Теодолитные ходы и их виды: Виды и назначение теодолитных ходов в геодезии

Назначение и виды теодолитных ходов в геодезии

1. Лекция №9

Назначение и виды теодолитных ходов. Привязка теодолитных
ходов. Специальные виды теодолитных ходов

2. Назначение и виды теодолитных ходов

Пункты Государственной геодезической сети расположены
сравнительно далеко друг от друга. Так, например, пункты 4 класса
находятся на удалении 2–5 км. Для выполнения топографических и
других геодезических и маркшейдерских работ геодезическую сеть
сгущают, т.е. увеличивают число опорных пунктов на единицу
площади.
Как уже указывалось ранее, сети сгущения 1 и 2 разрядов строят в
виде цепочек треугольников триангуляции или трилатерации, либо
в виде одиночных полигонометрических ходов или их систем.
При использовании электронных тахеометров часто выполняют
линейно-угловые построения
2

3. Съёмочная геодезическая сеть

Создаётся с целью сгущения геодезической плановой и высотной
основы
до
плотности,
обеспечивающей
выполнение
топографических съёмок. Пункты съёмочной сети определяются
построением
триангуляционных
сетей, проложением
теодолитных ходов, а также различными видами засечек.
При развитии съемочной сети одновременно определяются, как
правило, положения точек в плане и по высоте.
Высоты
точек
получают
геометрическим или
тригонометрическим нивелированием.
3

4. Разомкнутый теодолитный ход

представляет собой вытянутую ломаную линию, опирающуюся на обоих ее концах на исходные
пункты и исходные направления. По своей форме он подобен полигонометрическому ходу, и к нему
часто применяют такое же название. Разомкнутые теодолитные ходы используют при
топографической съёмке вытянутых участков местности, при съемках рек, съемках под
строительство линейных инженерных сооружений и т.п..
4

5. Замкнутый теодолитный ход

представляет собой многоугольник G – 4 – 5 – 6 – 7 – G или 10 – 11 – 12 – 13. В
первом случае многоугольник включает в себя исходный пункт G. Часто не
представляется возможным непосредственно включить в ход исходный пункт. В таких
случаях к замкнутому ходу прокладывают подходной ход К – 9 – 10.
Замкнутые теодолитные ходы используют при съёмках площадных объектов примерно
округлой формы.
5

6. Диагональный ход

Диагональный теодолитный ход 7 – 8 – 5
прокладывают обычно в замкнутых ходах в тех
случаях, когда с точек основного хода невозможно
обеспечить
съёмку
всего
участка. Такое
положение
весьма
часто встречается при
съемках плотно застроенных участков местности.
По принципу построения диагональный ход
подобен разомкнутому ходу, опирающемуся на
точки и линии основного хода. Требования к
точности построения диагонального хода ниже,
чем основного, примерно в 1,5 раза.
6

7. Висячий теодолитный ход («висячка»)

висячий теодолитный ход (13 – 14 – 15), опирается только
одним своим концом на основной ход. Такие построения
часто используют на застроенных территориях
при
съемках глухих дворов, тупиков и т. п. Висячий ход
полностью является бесконтрольным для окончательных
результатов (координат и высот). В связи с этим при
измерениях необходимо быть весьма внимательным.
Инструкцией по топографической съемке установлено, что
на застроенных территориях висячие ходы могут иметь не
более трех линий, на незастроенных – не более двух линий.
7

8. Свободные теодолитные ходы

Если в техническом задании на съемку местности не предусматривается определение координат точек в
общегосударственной или местной системе координат (специальные работы), то съемка выполняется в
условной системе координат и высот с построением съемочного обоснования в виде разомкнутого или
замкнутого свободных теодолитных ходов
Разомкнутый
Замкнутый
8

9. Свободная сеть

Предпочтение следует отдавать построению свободной сети треугольников, либо свободному
замкнутому теодолитному ходу, поскольку в таких построениях имеется возможность внутреннего
контроля. Например, по сумме измеренных углов (внутренних или внешних) многоугольника.
9

10. Точность свободного хода

Свободный ход часто ориентируют по магнитному азимуту, для
этого измеряют горизонтальный угол между направлением
магнитного меридиана и направлением линии теодолитного хода
в данной точке. При этом магнитное ориентирование
рекомендуется выполнять на всех вершинах теодолитного хода. В
принадлежности к теодолиту входит буссоль.
Буссоль
устанавливают при измерениях магнитного азимута на колонку
теодолита.
Ориентирование
по
магнитному
азимуту
разрешается
выполнять и на участках съемок масштаба 1:5000 и 1:2000
площадью 5 км2.
10

11. Измерения в теодолитных ходах

В теодолитных ходах измеряют горизонтальные углы в их вершинах
между направлениями на соседние точки хода, а также между
исходными направлениями и направлениями линий теодолитного хода
при выполнении азимутальных привязок. Кроме того, измеряют
наклонные расстояния линий теодолитного хода и углы наклона этих
линий с целью приведения наклонных расстояний к горизонту, а также
определения превышений и высот точек хода. Горизонтальные углы и
углы наклона измеряют теодолитом, а расстояния – мерной лентой,
рулеткой или светодальномером. При использовании электронных
тахеометров указанные работы выполняются одновременно с
автоматическим вычислением полных координат точек хода.
Для
определения
высот
точек
теодолитных
ходов
при
использовании оптических геодезических приборов применяют
метод геометрического нивелирования
11

12. Допустимые точности прокладки ходов

Теодолитные ходы прокладываются с предельными относительными погрешностями 1:3000, 1:2000,
1:1000 в зависимости от условий съемки
12

13. Общие рекомендации к построению ходов

• длины сторон в теодолитных ходах не должны быть более 350 м и
менее 20 м на застроенных территориях и от 40 м до 350 м – на
незастроенных территориях;
• на застроенной территории максимальная длина теодолитного хода
должна быть примерно в 1,5 раза меньше, чем на незастроенной
территории;
• висячие ходы должны являться исключением, могут иметь одну-две
точки поворота и иметь длину не более 0,1 максимальной длины хода;
длины висячих
ходов
на
застроенной
территории
устанавливаются для ряда масштабов 1:5000 – 1:2000 – 1:1000 –
1:500 соответственно в пределах 350, 200, 150 и 100 м, а на
незастроенных территориях – 500, 300, 200 и 150 м;
13
• длина диагонального хода не должна превышать 0,5 максимальной
длины хода; относительная погрешность диагонального хода не
должна быть больше 1:1000;
• углы в теодолитных ходах измеряют теодолитом не менее 30секундной точности одним полным приемом с перестановкой лимба
между полуприемами примерно на 90о; при измерении углов
теодолитами типа Т5 лимб между полуприемами переставляют
примерно на 1о – 2о; разница значений углов, полученных в
полуприемах не должна превышать 45″;
• центрирование в вершине измеряемого угла выполняется с помощью
отвеса или оптического центрира с погрешностью не более 3 мм;
• линии в ходах измеряют стальными лентами или рулетками в прямом
и обратном направлениях с установленной относительной
погрешностью, либо в прямом направлении при использовании
оптических дальномеров и светодальномеров.
14

15. Взаимосвязь дирекционных углов с измеренными на местности горизонтальными углами

Для последовательной передачи координат на точки теодолитных ходов необходимо последовательно
решать прямые геодезические задачи для каждой из точек, а для этого необходимо знать значения
дирекционных углов каждой из линий и их горизонтальные проложения.
Общая формула взаимосвязи имеет вид
Знак «+» – для левых по ходу горизонтальных
углов
Знак «-» – для правых по ходу горизонтальных
углов
15

16. Примеры решений

1. Исходные данные: αАВ = 115о36,7′; β (левый по ходу) = 253о14,5′.
Решение 1.
αВС = 115о36,7′ + 180о + 253о14,5′ = 548о51,2′ – 360о = 188о51,2′, поскольку значение
дирекционного угла получилось больше 360о.
2. Исходные данные: αАВ = 5о02,7′; β (правый по ходу) = 274о16,8′.
Решение 2.
αВС = 5о02,7′ + 180о – 274о16,8′ = – 89о14,1′ + 360о = 270о45,9′, поскольку значение
дирекционного угла получилось отрицательным.
3. Исходные данные: αАВ = 201о42’08”; β (правый по ходу) = 36о14’32”.
Решение 3. ( через дирекционный угол исходящего направления).
αВА = 201о42’08” – 180о = 211о42’08”.
αВС = 21о42’08” – 36о14’32” = – 14о32’24” + 360о = 345о27’36”.
16

17. Привязка теодолитных ходов

Целью привязки теодолитных ходов к пунктам Государственной
геодезиической сети 1, 2, 3 и 4 классов, а также к пунктам съемочной сети 1 и
2 разрядов является определение с заданной точностью координат вершин
указанных ходов.
В зависимости от расположения теодолитного хода на местности, условий
съемки, сложности ситуации и других факторов схемы и способы привязки
элементов теодолитного хода могут быть различными. Во многих случаях
приходится выполнять дополнительные геодезические построения. Тем более,
что любая привязка должна иметь надежный контроль, который, чаще всего,
обеспечивается
избыточными
измерениями
и
дополнительными
геодезиическими построениями.
Под элементом теодолитного хода понимают одну из его точек, координаты
которой необходимо найти, и дирекционный угол линии теодолитного хода,
исходящей из определяемой точки.
17

18. Способ примыкания

Для разомкнутого хода
Для замкнутого хода
18

19. Прямая угловая засечка Схема №1

Формулы Юнга
Схема №1
19

20. Прямая угловая засечка Схема №2

Формулы Гаусса:
Формула тангенсов:
Формула котангенсов
отсутствие прямой видимости
При использовании для вычислений микрокалькуляторов формулы тангенсов не следует применять, если дирекционные углы близки к 90о ± 5о
или 270о ± 5о, а формулы котангенсов – если дирекционные углы близки к 0о ± 5о или 180о ± 5о. Это обязательно следует проверить и, при
возможности, перейти к другим построениям. В любом случае использование приведенной схемы привязки необходимо начинать с
вычисления (или с оценки) величин дирекционных углов.
20

21. Линейная засечка

Где
Этот способ удобно использовать в тех случаях, когда
имеется возможность измерения расстояний S
светодальномером,
либо
непосредственно
компарированной рулеткой в одно уложение
Формулы используют в том случае, когда
точка М находится слева от направления из точки А
на точку В. В связи с этим перед вычислениями
необходимо составить схему расположения точки М
относительно исходных точек А и оВ и учесть это
при записи разностей координат Х и Y.
21

22. Линейная засечка (модифицированная)

Где
Значение h берут со знаком «плюс», если точка М находится слева от направления из точки А на точку
В. Если точка М находится справа от указанного направления, то значение h берут со знаком «минус».
22

23. Обратная угловая засечка

Привязка способом обратной угловой засечки может быть выполнена по трем исходным
геодезическим пунктам, если определяемая точка не лежит на окружности, описанной по
ним. Оптимально, когда определяемая точка находится внутри треугольника
Схема засечки
23

24. Формулы С.Г. Молочкова для обратной угловой засечки

Где
При наличии четвёртого пункта (D)
координаты точки М могут быть
получены
дважды:
при
использовании пунктов D, A и B и при
использовании пунктов А, В и С. При
этом может оказаться, что точность
определения
координат
будет
различной,
в
связи
с
чем
целесообразно
установить,
относительно каких пунктов следует
определять координаты точки М, а
какой из пунктов будет контрольным.
Указанная задача решается методом
инверсионных треугольников.
24

25. Комбинированные засечки

25

26. Геодезический четырёхугольник

В указанной схеме подбирают такое положение точек M и
N , чтобы все углы, кроме β1, были не менее 200. В
замкнутом треугольнике BCD при использовании линии MD
в теодолитном ходе, угловая невязка не должна превышать
1,5′. Сначала, после уравнивания углов β2, β4, β5 и β7,
вычисляют координаты точки D, а затем, из двух вариантов
по формулам прямой угловой засечки, координаты точки
М.
26

27. Задача П.А. Ганзена

27

28. Система И.В. Зубрицкого

В случаях, когда на местности затруднено
измерение линий (пересеченная местность, в
населенных пунктах, в лесных массивах, имеющих
густую сеть просек и др. ), теодолитные ходы
заменяют
системами четырехугольников без
диагоналей.
Данная
система
предложена
И.В.Зубрицким.
В указанной системе в первом и последнем четырехугольниках измеряют все углы и две стороны, а в
заполняющих четырехугольниках измеряют только одну сторону и все четыре угла. Углы в
четырехугольниках должны быть не менее 30о и не более 150о (оптимальные углы – 90о).
На схеме измеренные углы обозначены буквами А, В, С, D, измеренные стороны – буквами а и b,
вычисляемые стороны – буквами с и d. М и N – исходные геодезические пункты.
28

29. Схема хода без измерения длин сторон

В каждой точке теодолитного хода 1, 2, 3, 4, 5 измеряют горизонтальные углы от направлений на
видимые геодезические пункты А, В, С, D, E, F. Практически с каждой точки хода минимально
необходимо брать направление на один исходный пункт.
Такую работу целесообразно выполнять с целью контроля результатов измерений. В этом случае
координаты точек последовательно определяются способом угловых засечек.
29
30

назначение, принцип работы и виды

Теодолит — это геодезический прибор, который используется для измерения горизонтальных и вертикальных углов. Это один из главных инструментов, применяемых в геодезических, маркшейдерских и строительных работах. Он позволяет определить величину углов с точностью до секунд.

Назначение теодолита

Теодолит необходим для определения угла между двумя точками. Делается это путем поочередного наведения визира на эти точки и сравнения показателей, отображаемых на специальной шкале.

Есть много видов и моделей теодолитов, которые отличаются между собой следующим:

• конструкцией;
• степенью точности;
• способом отчета по вертикальной шкале;
• принципу действия.

Классической конструкцией теодолита является механическая. Такие приборы наиболее простые, но они не давали высокой точности в измерениях.

Эту конструкцию сменил оптический теодолит. Сейчас он самый распространенный за счет сравнительной дешевизны и точности, достаточной для проведения большинства работ.

Принцип работы

Перед работой теодолит закрепляется на специальный штатив. С помощью круглого и цилиндрического уровня инструмент приводится в строго горизонтальное положение.

Принцип работы основан на наблюдении контрольных точек в зрительную трубу. После наведения на точку в окуляре микроскопа фиксируются углы. Находясь последовательно на точки, специалист измеряет углы и заносит все показатели в полевой журнал (если работает оптическим устройством). В строительстве замеры углов позволяют контролировать правильность геометрии конструкции.

Применение электронных приборов избавляет человека от необходимости визуальной фиксации углов. Цифровые датчики сами фиксируют показатели на вертикальном и горизонтальном круге, после чего выводят информацию на экран. Также все данные сохраняются во внутреннюю память.

После окончания полевых работ данные можно выгрузить на компьютер.

Устройство теодолита

Теодолит имеет такие основные части:

1. Вертикальный и горизонтальный круги. Это отсчетные механизмы.
2. Оптическая визирная труба. Она может иметь разную кратность увеличения. Через нее специалист смотрит на вешку или точку на конструкции.
3. Алидада. Это поворотная линейка, которая жестко соединена с корпусом лимба.
4. Наводящие и зажимные винты. Необходимы для тонкой настройки и юстировки.
5. Оптический центрир (есть не во всех моделях). Используется для точного центрирования над точкой. Если нет центрира, обычно используют обычный отвес.
6. Штатив-тренога. На него устанавливается теодолит.

Горизонтальный и вертикальный круг имеют насечку с градусами и их долями.

На зрительной трубе нанесена сетка дальномерных нитей, которые пересекаются в центре. С помощью нее производится точное наведение на требуемую точку. Визирная труба устанавливается в специальной U-образной подставке. Она может менять угол наклона, что будет отображено на шкале вертикального круга.

Подставка вместе с трубкой поворачивается в горизонтальной плоскости, вокруг вертикальной оси. Изменение положения фиксируется на горизонтальном круге. С помощью винтов можно произвести тонкую настройку и зафиксировать устройство в нужном положении. Точность результата будет зависеть от качества наведения.

Виды

Есть несколько видов теодолитов, но чаще всего используются такие:

• электронный;
• оптический.

Электронный

Электронные приборы имеют систему датчиков и оснащены жидкокристаллическим дисплеем. После установки теодолита и наведения его на точки, между которыми необходимо определить угол, устройство автоматически определяет значения и выводит их на экран. Это позволяет значительно ускорить работу специалиста, так как теперь не требуется внимательно присматриваться к шкале.

Оптический

Наиболее распространены оптические теодолиты. Он не вычисляет самостоятельно угол, как это делает электронный, но его стоимость значительно ниже. После наведения на точку оператор должен сам снимать показатели и записывать их.

Правила работы

С теодолитом обычно работают одним из двух способов:

1. Полярным. Для работы нужно иметь две точки с известными значениями. Прибор устанавливается на одну известную, наводится на вторую. После снятия показаний теодолит наводится на искомую точку. Разница в показаниях будет конечным значением. Затем измеряется расстояние. Быстрый метод, не требующий сложных расчетов.
2. Используют стволы с перпендикулярами. Этот способ используется во время разбивочных работ. На местности откладываются прямые углы и поэтапно проходятся по каждой отметке.

Перед выполнением работы прибора обязательно нужно настроить. Подготовка состоит из таких этапов:

• центрирование;
• горизонтирование;
• фокусировка.

Рекомендуемые товары

Ошибка получения цены товара “Теодолит оптический ADA PROF-X15”

Центрирование выполняют при помощи уровня и зажимных винтов. Эта процедура требуется для выставления аппарата в строго горизонтальное положение.

Затем визиром наводятся на искомую точку. Чтобы получить более точный результат, следует воспользоваться специальными винтами, расположенными на корпусе. После выставления центра фиксируется значение.

При геодезических работах требуется высокая точность. Поэтому желательно проводить несколько измерений, каждый раз используя новую точку отсчета. Если новые данные будут отличаться от старых ровно на величину угла между новой точкой отсчета и старой (в пределах допустимой погрешности), то результат можно считать правильным.

Как правильно выбрать теодолит

Перед покупкой прибора необходимо ознакомиться с критериями выбора, которые в итоге будут влиять на стоимость:

1. Степень допустимой погрешности. Есть технические, точные и высокоточные теодолиты.
2. Степень защиты от влаги и пыли. В умеренном климате этим параметром можно пренебречь, так как визирная труба в любом случае будет герметичной.
3. Общий вес. Эта характеристика важна в тех случаях, когда работа предполагает длительные пешие переходы.
4. Запас ударопрочности. Это относится к дорогостоящим устройствам, у которых даже небольшое сотрясение корпуса может отразиться на измерительных данных.

Что такое теодолитная съемка

Теодолитная съемка — это горизонтальная съемка местности, которая выполняется при помощи теодолита. При этом производится измерение горизонтальных углов и углов наклона. Расстояния между точками измеряют при помощи различных дальномеров или стальной лентой. В результате составляется план местности без нанесения рельефа. Чтобы получить план с рельефом, нужно провести нивелирование участка, на котором выполнялась теодолитная съемка.

Процесс теодолитной съемки включает в себя такие виды работ:

• проложение теодолитных ходов;
• их привязка к пунктам геодезической сети;
• съемка ситуации.

Плановым обоснованием съемки являются теодолитные ходы. Они могут быть замкнутыми или разомкнутыми.

Замкнутый теодолитный ход называется полигоном. Это многоугольник с известными углами и длинами сторон. Его вершины закрепляются на местности.

Чтобы получить исходные координаты и дирекционный угол первой линии, нужно привязаться к полигонометрии государственной геодезической сети или к пунктам триангуляции. Координаты этих точек известны.

Разомкнутый теодолитный ход является ломаной линией с углами поворота. Нужно стараться, чтобы эти углы были максимально приближенными к 180 градусам. Разомкнутые ходы обычно прокладывают от пункта триангуляции к полигону. Точки следует выбирать так, чтобы расстояние между ними было не более 350 м. Во время прокладывания хода длина измеряется в прямом и обратном направлении (два раза).

Производители

Популярные отечественные и зарубежные производители теодолитов:

• CST;
• Foif;
• Leica;
• RGK;
• Sokkia;
• Trimble;
• Vega;
• УОМЗ.

Примеры из каталога

В нашем магазине есть много моделей теодолитов различных видов. Ниже представлены самые популярные модели.

3Т2КП

Теодолит 3Т2КП используется для измерения углов в геодезических сетях сгущения, полигонометрии, триангуляции и т. д. Модели серии 3Т очень надежные и с ними удобно работать. При вертикальном круге присутствует компенсатор, благодаря чему измерения можно проводить точно и быстро. К тому же 3Т2КП способен работать при более низких температурах, чем его зарубежные аналоги. Также на него можно установить светодальномер.

CST/Berger DGT10

Электронный теодолит CST/Berger DGT10 способен измерять любые углы на строительной площадке. Благодаря наличию встроенного компенсатора выравнивание происходит быстро.

Основные преимущества модели:

• простой в эксплуатации;
• дисплей с двух сторон;
• устойчив к воздействию влаги и пыли;
• высококачественная оптика;
• малые габариты и вес;
• работает от аккумуляторов или батареек;
• встроенный компенсатор.

Способен производить замеры углов с точностью в 5″.

Заключение

Возможности, которые имеет теодолит, очень важны для практической и научной деятельности. Точная привязка к координатной сетке и местности — необходимое условие для выполнения ответственных работ.

Специалисты Строймашсервис-Мск

Материал подготовили сотрудники smsm.ru, имеющие практический опыт работы более 25 лет со строительным оборудованием и инструментами как российского производства, так и иностранного.

Американский теодолит – Американский геодезист

Джерри Пенри, PS08.23.2013

PDF-файл этой статьи объемом 2,314 МБ в том виде, в котором она была опубликована в журнале, вместе с изображениями доступен по ссылке ЗДЕСЬ

В 1939 году Европейский континент был в эпицентре второго крупного конфликта после того, как прошло всего два десятилетия. . Не было никаких сомнений в том, что Соединенные Штаты будут втянуты в войну, несмотря на желание нации не участвовать в мировом конфликте. Подготовка к затяжной войне включала в себя множество различных аспектов, помимо производства пуль и бомб. Геодезические инструменты, такие как уровни и переходы, были немедленно и в изобилии необходимы для строительных проектов как дома, так и за рубежом. По большей части американские производители инструментов удовлетворяли эти потребности за счет увеличения производства, но самой большой слабостью была нехватка теодолитов, необходимых ближе всего к полю боя для картографирования и направления артиллерийского огня. Wild-Heerbrugg, ведущий мировой производитель оптических приборов, располагался в Швейцарии. Державы оси окружили Швейцарию и, таким образом, предотвратили экспорт этих инструментов в Соединенные Штаты, несмотря на нейтралитет Швейцарии.

Участвуя только в последние годы Первой мировой войны, американские приборостроительные компании не осознали необходимости изменять конструкцию приборов, потому что большинство модификаций в первую очередь будут использоваться военными, а не средней инженерной компанией. И производители приборов, и пользователи, казалось, были довольны существующим положением дел.

Теодолиты, использовавшиеся в Соединенных Штатах до Второй мировой войны, в основном использовались для точных сетей триангуляции Береговой и геодезической службой США или другими государственными учреждениями. Громоздкий инструмент, как правило, не считался обременительным, поскольку исследуемая местность обычно была доступна, а количество времени, необходимое для выполнения проекта, обычно не имело значения. Однако использование этого типа теодолита на непредсказуемом поле боя было бы обременительным из-за меняющегося ландшафта и необходимости в скорости.

Генрих Вильд, родившийся в 1877 году, считается вдохновителем изобретения теодолита. Этот швейцарский изобретатель боролся с высокогорной триангуляцией, используя громоздкую обычную конструкцию, поэтому в 1905 году он попытался разработать новый теодолит, чтобы заменить громоздкий, неудобно читаемый теодолит транзитного типа. Когда Уайлд запатентовал свой дизайн 5 января 1907 года (38603), началась новая эра в строительстве теодолитов.

В том же году Уайлд переехал в Германию, где он объединился с Carl Zeiss для разработки новых уровней и нового теодолита. Новая конструкция теодолита Уайлда позволяла пользователю одновременно наблюдать за обеими сторонами горизонтального круга с помощью оптического микрометра. Это был первый теодолит, оснащенный стеклянными кругами и механизмом параллельного совпадения. Уайлд подал заявку на американский патент на этот дизайн 13 мая 19 года.21 и пожалован 16 сентября 1924 г. (1508585). Этот теодолит стал известен как Th-1 и был впервые произведен компанией Carl Zeiss в 1924 году. Генрих Вильд вернулся в Хеербруг, Швейцария, в 1921 году и с помощью швейцарских финансистов основал компанию Heinrich Wild Werstätte für Feinmechanik und Optik, которая в конечном итоге стала называться Wild Heerbrugg. в 1937 году. В 1926 году знаменитый теодолит Wild T-2 стал доступен через компанию Wild.

Среди первых соратников Генриха Вильда был Альберт Эйнштейн, один из самых блестящих физиков мира. Эйнштейн и Вильд одновременно поступили в Швейцарский федеральный технологический институт в Цюрихе (ETH Zürich) и имели много общих интересов, включая инженерию.

В преддверии Второй мировой войны в Соединенных Штатах практически не проводилось исследований и разработок радикально новых геодезических инструментов. Годы сохранения той же конструкции среди производителей инструментов, наконец, догнали Соединенные Штаты, когда впереди маячило участие во Второй мировой войне. Критическая потребность военного времени в передовых геодезических приборах достигла отчаянного положения. Производители утверждали, что геодезисты и инженеры не обращались к ним с дополнительными потребностями, поэтому не было необходимости срочно вносить изменения в конструкцию. Геодезисты адаптировались к любым инструментам, которые были доступны у производителей, вместо того, чтобы предлагать то, что лучше соответствовало бы их потребностям. Возникла ситуация реактивной реакции, а не активной, когда ни одна из сторон не брала на себя инициативу.

В сентябре 1939 года в официальном отчете об испытаниях Военной картографической службы, проведенном в Южной Калифорнии, был сделан вывод о том, что стандартные американские инструменты для полевой съемки устарели, неуправляемы и тяжелы. Было рекомендовано заменить их современными, легкими инструментами с более тонкой градуировкой, которые позволили бы выполнять полевые работы быстрее.

Признавая необходимость решения проблемы американского теодолита в начале Второй мировой войны, инженеры армии США распространили среди американских производителей приборов предложение о разработке легкого и компактного, точного универсального теодолита, особенно подходящего для военных целей. 6 октября 1939 было рекомендовано разработать американский теодолит. После девяти месяцев продолжительных обсуждений проект СП321 был окончательно одобрен и передан 25 июля 1940 года. С самого начала проект столкнулся с трудностями и раздражающими задержками. Компания W. & L. E. Gurley (Gurley), имеющая долгую репутацию производителя качественных геодезических инструментов, начиная с 1840-х годов, приняла вызов разработать две экспериментальные модели в сентябре того же года.

Первоначальной целью был пятисекундный теодолит, но по мере продолжения разработки целью стал односекундный инструмент, подобный тому, который использовали европейцы. Проект был разбит на две части: (1) подготовка миниатюрных, точных, градуированных кругов и (2) фактический дизайн и изготовление моделей теодолитов. Аспект стеклянного круга был обработан Национальным бюро стандартов. Короткий проект телескопа был выполнен Национальным исследовательским комитетом обороны. Герли должен был изготовить остальную часть инструмента.

Разработка стеклянных кругов сразу же оказалась за пределами того, чего американцы могли легко достичь. Первый экспериментальный теодолит без стеклянных кругов не был завершен и отправлен только в ноябре 1941 года, когда война для Соединенных Штатов была неизбежна. После испытаний военные обнаружили, что этот прибор неудовлетворителен как по оптическим показаниям, так и по системам обзора, поэтому он был возвращен Герли. Вторая экспериментальная модель была оснащена стальными кругами вместо алюминиевых на первой модели. Эта вторая модель была осмотрена в июне 1942 и также оказался бракованным, поэтому его тоже вернули. На повторное представление второй модели ушло еще три месяца, а это целая вечность в условиях военного времени.

Когда в декабре 1941 года Национальное бюро стандартов приступило к работе над стеклянными кругами, они хотели, чтобы они работали точно так же, как на европейских теодолитах. Развитие этих кругов было остановлено в непростых условиях, и к середине 1942 г. сообщалось лишь о некоторых успехах. Из-за нарастающего разочарования в конце лета 1919 г.42, конструкция Gurley была реклассифицирована как замещающий стандарт, который можно было закупать только для удовлетворения самых неотложных требований. В то же время второй контракт был заключен с компанией Keuffel and Esser Company (K&E) на дополнительный источник для производства теодолита военного времени.

Наконец, к октябрю 1942 года у Gurley был размещен заказ на 25 инструментов, но производство было отложено до изготовления улучшенной экспериментальной модели. К этому времени Соединенные Штаты были полностью вовлечены в войну в Европе и на Тихом океане. Весь год 1943 столкнулись с дополнительными задержками, и в разработке теодолита было достигнуто лишь несколько этапов. Военные инженеры обходились теодолитами типа exi
из довоенных запасов. Приемлемая модель была окончательно завершена в марте 1944 года, всего за несколько месяцев до вторжения союзников на европейский континент в Нормандии. Легкий и современный теодолит был необходим, когда сухопутные войска наступали на Германию. Последняя модель включала недавно разработанный короткий телескоп, но по-прежнему использовала сталь, а не неуловимые стеклянные круги. Несмотря на эту постоянную проблему с разработкой стеклянных кругов, производителям теодолитов было приказано продолжить производство.

28 ноября 1944 года Гарольд Р. Ларсен и Джон Б. Сондерман, правопреемники компании W. & LE Gurley Company из Трои, штат Нью-Йорк, получили патент США № 2 363 877 на свой теодолит. Дата подачи была почти на 22 месяца раньше, 11 февраля 1943 года.

К лету 1945 года война с Германией закончилась. Соединенные Штаты разработали множество высокотехнологичных инструментов, таких как бомбовый прицел Norden, шифровальные машины, достижения в области вооружения, самолетов и военно-морских кораблей. Даже когда атомная бомба находилась на завершающей стадии разработки, лучшие ученые и инженеры Америки все еще не могли изготовить стеклянные круги для теодолита, как это сделали европейцы много лет назад. В некотором смысле, это должно было быть простой проблемой обратного проектирования стеклянных кругов путем разборки теодолита Уайлда.

К концу войны Герли поставил всего 15 теодолитов. K&E не поставила даже свою первую экспериментальную модель по контракту на разработку. Послевоенные проверки и испытания были проведены на теодолите Gurley и теодолите K&E, которые, наконец, были запущены в производство. Инструменты Gurley в целом оказались неудовлетворительными, но инструменты K&E соответствовали основным требованиям. Однако из-за множества возникших трудностей и связанных с этим расходов K&E больше не была заинтересована в производстве односекундного теодолита. Поэтому в 1947, компания Gurley получила контракт на производство дополнительной экспериментальной модели и пяти служебных тестовых моделей в соответствии с пересмотренными спецификациями. Национальное бюро стандартов снова попыталось произвести градуированные стеклянные круги.

И снова прогресс шел медленно и с трудностями, поэтому экспериментальные теодолиты не были завершены до сентября 1950 года. Еще один патент на теодолит Герли был выдан на цапфовый подшипник, от которого вращался телескоп. Этот патент пришел 8 июля 1952, после того как он был подан в Патентное ведомство США пятью годами ранее. Испытания американского односекундного теодолита в холодную погоду проводились с 1951 по 1953 год в Форт-Черчилль, Канада. Американский теодолит в конце концов был признан успешным, но стоимость производства в Соединенных Штатах не могла конкурировать со стоимостью производства европейских производителей, которая, по некоторым оценкам, составляла лишь одну шестую часть стоимости. Поэтому 2 июля 1954 года, спустя почти 14 лет от начала проекта до конца, проект американского односекундного теодолита был официально отменен Техническим комитетом инженерных войск.

Джерри Пенри — лицензированный геодезист из Небраски и Южной Дакоты. Он частый автор журнала.

Дэйв Инграм — лицензированный землемер из Вирджинии, Западной Вирджинии и Мэриленда, а также изучает историю геодезии.

Боковая панель
Теодолит Герли
Дэвид Ли Инграм
Как заядлый коллекционер антикварного геодезического оборудования, я всегда стремлюсь пополнить свою коллекцию. Когда я нахожу уникальный предмет, мой уровень любопытства повышается. Недавно я заметил теодолит Герли. Я даже никогда не видел его и не знал, что Герли когда-либо производил теодолит. Итак, вышла кредитная карта.

После получения теодолита экспертиза показала, что это был односекундный теодолит, во многом похожий на приборы Wild. Уровень моего интереса продолжал расти. Контакты с серьезными коллекционерами инструментов Gurley показали, что они ничего не знали об этом продукте линии Gurley.

Серьезное исследование началось с появления подробностей, рассказывающих очень интересную историю.

Этот конкретный инструмент особенный, потому что это первый инструмент, изготовленный Gurley во исполнение государственного контракта, выданного в 1942. Возможно, это единственный сохранившийся экземпляр из 15, выпущенных к концу Второй мировой войны.

Прибор в хорошем состоянии, без недостающих частей или внешних повреждений. Оптический путь для считывания углов может нуждаться в очистке, выравнивании и ремонте призмы, но это дело будущего. На данный момент здорово иметь малоизвестный фрагмент как геодезии, так и истории Второй мировой войны.

Боковая панель
Стеклянные круги
Как уже упоминалось, американским производителям было очень трудно изготовить горизонтальные и вертикальные стеклянные круги для оптического теодолита. Алюминиевые, латунные или стальные круги были изготовлены в первых американских прототипах теодолитов из-за сложности нанесения градуировки и цифр на стеклянной поверхности, что является строго охраняемым секретом. Стеклянные круги были покрыты восковым резистом. Затем делительная машина прорезала восковой резист, после чего кислотой (жидкостью или газом) травили стекло в том месте, где был вытравлен воск. Затем круг был покрыт черным веществом, сульфидом свинца, которое заполнило травление. Затем воск был удален, чтобы обнажить градуировку и цифры черного цвета. Невооруженным глазом гравюры на стеклянном круге увидеть нельзя, только в микроскоп. Длина самой длинной линии деления на стеклянном круге составляет всего 0,3 мм, а ширину измерить практически невозможно. Продавцы инструментов, чистившие стеклянные круги оптических теодолитов, знали, что малейшее пятнышко, оставленное на стекле, будет выглядеть как валун, если его потом рассмотреть через окуляр микроскопа.

В 1950-х годах Национальное бюро стандартов наконец получило от швейцарцев делительную машину для травления стеклянных кругов. Для того, чтобы двигатель был полностью свободен от серьезных вибраций, его установили на толстый бетонный блок площадью один квадратный метр с верхней поверхностью на одном уровне с полом помещения, но отдельно от него. Блок был изолирован от окружающего грунта и бетона 2-дюймовым слоем пробковой доски. Температура должна была быть между 68° и 77° при линейке кругов и не могла изменяться более чем на 0,5° после начала процесса. Режущие точки были изготовлены из высококачественных коммерческих алмазов, закрепленных на кончике стального стержня. Стеклянные круги времен Второй мировой войны обычно имели размеры 3,5 дюйма по горизонтали и 2,7 дюйма по вертикали.

PDF-файл этой статьи объемом 2,314 МБ в том виде, в котором она была опубликована в журнале, вместе с изображениями доступен по ссылке ЗДЕСЬ

Об авторе

Джерри Пенри, PS

Джерри Пенри занимается геодезией 34 года, имеет лицензию в штатах Небраска и Южная Дакота и 21 год работает в Lancaster County Engineering. Он также отбывает свой второй срок в Совете Ассоциации профессиональных геодезистов штата Небраска.

Метки: Американский теодолит

10 обязательных советов по чтению ACT — подготовка к тесту Каплана

3 июня 2021 г. /in ACT /от admin

Раздел «Чтение ACT» длится 35 минут, четыре отрывка по 750 слов с десятью вопросами в каждом. Напугана? Не будь. Как и любой раздел ACT, он может показаться сложным. Но на самом деле чтение ACT можно победить. Вы способны ответить на каждый вопрос. Вы просто должны быть методичными, быстрыми и находчивыми.

Есть много способов подготовиться к тесту по чтению, но лучший способ — это читать. Читайте как можно больше и как можно шире и старайтесь понять, что вы читаете. Возьмите статью по биологии или физике и попытайтесь объяснить другу открытия авторов. Чем более разносторонний вы читатель, тем лучше вы справитесь с этим разделом.

[Хорошо, чтобы знать: Топ 10 советов по ACT English • Top 10 советов для ACT Math • Top 10 советов для ACT Science ]

• ACT Reading Tip #10: Знайте структуру тест

  Тест чтения ACT представляет собой 35-минутный раздел чтения, который начинается сразу после 15-минутного перерыва. Используйте это в своих интересах, используя перерыв, чтобы расслабиться.
  Есть четыре отрывка для чтения ACT, в каждом из которых по 10 вопросов, что в сумме составляет 40 вопросов с несколькими вариантами ответов, каждый из которых имеет четыре варианта ответа. Есть четыре разных типа отрывков, которые всегда идут в одном и том же порядке: художественная проза, социальные науки, гуманитарные науки и естественные науки. Вы можете выполнять проходы в любом порядке, поэтому начните с самого сильного типа прохода и работайте с него.

• ACT Совет по чтению № 9: ACT — это тест с открытой книгой

  В день тестирования вы столкнетесь с четырьмя очень разными типами отрывков: художественной прозой, обществознанием, гуманитарными науками (история и изобразительное искусство) и естественными науками. . Один-два отрывка могут быть вам незнакомы. Однако не отчаивайтесь. Вам не нужны никакие посторонние знания, чтобы ответить на вопросы ACT Reading; все они основаны на отрывке перед вами.

• Совет по чтению ACT № 8. Следуйте методу Каплана для понимания прочитанного ACT

  Прочитайте отрывок и сделайте короткие заметки рядом с каждым абзацем.

  • Сосредоточьтесь на теме и цели отрывка
  • Следите за разными людьми и мнениямиS

  Прочитайте вопрос и определите полезные советы.

  • Ссылки на строки и ключевые слова помогут вам найти ответ

  Предскажите ответ ДО того, как вы посмотрите на варианты ответа.
  [ЧИТАТЬ:  ДЕЙСТВИЕ Чтение: проход за проходом ]

• ACT Совет по чтению № 7: Всегда сначала читайте отрывок

  Это распространенный миф, что сначала нужно читать вопросы. Почти невозможно не забывать искать ответ на 10 разных вопросов, читая незнакомый отрывок из 750 слов и пытаясь синтезировать большие идеи. Гораздо лучше использовать свое время, чтобы прочитать отрывок и уловить основную идею и цель, прежде чем даже взглянуть на вопросы.

   

• Совет по чтению ACT № 6. Используйте ссылки на строки

  Память может быть ошибочной; не тратьте энергию, пытаясь положиться на свою во время теста с высокими ставками. Ссылки на строки предоставлены по какой-то причине, поэтому используйте их и не забывайте читать ссылки на строки для контекста. Например, если вопрос относится к строке 12, прочитайте строки 10-14. Правильный ответ всегда будет иметь поддержку в прохождении.

• ACT Совет по чтению № 5: Исключите неправильные варианты ответов

  Всегда будут ответы, которые нужно исключить, так что ищите их. Иногда всего одно слово делает неверным весь выбор ответа. Найдите ошибку в выборе ответа и зачеркните ее.

   

• ACT Совет по чтению № 4: найдите поддержку

  Всегда выбирайте лучший вариант ответа (на основе поддержки в отрывке), а не тот, который, по вашему мнению, звучит наиболее разумно. Вы должны найти текстовые доказательства, подтверждающие правильный ответ. Правильный ответ будет безупречен.

   

• ACT Совет по чтению №3: Знайте, как оценивается тест

  Штрафа за неправильный ответ не предусмотрено, поэтому обязательно отвечайте на все вопросы, даже если вы не можете исключить ни один из вариантов ответа или у вас мало времени .

  Имейте заранее заданную «Букву дня», например (A)/(F) или (B)/(G), для автоматического заполнения, чтобы вам не тратить дополнительное время на решение, какой вариант ответа вы хотите выделить. .

• Вопросы Inference & Writer’s View — Попросите вас понять что-то, что прямо не указано в отрывке
• Подробные вопросы – Вопросы о конкретных частях прохода
• Контекстные вопросы – Спросите о слове, которое используется в отрывке
• Функциональные вопросы – Спросите о цели определенной части прохода

• ACT Совет по чтению № 1: Знайте ответы ACT на ловушку понимания прочитанного

  1. Искажение – детали из отрывка искажаются так, что они больше не являются правильными
  2. Неправильно использованная деталь – верное утверждение из отрывка, но не отвечающее на вопрос
  3. Выходит за рамки – включает информацию, не включенную в отрывок
  4. Экстремальный – слишком экстремальный, чтобы отразить замысел автора (часто включает такие слова, как всегда, никогда, лучший, худший и т.