Зрительные трубы высокоточных теодолитов

Одной из важнейших конструктивных особенностей зрительной трубы высокоточного теодолита является наличие окулярного микрометра, посредством которого осуществляется визирование на наблюдаемые цели. Имеются зрительные трубы разных видов как для визуальных, так и для не визуальных наблюдений, т. е. с участием и без участия наблюдателя . В астрономических теодолитах используются ломаные астрономические трубы с обратным изображением наблюдаемых объектов. В оптических теодолитах высокой точности применяются астрономические трубы с внутренней фокусировкой (рис. 54). Используются также и зеркально-линзовые трубы, например, в теодолитах DKM-3. В теодолитах для не визуальных наблюдений применяются трубы с фотоэлектрической, лазерной, телевизионной и другими системами наведений трубы.

Средняя квадратическая ошибка визирования. Точность визирования с помощью зрительной трубы зависит от разрешающей силы трубы, разрешающей способности глаза наблюдателя, контраста цели и фона, на который она проектируется, прозрачности атмосферы, амплитуды колебаний изображений и т. п. Под разрешающей способностью глаза понимают такой предельно малый угол со, при котором две близко расположенные точки почти сливаются, но видны еще раздельно. При расчетах обычно принимают со = 60" (у отдельных наблюдателей эта величина может изменяться от 15 до 120").

Разрешающая сила зрительной трубы о зависит от се увеличения Г и определяется по формуле

 

Рис. 54. Оптическая схема трубы теодолита Т05:  1, 2 и 3, 4 — компоненты объектива; 5 — фокусирующая линза; 6 — плоскопараллельная пластинка окулярного микрометра; 7 — сетка нитей; 8 — покровное стекло сетки нитей;   9 — окуляр

Исследования проф. А. С. Чеботарева показали, что при благоприятных условиях наблюдений разрешающая сила трубы соответствует предельной ошибке визирования, т. е.

а »Зmвиз.                                                                                               (6.2)

Отсюда найдем

Зmвиз.=a/3=w/3Г                                                                              (6.3)

По этой формуле можно определить средние квадратические  ошибки  визирования  для  разных теодолитов   (табл.   12).

Практика показывает, что увеличение зрительной трубы более 60х не дает желаемого эффекта, так как чем больше увеличение, тем менее прозрачной кажется атмосфера из-за сильного увеличения изображения находящихся в ней взвешенных частиц. При значительных расстояниях между пунктами и большом увеличении трубы атмосфера кажется мутной, видимость  цели  ухудшается, точность визирования  понижается.

Окулярный микрометр. Для ослабления влияния случайных ошибок визирования трубы высокоточных теодолитов снабжают окулярным микрометром, основной частью которого является подвижный биссектор сетки нитей, связанный с отсче ной шкалой микрометра (рис. 55). Угловое расстояние между вертикальными нитями биссектора около 30—35".

 

Таблица   12

Техническая характеристика

Т05

Т1

ОТ-02М

Увеличение зрительной трубы, крат

36; 50; 60

30; 40

24; 30

Разрешающая сила трубы  а, угл. с

1

2

2

Средняя   квадратическая   ошибка   визирования mвиз, угл. с

0,3

0,7

0,7

 

 

 Рис. 55. Поле зрения окулярного микрометра трубы высокоточного теодолита

 

При наблюдениях биссектор не менее трех раз подряд наводят на визирную цель при неподвижном положении трубы и таким образом измеряют угловое смещение середины биссектора (визирной цели) на величину ε относительно нуль-пункта микрометра (показан пунктиром). Выразив величину ε в угловой мере, получают поправку в отсчет по лимбу за показания окулярного микрометра. Применение окулярного микромера с подвижным биссектором позволяет в 1,5—2 раза уменьшить влияние случайных ошибок визирования.

Поверительная труба. Высокоточные теодолиты кроме главной имеют еще так называемую поверительную трубу, снабженную окулярным микрометром. Поверительная труба впервые была предложена выдающимся русским астрономом и геодезистом В. Я- Струве. Крепится она к подставке теодолита и предназначена для определения и учета кручения столика гё1-одезического сигнала при наблюдениях. Перед началом угловых измерений на пункте поверительную трубу наводят на близлежащую визирную цель (на расстоянии 1—2 км) и жестко скрепляют с подставкой теодолита с помощью закрепительного устройства.

При выполнении наблюдений на пункте главную и поверительную трубы наводят на соответствующие визирные цели и по команде наблюдателя синхронно берут отсчеты по окулярным микрометрам этих труб. По разностям отсчетов по поверительной трубе вычисляют поправки за кручение геодезического сигнала в измеренные направления и углы. Благодаря применению поверительной трубы значительно повышается точность угловых измерений, выполняемых с сигналов, имеющих значительное кручение. Если кручение сигнала мало (не более 1" за 4—5 мин), поверительную трубу не используют.