Теодолит

Теодолит, геодезич. угломерный инструмент, обладающий плавностью движения отдельных частей и имеющий достаточную устойчивость, что гарантирует надежность измерения углов. По конструкции осей Т. можно разделить на простые и повторительные; у первых лимб и трегер жестко соединены между собой, у вторых лимб подвижной, а ось вращения совпадает с осью алидадного круга. Но назначению теодолиты бывают: технические— для съемочных работ, тахеометры (смотрите)—для

определения высот и расстояний, фототеодолиты (смотрите)—для фотограмметрических съемок и универсальные, предназначенные для триангуляций (смотрите). Универсальные Т., снабженные вертикальными кругами с точностью отсчета в 10" и выше, называемые универсалами, предназначаются для работ как геодезических, так и астрономических. В триангуляциях I класса в СССР применяются Т., изготовляемые фирмами Гильдебранд (фигура 1) и Бамберг (фигура 2).

В триангуляциях II и III класса и в городских триангуляциях теперь получили широкое рас

пространение универсальные и прецизионные Т. ф-к Вильда и Цейсса.

Универсальные Т. немецких фирм Гильдебранда и Бамберга, употребляемые на триангуляциях в СССР, имеют горизонтальные круги диам. 17,5-f-35 сантиметров с наименьшим делением на них в 4—5. Отсчеты горизонтального круга производятся двумя микроскопами с микрометрами, снабженными двумя парами нитей, отстоящими на 1, 1у₂ или 2 оборота друг от друга.

Цена одного деления барабана микрометра 1", 2", 5", а по оценке 0,1", 0,2" и 0.5". Главная труба Т., центральная и прямая, имеет диаметр объектива 36-f-72 миллиметров, с фокусным расстоянием 33-f-65 см. Увеличение трубы 36-Ϊ-72 раз. Труба лежит горизонтальной осью в основных лагерах подставки Т. и кроме того подпирается парой ложных лагеров, на которых она поднимается при ее перекладывании помощью переводного механизма. Сетка нитей имеет вид биссектора с угловым расстоянием в 30—40", дающим предельную ошибку наведения трубы до 3", которая уменьшается‘ с увеличением фокусного расстояния объектива трубы. Для облегчения наведения и повышения точности кроме микро-метренного винта алидады, передвигающего верхнюю часть инструмента, трубу снабжают окулярным микрометром, нити которого располагаются в фокальной плоскости объектива. Барабан винта окулярного микрометра разделен на 100 частей, шаг винта 0,25 миллиметров. Полные его обороты отсчитываются по зубцам, лежащим в плоскости диафрагмы зубчатки. В нижней части Т. расположена поверительная труба, перемещающаяся в особой каретке, связанной с трегером инструмента и с нижним концом, охватывающим центральную его цапфу. Цена деления окулярного микрометра -главной и поверительной труб 1-г-1,5". Отверстие объектива 36— 45 миллиметров, фокусное расстояние 33-J-52 см. Увеличение 3®-f-65 раз. Для установки вертикальных осей в отвесное положение имеются накладные уровни с воздушной камерой и ценой деления в 2,5-^5". Поле зренияи окулярные микрометры труб, микроскопы с микрометрами горизонтального и вертикального кругов освещаются эле-ктрич. лампочками в 3,5 V, питаемыми от аккумулятора. Для регулировки степени освещения имеется реостат.

Основные геодезич. Т., применяемые на триангуляциях I класса в СССР, бывают двух типов и характеризуются сл. данными.

I т и п. Геодезический Т. 2"-ной точности. Диаметр горизонтального круга 275 миллиметров, подвижной, закрепляющийся. Деления на лимбе через 4 (¹/ι₆°) с подразделением на 360°. Деления нанесены на серебряной пластинке. При круге—2 микроскопа с микрометрами с ценой деления 2", с оценкой до 0,2", с двумя подвижными бис-секторами, отстоящими друг от друга на П/г оборота. Главная труба—прямая, центральная. Отверстие объектива 65 миллиметров; фокусное расстояние 650 миллиметров. Увеличение в 42, 62 и 72 раза. Труба снабжена окулярным микрометром с одной горизонтальной нитью и подвижным бис-сектором, имеющим угловое расстояние в 25", цена деления окулярного микрометра~ 1". Освещение трубы электрическое и масляное. Главная труба имеет механич. перекладку горизонтальной оси трубы помощью эксцентрика. Движение окулярного колена дается обыч-

ной кремальерой. Доверительная труба имеет отверстие объектива 45 миллиметров, фокусное расстояние 420 миллиметров, увеличение 47 и снабжена окулярным микрометром, состоящим из одной горизонтальной нити и подвижного вертикального биссектора с угловым расстоянием 35—40". Цена деления окулярного микрометра 1". Доверительная труба располагается в каретке, перемещающейся по основному кольцу подставки инструмента и соединяется клеммой с центральной вертикальной цапфой. Дакладной уровень с точностью в 2" насаживается на горизонтальную ось и имеет воздушную камеру. Уровень при колонке трубы 5"-ной точности. Освещение трубы, окулярного микрометра и микроскопов с микрометрами горизонтального круга—электрическое. Имеется центральный переключатель. Укладка в двух ящиках с пружинным дном и двумя боковыми пружинными подушками. В качестве принадлежностей имеются: штатив, две линзы для“ коротких расстояний и прочие.

II тип. Конструкция аналогична типу I. Размеры: горизонтальный круг диам. 210 миллиметров; деления на лимбе 5 Wi2°); цена деления микроскопов 2". Главная трлба с отверстием объектива 48 миллиметров и фокусным расстоянием 490 миллиметров. Ортоскопич. окуляры с увеличением в 36, 45 и 54 раза. Расстояние между нитями микрометра 35". Труба перекладывается рукой без эксцентрика. Доверительная труба с отверстием объектива 40 миллиметров и фокусным расстоянием 380 лш, увеличение окуляра 42. Расстояние между подвижными нитями 40". Уровни накладные с ценой деления в 3—5" и воздушной камерой.

С 1929 г. в наших триангуляциях стали применять универсальный Т. особой конструкции типа Bauart Schweizer Landestopographie без окулярного микрометра главной трубы.

Размеры Т. Горизонтальный круг диам. 180 миллиметров. Деления на лимбе в ¹ /₆ °. Отсчет производится по двум микроскопам с микрометрами (точностью 2"). Отверстие объектива главной трубы 41 миллиметров; фокусное расстояние 380 миллиметров; ортоскопич. окуляры с увеличением 42-f-56 раз. Отверстие объектива поверительной трубы 36 миллиметров> фокусное расстояние 330 миллиметров, ортоскопичеекий окуляр с микрометром, с увеличением в 30 раз. Вертикальный круг диам. 160 миллиметров с нониусами точностью в 10".

Иногда при триангуляционных работах I класса применяют универсалы, имеющие вертикальный круг и уровни Талькот а.

Для триангуляции II класса в СССР пользуются геодезии. Т. 5"-ной точности.

Основные размеры. Диаметр горизонтального круга в 175 миллиметров и подразделением лимба в ¹ /₆°. Главная тр> ба с диаметром объектива в 36 миллиметров, фокусным расстоянием в 330 миллиметров и с двумя окулярами увеличением в 33 и 44 раза. Цена деления окулярного микрометра 1,5". Доверительная труба с отверстием объектива 36 миллиметров, фокусным расстоянием 380 миллиметров и с ортоскопич. окуляром 30-кратного увеличения. Цена деления накладного уровня 5". Цена деления окулярного микрометра 1,5". Конструкция его аналогична гесдезич. Т. типа I. Характерной особенностью этих инструментов следует считать систему осей Репсольда, изображенную на фигуре 3, где 1—верхний конец вертикальной оси, оканчивающейся выступом 2 с винтовой нарезкой и навинчивающейся шайбой 3,3; 4,4— втулка алидадной части, имеющая продолжение 5,5 с упорным винтом 6 вверху, оканчивающимся грибообразной головкой 7, имеющей деления, по которым делают отсчет, пользуясь указателем 8. Лри ввинчивании винта 6 его конец нажимает на выступ 2 и при нек-ром давлении приподнимает втулку 4,4. Определенному положению винта 6, отсчитанному по делениям его головки, соответствует наиболее лег- кое вращение втулки при отсутствии каких-либо колебаний. Для плавного движения алидадной части надо, чтобы рабочая поверхность винта 6 находилась в масле. В универсальных Т. встречаются оси Рейхенбаха или Борда.

Прецизионный Т. Вильда изображен на фигуре 4. Здесь 1—вертикальный круг, связанный неподвижно с горизонтальной осью трубы;

2—закрепительный винт трубы; 3—призма, освещающая вертикальный круг; 4—правый лагер; 5—левый лагер; 6—кольцевая кремальера; 7—диоптрийное кольцо (окулярная трубочка); 8—призма для уровня вертикального круга; 9—отсчетный микроскоп (микроскоп-окуляр); 10—уровень цилиндрический при подставке; 11—уровень вертикального круга (с

призмой); 12—вилообразная подставка Т.; 13— микрометренный винт для уровня вертикального круга; 14—микрометренный винт для движения по азимуту; 15—закрепительный винт инструмента (по азимуту); 16—микрометренный винт трубы; 17—оптич. микрометр (микрометренный винт барабана секунд); 18—призменный переключатель изображений кругов; 19— конич. подставка (т р е-г е р); 20—подъемные винты (3 шт.); 21—винт с подвижным предохранителем для передвижения горизонтального круга;22—призма, освещающая горизонтальный круг;£3—треугольник-пластинка; 24—пол-зушки (3 шт.) для зажима подъемных винтов;

25 — головка штатива (металлическая); 26 — окуляр трубы. Горизонтальный и вертикальный круги отсчитываются по отсчетному микроскопу, соединенному с трубой. Справа, подле микрометренного винта трубы, находится призменный переключатель для переключения изображений горизонтального и вертикального кругов. При вращении призменного переключателя по направлению хода часовой стрелки (до предела) в отсчетном микроскопе виден гори зонтальный круг, при вращении же его в оц ратном направлении появляется изображений вертикального круга. Освещение изображений круга должно быть по возможности яркое и равномерное.Чтобы достигнуть этого вращают соответственным образом освещающие призмы. Во время измерения углов освещение не должно изменяться. В отсчетном микроскопе (микроскоп-окуляр) появляются два изображения. Первое изображение, находящееся вверху, представляет двойное изображение диаметрально противоположных частей лимба, разделенных тонкой горизонтальной чертой,—оно дает градусы и минуты. Второе изображение, находящееся внизу, представляет изображение делений барабана секунд, оно дает возможность отсчитывать непосредственно десятки, единицы и десятые доли секунды, а по оценке— сотые доли секунды. Если круг разделен на 360°, то он имеет интервалы в 4, а барабан секунд имеет 600 делений. Десятки делений подписаны соответственно 0,1,2,. ,60. Один оборот барабана секунд соответствует 2 лимба. Деления же барабана секунд для двойного· отсчета имеют интервалы в 0,1", позволяющие отсчитывать наглаз десятые доли этого интер-

Фигура 4.

Фигура 5а.

1 1 1 1 1 Μ 1 1 ! 1 1

η 1

1 1 1 I I 1 1 1 j ] 1

тгпItll Μι

II1 i 1 lit 1 г

Фигура 56.

вала, то есть сотые доли секунд. Сотые доли секунд оцениваются легко, т. к. рассматривание интервала между штрихами равносильно рассматриванию 1 миллиметров на расстоянии наилучшего зрения. Если круг разделен на 400 градов, то он имеет интервалы в 10, барабан секунд имеет 500 делений, причем пятки делений подписаны соответственно 0,1,2, .,100. Один оборот барабана секунд соответствует 5 лимба. Одно деление барабана секунд равно 1". Отсчет горизонтального круга при делении его на 360° показан на фигуре 5а и 56: на фигуре 5а дано изображение в отсчетнохм микроскопе до совпадения штрихов, а на фигуре 56—то же изображение, но только после совпадения штрихов

Отсчеты круга. 2°о

Отсчет барабана. 19,98"

» ». 19,90" 89,88"

Результат: 2°о 39,88"

В середине нижнего изображения круга имеется неподвижный штрих-индекс, в непосредственной близости которого штрихи делений верхнего и нижнего изображений приводятся к совпадению (фигура 56). По этому изображению и делают отсчет. По изображению же фигура 5а отсчетов не делают ни по делениям круга—верхнее изображение ни по делениям барабана секунд—нижнее изображение. Сам же штрих-индекс указывает только середину поля зрения и отмечает зону, где происходит совмещение двух штрихов диаметрально противоположных делений лимба. Совмещение штрихов произво дится тщательно посредством вращения оптич, микрометра, расположенного вверху, около лагера подставки, несущей призменный переключатель изображений кругов. Посредством вращения оптич. микрометра изображения диаметрально противоположных делений круга передвигаются в противоположных направлениях. Окончательное точное движение—совмещение штрихов верхней шкалы со штрихами нижней—должно всегда происходить в одинаковом направлении, как принято у точных микрометренных винтов,—в направлении часовой стрелки. При совпадении верхних и нижних делений штрих-индекс может находиться или

Фигура 6а.

Фигура 66.

на штрихе деления или в середине интервала (фигура 6а и 66).

Отсчеты круга. 83°3o

Отсчет барабана. 45,56"

» ». 45,50" 91,06"

Результат: 83°31 91,об"

Фигура 6а дает изображение круга до совмещения штрихов, а фигура 66 — изображение круга после совмещения диаметральных штрихов лимба (штрихов верхней и нижней шкал). После совмещения делений круга на нижнем его изображении в поле зрения микроскопа отсчитываются непосредственно градусы и ми-, нуты, остальное получают по шкале секунд, бе-* ря с нее подписанные десятки делений и целые деления, умножая весь отсчет по шкале секунд на два или беря по шкале секунд сумму двух отсчетов, полученных путем последовательных совмещений диаметральных штрихов лимба (штрихов верхней и нижней шкал). Сумма двух отсчетов оптич. микрометра дает правильный отсчет в угловых секундах. Для получения пар минут надо отсчитать число штрихов, находящихся между числом градусов, получаемых непосредственно по нижнему изображению круга, и соответственным числом градусов-верхнего изображения круга (разница 180°).

Отсчеты вертикального круга делаются аналогичным путем, угол же наклона получается как разность двух отсчетов, сделанных при круге право и круге лево. Характеристические размеры прецизионного Т. Вильда: диаметр горизонтального круга 140 ж; диам. вертикального круга 95 миллиметров] свободное отверстие объектива 60 миллиметров; длина трубы 260 миллиметров] увеличение трубы (3 переменных окуляра) 24 х, 30 х и 40 х ; увеличение микроскопа для отсчета на кругах 37 х ; цена деления уровня при подставке 7" (округленно) на 2 миллиметров] цена деления уровня при вертикальном круге 6" на 2 миллиметров (точность по уровню двойная в виду применения принципа совмещения изображений двух концов пузырька); цена деления барабана микроскопа 0,8"; вес инструмента 10,3 килограмма, вес металлич. покрышки 5,2 килограмма] вес-треноги с футляром, содержащим вспомогательные принадлежности, 7,5 килограмм; центрирующая подставка диаметром 20 см] вес

5,1 килограмм; средняя ошибка измерения угла прецизионным Т. Вильда равна ±0,3Ч-±0,5".

Принцип конструкции универсального Т. Вильда аналогичен прецизионному. Здесь дается схематич. разрез оптич. его части вертикальной плоскостью, перпендикулярной к плоскости визирования и проходящей через горизонтальную ось вращения трубы Y—Y и вертикальную его ось X—X (фигура 7). Горизонтальный круг С из кронгласа толщиною 6 миллиметров с верхней поверхности посеребрен и имеет деления и цифры; А_г и А2—его диаметрально противоположные части. Они освещены рядом призм. Призма 1 расположена сбоку трегера инструмента. Пучок лучей, падающий на призму 1, отражается от ее гипотенузы и падает на призму 2, заключенную в оправу и расположенную под трегером инструмента. Пройдя призму 2, луч света идет вверх параллельно вертикальной оси Т. Далее лучи проходят через собирательную плосковыпуклую линзу 3, которая этот пучок лучей концентрирует, превращая его из расходящегося в параллельный, и направляет на грань пары склееных призм 4,4, где, получив двойное отражение от их граней, пучок лучей делится на две половины. Отразившись от этих призм, лучи через призму 5 падают на диаметрально "противоположные зеркальные части круга А_гА₂ и их освещают. Отразившись от амальгамированных частей лимба, лучи падают на грани призм 5,5, которые дают отраженным центральным пучкам лучей требуемый угол для того, чтобы изображения двух рассматриваемых частей круга, полученные при помощи собирательной линзы 5, имели необходимое направление вдоль вертикальной оси Т. В призме 5 лучи претерпевают двойное отражение. Собирательная линза 6 состоит из двух частей, находящихся на некотором расстоянии друг от друга, из которых каждая представляет две линзы—двояковыпуклую и вогнуто-выпуклую в верхней части и плосковыпуклую и вогнутовыпуклую—в нижней части. Эти линзы заключены в особые стальные цилиндры, плотно входящие друг в друга. Затем лучи поворачиваются два раза ромбоэдрич. призмой 7 и падают в точках а и δ на толстые плоско-параллельные пластинки 8 и 9. На пластинку 8 попадает луч от точки A_lf а на пластинку 9—от точки А а горизонтального круга. Далее луч, идущий из точки А_г, попадает в пентагональную отражательную призму 11, а луч, идущий из точки А₂, попадает в призму 10 (призмы 10 и 11—«отделяющие» призмы). Отразившись, эти лучи проходят через плоскопараллельную пластинку 12, и, не испытав преломлений или отражений, падают на собирательную плосковыпуклую линзу 13. Далее призмой 14 эти лучи отражаются (меняя направление и путь) перпендикулярно к плоскости чертежа и направляются в фокальную плоскость отсчетного микроскопа, где получается окончательное изображение деления лимба. Изображение, наблюдаемое через окуляр микроскопа, получается в отделяющих пентаго-нальных призмах 10 и 11. Отсчетный микроскоп состоит из системы линз 13 и 6 и линзы окуляра (на фигура 7 опущена). При этом роль объектива играет система линз 6, а сложный окуляр микроскопа составляют окулярная линза и собирательная линза 13. Плоскопараллельная пластинка 12 имеет скошенные взаимно параллельные края—верхний и нижний,— отражающие лучи от неподвижного штриха, нанесенного на этой пластинке, и подвижную круговую шкалу, помещенную на стеклянном диске s,s, который плотно соприкасается с поверхностью плоскопараллельной пластинки

12. Ось вращения у—у стеклянного круга s,s связана с движением плоскопараллельных пластинок8 и9 так, что нек-рому углу поворота круга s,s от своего нормального положения соответствует тот же угол поворота от нормального положения пластинок 8 и 9, но только в прямо противоположные стороны. Такой поворот плоскопараллельных пластинок 8 и 9 влечет смещение изображений диаметрально противоположных делений лимба одного относительно другого в прямо противоположных направлениях. Шкала диска s, s и штрих на пластинке 12 дают изображения в той же плоскости, где получаются изображения делений лимба. Сам же индекс состоит из двух черточек, расположенных на одной линии: первая черточка указывает приближенно место отсчета диаметрально противоположных точек лимба, вторая черточка указывает место отсчета по шкале секунд. Интервалы шкалы секунд (круга s,s) подобраны так, что выражают в градусной мере величину смещения изображений лимба одного относительно другого. Освещение вертикального круга C_v—C_v производится через оптическую систему призм и линз 1, 2, 3, 4 по аналогии с кругом горизонтальным. Лучи, исходящие из точек Л и Б вертикального кругаC_v—Сойдут по симметричным направлениям в системе призм 5, 5, 6 (линза) и 7. При этом линза 3 плосковыпуклая и собирательная, линза же 0 состоит из двух линз—двояковыпуклой и вогнутоплоской. Далее эти лучи падают на призму призменного переключателя 1 и в дальнейшем имеют то же направление, что и лучи горизонтального круга, а в конечном итоге, отражаясь призмой 14, попадают в фокальную плоскость отсчетного микроскопа. Призма I вращается посредством призменного переключателя. Эта призма позволяет по желанию закрывать лучи, идущие от горизонтального или вертикального кругов, давая возможность использовать один и тот же оптич. микрометр для отсчетов как для горизонтального, так и для вертикального круга.

Призма I поворачивает лучи по направлению к пластинкам 8 и 9. Для большей ясности выявления конструктивных особенностей теодолита приводится его разрез вертикальной стью, проходящей через трубы (фигура 8).

Фиг.

Вильда плоскогоризонтальную ось

Диаметр горизонтального круга.. 95 миллиметров

» вертикального круга.. 50 миллиметров

Свободное отверстие объектива, состоящего из двух линз,—двояковыпуклой и вогнутовыпуклой 40 миллиметров

Длина трубы 175 миллиметров

Увеличение трубы .. 21 х

» микроскопа для отсчитывания кругов 31 х

Фокусное расстояние объектива (округленно). 136 миллиметров

» » рассеивающей линзы. 101 лш

» » всей системы. 211 лш

» » окуляра.. 9 миллиметров

.Расстояние неподвижной плоскости от объектива 150 миллиметров

Расстояние рассеивающей линзы от объектива. loo лш

» главной оси от объектива. 68 миллиметров

Предельные вертикальные углы. ±75градов (±68")

Относительное отверстие объектива. /:3,4

Цена деления уровня при подставке 20" на. 2 миллиметров

» » » » вертикальном круге

(точность по уровню двойная в виду применения принципа совмещения изображения двух концов пузырька) I 3" на.. 2 лш

Цена деления барабана микроскопа. 1"

Вез инструмента ±,Ьпг

Для астрономических наблюдений инструмент снабжается призмой, а для центрировки имеет оптический отвес.

Т. Цейсса имеет конструкцию, аналогичную теодолитам Вильда. Основные его размеры даны нише:

Свободное отверстие объектива трубы. 30 миллиметров

Увеличение. .. 18хили24х

Длина трубы.. 137 миллиметров

Диаметр горизонтального круга. 75 миллиметров

» вертикального круга. 50 миллиметров

Круги разделены на Va° (360°) и ¹/_в града (400 град)

Вес инструмента.. 3,8 килограмм

Указанные выше Т. применяются такше на триангуляциях в Европе и Америке. Для маркшейдерских работ инструмент снабшается приспособлением для электрич. освещения с лампами в 2,5 V и 0,5 А. Инструмент снабжается оптическим отвесом, позволяющим делать центрировки вверх и вниз. Для астрономических наблюдений прилагается призма.

Т. Ватт-Цейсса имеет горизонтальный круг диам. 8 см, а вертикальный 5 см; деления их нанесены иа серебре с интервалом в 20, отсчет по ним производится так же, как и у Цейсса. Увеличение трубы в 25 раз. Т. фирмы Cooke имеет диаметр горизонтального круга 9 см, а вертикального 7 см; наименьшее деление на лимбе 20. Отсчет делается с помощью диагональной шкалы г (фигура 9а) до 10", а по оценке до 5". Эта шкала состоит из ряда вертикальных и наклонных линий, образующих трансверсальный масштаб с соответствующими надписями. Изображение делений шкалы и лимба располагается в одной

Фигура 96.

фокальной плоскости. Шкала может передвигаться параллельно черной линии.Прежде чем делать отсчет, надо интервал у между двумя штрихами, лежащими справа от черной линии, разделить пополам, пользуясь одним из штрихов лимба. Самый ше отсчет следует произвести по шкале, пользуясь индексом. В новых конструкциях этих Т. поставлена шкала Бекера, показанная на фигуре 96. Увеличение трубы в 22 раза, отверстие объектива 38 миллиметров.

Теодолит Тавистока (фигура 10) отличается от указанных выше Т. тем, что имеет два микроскопа—один для отсчета делений горизонтального круга, а другой—вертикального. Перемещение изображений производится отклоняющими призмами. Расположение призм дано на фигуре M, из которой видно, что свет, посылаемый зеркалом Ь, откло-, няется двойной призмой с,с вправо и влево к диаметрально противоположным частям горизонтального круга. Отразившись, свет поступает в призмы d,d, которые имеют свои отражающие поверхно-стия под такими углами, чтобы проникающий в них свет направлялся сначала вниз к делениям круга через отвер-сти е,е; от посеребренной поверхности круга свет отражается в несколько ином направлении, чем при его первоначальном прохождении через эти призмы. Разделившись, свет проходит через объективы /, в призмы д,д и, ф отразившись от них, направ-

* * ляется к подвижным приз мам h_th, а через них идет к призмам г,г, где он используется для освещения делений круга точного отсчета k. В дальнейшем два световых пучка соединяются, направляясь в отсчетный микроскоп через ряд призм (фигура 10).

Артиллерийский Т. новой конструкции Вильда (фигура 12: 1—искатель, 2—переключатель для освещения трубы, 3—осветительная призма для отсчета двух кругов, 4—отсчетный микроскоп для вертикального круга, & — то ше для горизонтального круга) применяется для целей корректирования артиллерийского огня, а такше при работах астрономических, триангуляциях, полиго

нометрии и оптических измерений расстояний, давая достаточную для указанных целей точность. Инструмент дает измерение горизонтальных и вертикальных углов с точностью 0,2—0,3°/_оои обеспечивает дневные и ночные наблюдения огня на дистанции до 12 км. Инструмент имеет магнитную ориентировку, малые размеры и вес 6 килограмм. Отверстие объектива 50 миллиметров, увеличение 10 х. Горизонтальная ось трубы | движется в закрытых лагерах, в середине оси закреплен вертикальный круг, а по обеим сторонам его—трубы. Двойная труба с вертикальным кругом

Фигура И.

Фигура 12.

может, как и при горизонтальном движении, при помощи переставного червячного привода вращаться вокруг горизонтальной оси. Горизонтальный и вертикальный круги имеют 2x320 штрихов при интервале в 10^о/_оо. Каждый штрих подписан. Оценочный микроскоп допускает отсчет до ²/ю°/оо· Для приспособления артиллерийского теодолита к зенитальным наведениям инструмент снабжен отклоняющей призмой. Призма навинчивается на объектив трубы с сеткой и отклоняет падающий в трубу световой луч на 1 000 °/₀₀, то есть при надетой призме и горизонтально поставленной трубе ось визирования поднята на 1 000 °/₀₀. Это приспособление позволяет применять инструмент также и для обычных астрономий, наблюдений (фигура 13).

Для окончательных вычислений необходимы таблицы или механич. приборы, дающие тригонометрич. значения в артиллерийском счете (тысячные). Для гра-фич. способа имеются специальные приспособления. Вместо тысячного деления (прецизионная стрельба) Т.может дать также градусные деления. Будучи снабжен стеклом с сеткой и механизмом для искусственного освещения, Т. особенно целесообразен не только для чисто геодезич. целей, но и для наблюдений и определений моментальных явлений и движущихся объектов. Дистанции могут колебаться от нескольких сот м до нескольких км в зависимости от свойств рельефа и расстояния до объекта. Прямоугольные координаты и высоты наблюдательных пунктов берутся из каталогов государственной съемки или выводятся на основании опорных точек государственной сети путем засечек, полигонометрическим или любым другим способом. Необходимые условные определения производятся артиллерийским Т. и сообщаются вычислителям. Посредством нанесения азимутов, определенных с разных станций, на общую точку, на квадратную сетку плана 1 : 5 000 или 1 : 10 000 (или на карту, например 1 : 25 000) получаются точки пересечения направлений и следовательно координаты искомой точки. Если засекаемые объекты «моментальны»—огонь орудия или эффект а или движущийся предмет,—то засечь такие цели наведением при помощи микрометренного механизма нельзя. Приходится удовлетвориться отсчетом наведения с точностью, соответствующей простому появлению быстро исчезающей цели в поле зрения трубы. Такой отсчет получается оценкою по квадратикам сетки; например на фигуре 14 отсчитывают: точка А—горизонтально 113°/₀₀, вертикально 207°/_оо, точка В—горизонтально S2°f₀₀, вертикально 184°/оо· Точка А находится на 13°/₀₀ правее средней вертикали, то есть правее оси визирования трубы. Т. о. эти 13%о следует прибавить к отсчету угла по горизонтальному кругу, чтобы получить более точный азимут точки А. Точка В находится левее средней вертикали на 18°/оо· Эти 18°/оо следует вычесть из отсчета

Фигура 13.

Т. Э. т. XXII,

по горизонтальному кругу. Если эти отсчеты по сетке чередуются положительными и отрицательными, то часто вкрадываются ошибки. Для того чтобы иметь возможность постоянно только складывать уточненную долю отсчета, следует брать не промежуток между средней вертикалью и искомой точкой, а значение, соответствующее подписи (сетки); так, при точке А—ИЗ°/оо,а при J5—82°/оо, то есть на 100°/_oo больше. Однако эти 100°/_oo учи-т ваются при ориентировочном азимуте,по к-рому поставлен инструмент т. о., что берется не постоянный азимут направления,

«постоянная ориентировочная


		с
			_s
				1
	1			к
н	!		V	м	М
			Щ
	/л
щ.	У			{Аz	!
		Р					W
	Г			Ь IV	L	r v
	11

Фигура 15.

точка», а на 100°/оо меньше.Т. о. наведение на астрономии, север даст по кругу отсчет, равный не 00°° или 32⁰⁰, а З⁰⁰. Все отсчеты по горизонтальному кругу постоянно увеличиваются на избыток отсчета по сетке, что дает правильный азимут. Аналогично поступают и при измерении вертикальных углоЬ. При горизонтальной линии визирования по вертикальному кругу отсчитывают 0О⁰⁰, горизонтальная линия через центр сетки соответствует значению 200°/_оо, поэтому в сумме получаем 1U⁰⁰, то есть

1 ООО⁰/“,. Складывая отсчеты обоих кругов по сетке и отняв 10⁰⁰, получим превышение, или угол депрессии.Кроме координат необходимо получить и высоту искомой точки. Разности высот постов и целей могут быть определены графически (фигура 15) или аналитически, т. к. на плане видна линия визирования и м. б. измерен угол ее наклона относительно горизонта. Сказанным способом артиллерийский теодолит Вильда применяется для измерения моментальных явлений.

Для целей авиации пользуются балон-теодолитом Гу-герсгофа (фигура 16). Диаметр круга 20 см, на его центральной части имеется бумага с полярными координатами. Отсчеты по горизонтальному и вертикальному кругам делаются через микроскоп, служащий вместе е тем и окуляром трубы. Помимо отсчетов имеется графич. фиксация направлений на бумаге, разделенной радиально через 2° и концентрич. кругами через 1 миллиметров. В основании подставки трубы имеется часовой" механизм, поз-

Фигура 16.

золяющий в течение 1 мин. смещать один карандаш на 0,э м ь, а другой—параллельно оси вращения. Имеется механизм со звонком, дающим сигналы через 30", для наблюдений через определенные промежутки времени.

Современные кин о-Т. позволяют брать частые отсчеты (через одну, две секунды) и фиксировать фотографии. путем не только отсчеты кругов и время, но и поле ренин в момент наблюдения. В основе конструкции этого регистрирующего Т. лежат следующие соображения. При взаимно перпендикулярных" осях Т. и при перпендикулярности визионой оси отсчеты круга будут давать координаты данного направления. Эти координаты получаются из отсчетов круга с поправками, определяющими положение изображения предмета относительно поля зрения, например путем измерения его прямоугольных координат относительно креста сетки нитей. Этот метод аналогичен методу, применяемому в астрофотографии, когда поле зрения фиксируется путем моментальных фотоснимков. Инструмент снабжен кинокамерой большого фокусного расстояния с осью, параллельной оси трубы. С полученного поля зрения получаются поправки отсчетов. Оси фильмы обозначаются через×и У и поставлены так, что одна показывает горизонтальное направление поля зрения, а другая—вертикальное, то есть при вращении камеры вокруг горизонтальной оси изображение предмета будет смещаться параллельна оси У. Пусть координаты точки в прямоугольной системе координат будут х и у, а ао и h₀—азимут и вертикальный угол. Тогда по ф-лам, применяемым в астрофотографии, для азимута а и вертикального угла h нашей точки найдем:

α=α₀ + χ sec h₀ + ху sec7i₀tgft₀-f члены высшего порядка, h=Τι о + У - ос²—g— + члены высшего порядка.

Значения а₀ и h₀ рассматриваются как азимут и вертикальный угол оптич. оси камеры трубы; координаты ос и у получаются из поля зрения. Наблюдателю приходится следить за объектом только для того, чтобы он не выходил из поля зрения трубы. С помощью призм 20, 21, 34 (фигура 17) изображение, отраженное объективом (не показан на чертеже), попадает на фильму 7, т. о. изображения делений круга на фильме появляются ниже изображения поля зрения. При вращении системы труб 2, 3 вокруг горизонтальной оси плоскость гипотенузы призмы 34 повернулась бы относительно той же плоскости призмы 21, почему изображение делений круга на фильме тоже повернулось бы. В зависимости от вертикального угла это изображение принимало бы относительно поля зрения всевозможные наклонные положения (от 0 до 90°), что конечно было бы неудобно при использовании фильмы. Поэтому на пути лучей изображения делений круга включена вращающаяся оборотная призма 35. При вращении камеры вокруг горизонтальной оси эта пюизма также участвует в движении (помощью зубчатых колес 36, 37, 38, 39), но с половинной скоростью. Шестерня 39 жестко соединена с горизонтальной осью, а шестерня 36—с оправой 14 призмы 35. Т. о. изображения делений постоянно поднимаются по отношению к полю зрения. Две линзы 41, 42, помещенные в той же оправе впереди и позади призмы 35, позволяют лучам при прохождении их через призму получить параллельноз направление. В полости горизонтальной оси 30 помещены затворы, кассеты с фильмой и механизмы, обслуживающие затворы и передающие фильму. Затворы имеют вид секторов; фильма движется обычным способом—валиками; двигателями служат сильные электромагниты, электризуемые трением колец. После каждого снимка, исполняемого замыканием тока в цепи, в к-рую включается аппарат, фильма автоматически передвигается на ширину одного снимка. В виду того что поле зрения не больше 2°, здесь применена сист. Cassegram с отверстием в главном зеркале. Такая система позволяет поместить тяжелую часть оптич. механизма (главное зеркало) так, что нагрузка распределяется симметрично. Т. дает до 5 снимков в секунду (экспозиция 1/500 ск.), а ход использованной фильмы дается автоматически. В целях упрощения всего механизма на одной фильме объединены снимки поля зрения и снимки отсчетов круга,-что позволяет иметь одну кинокамеру и один передаточный механизм. Такая конструкция кино-Т. дается той же фигура 17. Вертикальная ось 32 держится на трегере 33, снабженном подъемными винтами. Подставка 31 держит горизонтальную ось 30 и вращается около вертикальной оси. На горизонтальной оси закреплена камера 3 и труба-искатель 2. Камера 3 содержит зеркала 6а и 66, отражающие изображение поля зрения на фильму 7. Фильма движется перпендикулярно к плоскости изображения, проходя под не показанной на чертеже стеклянной пластинкой, имеющей 2 тонкие черные черты, получающиеся при фотографировании поля зрения в виде креста нитей. Пластинка поставлена так, что эти линии служат осями×и У и представляют собою горизонтальное и вертикальное направления поля зрения. Горизонтальный 14 и вертикальный 16 круги имеют верньеры; они устроены т. о., что деленная часть кругов и верньеров лежит в одной плоскости, т. ч. для получения изображения достаточно иметь одну оптич. систему. Кино-Т. служат гл. обр. для определения пути самолетов. Путь фиксируется способом двойных засечек с двух или трех станций. Все инструменты включены в общую проходящую через один центр цепь. Из этого центра через определенные промежутки времени (смотря по числу наблюдателей) делаются по часам включения, регистрирующие одновременно на всех инструментах поле зрения и отсчеты по кругам. Наблюдатели только следят в трубу за самолетом, чтобы он не ушел из поля зрения. По фильме, построенной из ряда наблюдений, м. б. взяты точно одновременные наблюдения, а из этих последних получаются прямоугольные координаты, определяющие положение самолета в любой момент, то есть весь его путь. Конечно м. б. случаи, что у какого-либо наблюдателя выпадет тот или иной номер регистрации, и т. о. будет внесено несоответствие в порядок снимков у различных инструментов. Для устранения этого неудобства каждый инструмент снабжен небольшим секундомером, циферблат которого тоже попадает на снимок. Т. о. по chhmkv всегда монпто зам°-тить пропуск и место (номер) пропуска,—часы покажут на соответственном месте пропуска скачок. Напр. если номера следовали через 1/_а ск., то с каждым снимком часов, па соответственной фильме, стрелка должна сместиться тоже на 1/2 ск. Если же окажется, что где-либо стрелка передвинулась на целую секунду, то мы заметим, что номер пропущен. Этот метод совершенно надежен, т. к. часы при отдельных инструментах имеют пружинный завод и совершенно независимы между собою; кроме того расхождение часов тоже не имело бы зна-играет исключительно разность времени, или промежуток между двумя последовательными снимками.

Труба-искатель имеет два окуляра с б-и 12-кратным увеличением. Поле зрения при 6-кратном увеличении 7°. Постоянные оптики следующие:

Диаметр главного зеркала.. 130 ми

» малого » .. 50 миллиметров

Взаимное расстояние между зеркапами.. 150 миллиметров

Эквивалентное фокусное расстояние системы. 600 миллиметров

Диаметр круга. 300 миллиметров,

Изображения делений на фильме получаются в масштабе 2:3

Деления на круге через.. 10

Точность верньера .. 1

Оценка дается до 0,5

Размер снимка14x18 cat

Фигура 18 показывает заснятую и увеличенную часть фильмы. По этой фильме можно делать отсчеты делений и по изображениям поля зрения получить прямоугольные координаты ос и у, откуда по ф-лам подсчитывают поправки к отсчетам круга.

Из новых конструкций точных астрономо-геодезических универв, разработанных в СССР, следует счи

тать Т. с оптич.микрометром точностью Ги5"и стеклянным лимбом типа Государственного научно-исследовательского ин-та геодезии и картографии (ГИГиК), а также 5" универсал. Новая конструкция Т. фирмы Бамберга точностью 2" дается на фигуре 19.

Лит.: Красовский Ф., Курс высшей геодезии, ч. 1,М., 1926; Соловьев С., Курс низшей геодезии, М., 1914; Смирнов К., Прецизионный теодолит

Вильда, М., 1929; его ж е, Универсальный теодолит Вильда, Л., 1931; его яге, Теодолит Паркхерста, «Геодезист», М., 1931, 5; е г о ж е, Исследование геодезических инструментов завода «Геофизика» Треста точной механики, Л., 1931: его же, Исследование универсальных теодолитов Вильда, «Труды Научно-исследовательского института геодезии и картографии», М., 1931, 3; его же, Балон-теодслит Ф. Гейде, «Геодезист», М. 1931, 70; Jordan W., Handb. d. Vermessungskunde, В. 2, 8 Aufl., 1923; Smirnoff К., Die Prazisiontheo-dolite H. Wild bei den Staattriangulierungen I Ordnurg in der UdSSR, «Schweiz. Ztsehr. f. Vermessungswesen und Kulturtechnik», Winterthur, 1930,H.IP u.11; Smirnoff K., Bestimmung des Asimuts fur die Grundlinie bei Vermessungen der Stadt. Machatsch-Kala nacu oer Naherungsmethode von prof. Th. Krassovsky, ibid., 1931, 11. К. Смирнов.