле ножек штатива, что при установке на грунте не идёт на пользу.

Как я уже говорил:

 

При первом наведении на Т1 была именно установка. В первом приёме нуля, затем уже других значений. Далее всё в точности так, как вы написали.

Хочу уточнить. Например, мерим угол 90 градусов.

1) Установка нуля при наведении на Т1.
2) Вращение алидады, например, по часовой стрелке (при этом алидаду повернём на 90 градусов). Наведение на Т2, взятие отсчёта.
3) Перевод трубы через зенит.
4) Вращение алидады по часовой стрелке (при этом алидаду повернём на 180 градусов). Наведение на Т2, взятие отсчёта.
5) Вращение алидады по часовой стрелке (при этом алидаду повернём на 270 градусов). Наведение на Т1, взятие отсчёта.

То есть в сумме у нас алидада повернётся на 540 градусов?
Просто вопрос для уяснения последовательности работы на станции, чтобы исключить ошибку увлекания алидадой либма. Всё ли верно в данном примере? Раньше о влиянии этой ошибки особенно не задумывался. Крутил алидаду как придётся, в произвольном направлении.

Каково влияние этой ошибки в современных приборах? Механика в современных электронных тахеометрах по своей сути не отличается от таковой у оптических теодолитов. Значит, по прежнему имеет смысл соблюдать порядок вращения алидады, чтобы исключить возможность влияния этих инструментальных ошибок?

 

Да, всё так, только действия в пунктах 3 и 4, что выделены цветом, не имеют отношения к измерению углов-направлений. Это всего лишь перестановка с КЛ на КП. А вычисляемые углы по разностям отсчётов (направлений) на Т1 и Т2 будут соответственно 90° и 270°.

Если имеются в виду электронные тахеометры, лимб которых закреплён и физически не может вращаться, то и увлечения его быть не должно. Но я ведь не случайно выделил кавычками:

Пусть в тахеометрах лимб жёстко закреплён с нижней частью прибора (одной ошибкой меньше), но вся остальная механика с геометрией прибора мало в чём отличается от старых теодолитов. Например, из-за люфтов и упругих деформаций в подъёмных винтах при вращении прибора будет на какую-то величину поворачиваться нижняя часть прибора вместе с лимбом. Кроме того центр лимба может не совпадать с осью вращения прибора (эксцентриситет), никто полностью не исключил коллимационную ошибку и наклон оси вращения трубы (неравенство подставок) и пр.
Поэтому, чтобы уменьшить влияние инструментальных ошибок тахеометров необходимо соблюдать все те же правила, что были когда-то разработаны для теодолитов: порядок и направление вращения прибора, вращение наводящих винтов и прочие "хитрости".

 

На ввинчивание, так ведь?

Это какие? Не переносить прибор на штативе или в рюкзаке во избежание появления инструментальных ошибок? Не перекручивать закрепительные винты? Своевременно проводить ТО и смазывать вращающиеся части? Хотя к "хитростям" такие вещи вряд ли относятся.

Да, кстати. Спасибо вам большое за ликвидацию безграмотности. Где бы я ещё такое узнал? Вопрос риторический.

 

Так. Но не только это.
А все "хитрости" в кавычках. Новое - хорошо забытое старое.
До того, как начать откручивать приёмы, нужно покрутить прибор и трубу в разные стороны для равномерного распределения смазки в осях.
Для начального направления желательно выбирать цель с хорошей видимостью, на достаточном удалении при небольшом угле наклона.
Важно правильно (без параллакса) отрегулировать по глазу сетку нитей.
Выполняя грубое наведение, нужно немного не доводить до цели так, чтобы завершить точную доводку микрометренным винтом (на ввинчивание). Дёргание прибора при наведении туда-сюда приводит к дополнительным ошибкам.
Пользоваться закрепительными винтами нужно без больших усилий.
При измерениях горизонтальных углов нежелательно использовать закрепительный винт наклона трубы.
При визировании на удалённые цели фокусировку надо отрегулировать так, чтобы её не трогать при переводе трубы с цели на цель. Если цели слишком разно удалены, то фокусировкой приходится пользоваться, но в таком случае заканчивать фокусирование в одном направлении.
Когда-то давно были инструкции и наставления по этому делу. Новых изданий не встречал и в ВУЗах, похоже, такому не учат. Как результат, некоторые специалисты даже самыми высокоточными современными приборами не могут выполнять точные угловые измерения.

 

Попробовал. Поначалу трудно, потом руки и глаза понемногу привыкают. Коллиматорные визиры поправил, тоже упростило наведение без лишних движений.

Никому это не нужно. Ни преподавателям, ни студентам.

 

А вот, оказывается, ничего подобного! Только что оценил точность измерения горизонтального угла теодолитом 2Т2А из 8 приёмов по формуле Бесселя. Точность 1.8". Почему тогда в паспорте написали 4" - не вполне ясно.