УСТАНОВКА ТЕОДОЛИТА В РАБОЧЕЕ ПОЛОЖЕНИЕ — Студопедия

Установка теодолита в рабочее положение включает в себя следую­щие действия: центрирование; приведение оси вращения прибора в от­весное положение; установка зрительной трубы и отсчетного микроскопа по глазу; ориентирование для наблюдения.

Перед началом производства измерительных работ устанавливают штатив, регулируют длину его ножек сообразно росту наблюдателя, на головку штатива устанавливают теодолит и закрепляют его становым винтом. Вращая подъемные винты теодолита, добиваются, чтобы они за­няли среднее положение хода своих нарезок.

Центрирование — процесс установки вертикальной оси теодолита 22 на одной отвесной линии с вершиной угла или съемочной точкой обосно­вания. Центрирование осуществляют с помощью нитяного отвеса или оп­тического центрира. Штатив с закрепленным на нем теодолитом устанав­ливают таким образом, чтобы отвес оказался приблизительно над точкой, наблюдая при этом за тем, чтобы плоскость головки штатива была близ­кой к горизонтальной. Нажимая ногой на упоры наконечников ножек штатива и вдавливая их в грунт, добиваются более точного центрирова­ния прибора. И наконец, ослабив становой винт, перемещают теодолит по головке штатива, осуществляя таким образом окончательное центрирова­ние с точностью порядка 5 мм, после чего вновь закрепляют становой винт.

Для повышения точности центрирования применяют оптические цен-триры, встроенные в подставку теодолита (см. рис. 8.5). Оптический цен-трир состоит (рис. 8.17) из оку­ляра Д сетки нитей 2, фокусиру­ющей линзы 5, объектива 4 и призмы 5, направляющей луч вниз под углом 90°.

Рис. 8.17. Принципиальная схема оптического центрира

Оптические центриры по­зволяют устанавливать прибор с точностью порядка 0,5 мм.

Приведение оси вращения прибора в отвесное положение осуществ­ляют по выверенному цилиндрическому уровню горизонтального круга. Для этого поворотом алидады размещают цилиндрический уровень при­близительно параллельно двум подъемным винтам и, одновременно вра­щая их в противоположных направлениях, выводят пузырек уровня на се­редину. Повернув алидаду ориентировочно на 90° по направлению треть­его подъемного винта и действуя им, вновь выводят пузырек уровня на середину. Обычно эту операцию повторяют несколько раз до тех пор, по­ка пузырек уровня не будет сходить с ноль-пункта при всех положениях алидады вертикального круга.

Установку зрительной трубы и микроскопа отсчетного устройства по глазу обычно осуществляют один раз перед началом работы. Для это­го, вращая диоптрийное кольцо окуляра, добиваются резкого изображе­ния сетки нитей в поле зрения трубы. Аналогичным образом вращением диоптрийного кольца отсчетного микроскопа добиваются четкого изо­бражения делений и оцифровки на лимбах вертикального и горизонталь­ного кругов. Необходимую яркость изображения отсчетного микроскопа обеспечивают соответствующим разворотом зеркала подсветки.

Ориентирование для наблюдения заключается в приближенном наве­дении зрительной трубы на предмет с помощью оптического визира при открепленной алидаде (или лимбе), установке зрительной трубы по пред­мету вращением фокусирующего винта, точной наводке на предмет с по­мощью наводящего винта при закрепленной алидаде (или лимбе) и, если необходимо, в устранении параллакса сетки нитей.

Описание и назначение устройства теодолита: виды, основные части, применение

С точки зрения входящих в комплект частей, устройство теодолита простое. Трудности возникают в процессе настройки прибора. Дело это тонкое и требуют постоянные проверки. Однако в строительстве и проектировании прибор просто незаменим. Геодезисты знают об этом, мы же попробуем описать, так сказать, строение теодолита и его работу более популярным языком.

Основные части теодолита

Приспособление позволяет с высокой точностью замерять углы в пространстве и работать в горизонтальной или вертикальной плоскости. Как правило, выбирается относительный метод, когда за основу принимается эталонный объект, а по нему уже отсчитывается искомый угол. Измерение таким способом известно с XIX века, но сегодняшние теодолиты — это усовершенствованные приспособления, которых существует несколько разновидностей.

Шкала. Этот элемент, представленный горизонтально или вертикально расположенным кругом, показывает результат. Находится на подставке, имеющей регулировочные винты для управления главными узлами. Измеритель смотрит в окуляр, управляемый винтами, которые позволяют навести окуляр на объект и закрепить его, когда найдена контрольная точка.

Лимб и алидада. Части горизонтального круга, активно использующиеся при измерении горизонтальных углов.

• Лимб — это стационарное стеклянное кольцо с делениями на 360°.
• Алидада — элемент, вращающийся с примыкающей частью прибора и выставляющий отсчет.

Для фиксации отсчета и дальнейшего проведения измерений относительно него закрепляется специальный винт и отпускается лимб, корпус в этом случае останется неподвижным, двигаться же будут лимб и алидада.

Это и есть главные части теодолита. Но снимать показания помогают и другие устройства, с которыми тоже будет полезно познакомиться. Степень горизонтальности установки теодолита контролируется с помощью цилиндрического уровня, а точку отсчета потерять не дает оптический центрир. Отсчеты снимаются по микроскопу, и это финальная стадия работы замерщика.

Виды устройств

Имеются следующие виды устройств:

• Механические. Наиболее простой по конструкции и самый дешевый тип, однако у него и самая низкая точность, поэтому для серьезной работы он не подходит.
• Электронные. Электронный теодолит удобен, потому что оснащен устройством для считывания и обработки результатов, геодезисту остается правильно выставить его, а остальное прибор сделает сам.
• Оптические. Наиболее широкое распространение получил теодолит оптический. Он не производит расчеты, как электронный, но стоимость устройства и качество измерения привлекают.
• Лазерные. Эти теодолиты самые дорогие, но и более совершенные устройства. Позволяют делать измерения с большой точностью и удобны в использовании, но приобретать их имеет смысл лишь для постоянных работ, где высоки требования к результату.

Два принципиально разных вида теодолитов отличаются по подвижности алидады и лимба. В повторительных типах данные элементы могут закреплять поочередно, а показания снимать методом последовательных повторений. Обыкновенные варианты этого не допускают, так как алидада с осью представляют в них единое неподвижное целое, и для каждого измерения требуется отдельная настройка.

Маркировка

Марка теодолита — это совокупность букв и цифр. В каждой есть связка литеры «Т» с какой-либо цифрой. Буква указывает на то, что прибор — теодолит, цифры показывают погрешность измерения в секундах, чем они больше, тем больше и погрешность.

• Цифрой 1 маркируются высокоточные приборы.
• Цифрами 2 и 5 маркируются точные теодолиты.
• Цифрами 15 и 30 маркируются технические приборы.

Стоит цифра точности после литеры «Т», а если перед буквой есть другая цифра, она служит для обозначения поколения прибора или его модификации в категории марки.

Требования перед работой

Перед измерением углов теодолит проверяется. Нужно проверять специальную отметку или пломбу, а также периодически — геометрические параметры, так как ошибка в пару градусов со временем может привести к катастрофе!

• Важна абсолютная вертикальность оси алидады и ее перпендикулярность цилиндрическому уровню.
• Визирная ось зрительной трубы должна быть перпендикулярна ей, не выполнив этого коллимационного условия, четкая система отсчета невозможна.
• Оси трубы и алидады должны быть перпендикулярными.
• Проверяем, насколько измерительная сетка расположена в вертикальной коллимационной плоскости.

Использование теодолита

Приемов профессионального использования приборов много, и им учат на специальных курсах, здесь же приведем основные из них.

• Установка теодолита. Первым шагом станет нахождение точки отсчета. На местности находим ровную поверхность, по которой центрируем прибор на подставке уровнями и зажимными винтами. В итоге положение прибора должно получиться строго горизонтальным.
• Ловим объект. Визиром отыскиваем цель и точнее наводим винтами измерительную сетку, чтобы установить центр объекта. На это смотрим через окуляр, а если света недостаточно, улучшить ситуацию поможет специальное зеркальце (как в случае с микроскопом). После выставления центра окуляром фиксируется его значение.
• Обработка результатов. Лучше сделать не одно, а несколько измерений. Новый отсчет рекомендуется на известную величину, к примеру, 90°. Если новые измерения отличаются от предыдущих на 90°, то результат можно фиксировать, если нет — производится еще пара подобных измерений с разным отсчетом и вычисляется среднее значение.

История приборов

Первые теодолиты в центре угломерного круга на острие иголки имели линейку, способную вращаться на этом острие свободно (подобно стрелке компаса). В линейке делались вырезы, в которых натягивались нити, служащие отсчетными индексами. Центр угломерного круга помещался в вершину измеряемого угла, где и закреплялся.

Поворачивая линейку, ее совмещали с первой стороной угла и по шкале круга брали отсчет N1. Потом линейку совмещали со второй стороной угла и брали отсчет N2. Разность N2 и N1 равнялась значению угла. Подвижную линейку назвали алидадой, а угломерный круг — лимбом. Совмещение линейки-алидады со сторонами угла осуществлялось с помощью примитивных визиров.

Современные теодолиты существенно отличаются от предшественников.

• Совмещение алидады со сторонами угла производится с помощью зрительной трубы, которая может вращаться по высоте и азимуту.
• Для отсчета по шкале лимба применяется отсчетное приспособление.
• Конструкцию покрывает прочный металлический кожух.
• Прочее.

Плавное вращение алидады и лимба обеспечивает система осей, а регулируются вращения наводящими и зажимными винтами.

Установки теодолита производятся с помощью специального штатива. Центр лимба с отвесной линией, которая проходит через вершину измеряемого угла, осуществляется оптическим центриром или нитяным отвесом.

Коллимационная плоскость образуется визирной осью окуляра при вращении зрительной трубы вокруг собственной оси. Стороны угла проектируются на лимб подвижной вертикальной плоскостью, называющейся коллимационной плоскостью. Плоскость эта образуется визирной осью зрительной трубы, когда труба вращается вокруг своей оси.

Визирной осью трубы (визирной линией) называется воображаемая линия, которая проходит через центр сетки нитей и оптический центр объектива трубы.

Устройство теодолита

На местности измерения горизонтальных и вертикальных углов производится прибором, называемым теодолитом. Теодолиты в зависимости от точности разделяются на высокоточные, точные и технические. К последней группе относятся теодолиты, применяемые в строительное- монтажном производстве (Т – 30, 2Т — 30), средняя квадратическая погрешность измерения углов в таких теодолитах составляет 30ʹʹ. Схема устройства теодолита представлена на рисунке 23. Теодолит имеет стеклянный или металлический лимб, разделённый по окружности на 360º. Над лимбом установлен вращающийся круг –алидада.

К подставкам теодолита прикреплена зрительная труба, вращающаяся в вертикальной плоскости вокруг оси НН₁.

Ось ZZ₁ является вертикальной осью вращения прибора. В горизонтальное положение теодолит приводится с помощью трёх подъёмных винтов (17) и цилиндрического уровня (4). На оси вращения трубы наглухо с ней прикреплён вертикальный круг (9). Он может располагаться справа или слева от зрительной трубы; первое положение называется «круг право» – КП, второе положение «круг лево» – КЛ. В комплект теодолита входят буссоль, штатив и отвес. Теодолит крепится к штативу с помощью станового винта. Вращающиеся части теодолита снабжены закрепительными винтами (2,8,12) для закрепления их в неподвижное состояние и наводящими винтами (3,5,16) для точного ориентирования прибора по заданному направлению (рис.28, 29).

 

 

Рис.28 Схема устройства теодолита

 

J J₁ – вертикальная ось вращения теодолита

U U₁ – ось цилиндрического уровня горизонтального круга

Н Н₁ – горизонтальная ось вращения трубы

V V₁ – визирная ось зрительной трубы

 

Рис. 29 Основные части теодолита

 

1 – подставка

2 – закрепительный винт лимба

3 – наводящий винт алидады

4 – наводящий винт зрительной трубы

5 – окуляр отсчётного устройства

6 – оптический визир

7 – вертикальный круг

8 – закрепительный винт зрительной трубы

9 – кремальера

10 – исправительные винты уровня

11 – уровень

12 – закрепительный винт алидады

13 – наводящий винт лимба

14 – трегер

15 – подъёмные винты

16 – пружинящая пластина

 

У оптических теодолитов данного типа отсчётными устройствами являются: штриховой и шкаловой микроскопы. На рисунке 30 показано поле зрения штрихового микроскопа, где кроме делений лимба с ценой деления 10′ виден штрих, по которому на глаз оценивают десятые доли наименьшего деления лимба.

 

 

Рис.30 Штриховой микроскоп Рис.31 Шкаловой микроскоп

 

Более точные отсчёты даёт шкаловой микроскоп. На рисунке 31 изображена шкала с наименьшим делением лимба 60′. Шкала микроскопа разделена на 12 частей, т.е. одно деление равняется 5′.

 

 

Поверки теодолита

Чтобы обеспечить ожидаемую точность измерения углов, теодолит должен удовлетворять определённым оптико – механическим и геометрическим условиям. Первые условия обычно гарантирует завод – изготовитель. Геометрические условия чаще всего подвержены изменениям в процессе работы и транспортировки прибора. Поэтому геометрические условия необходимо проверять перед началом полевых работ. При геодезическом обслуживании строительно-монтажных работ малейшее несоблюдение этих условий вызовет брак, особенно при монтаже строительных конструкций. В связи с этим требуется систематически выполнять поверки теодолита. Каждая поверка состоит из двух частей: 1) выявления нарушения или соблюдения данного условия; 2)исправления (юстировки) положения соответствующей части инструмента для устранения нарушения поверяемого условия.

Поверки – это действия, которыми контролируют правильность взаимного расположения осей.

Я поверка.

Ось цилиндрического уровня при алидаде горизонтального круга должна быть перпендикулярна вертикальной оси вращения теодолита ( U U_{1 ┴} J J₁).

Порядок подготовки.Перед выполнением поверки проводят предварительное нивелирование теодолита. Для этого устанавливают уровень параллельно плоскости двух подъёмных винтов и вращением этих винтов в разные стороны приводят пузырёк уровня в нуль-пункт. Далее поворачивают верхнюю часть теодолита на 90º и вращением третьего винта приводят пузырёк уровня на середину.

Порядок поверки.Устанавливают уровень в плоскости двух подъёмных винтов, вращением этих винтов в разные стороны, приводят пузырёк уровня в нуль-пункт. Ослабляют закрепительный винт алидады и поворачивают верхнюю часть теодолита на 180º. Если пузырёк уровня остался на середине или сместился менее чем на одно деление, то условие выполнено. В противном случае проводят юстировку.

Порядок юстировки. Действуя исправительными винтами, перемещают пузырёк уровня к нуль-пункту на половину дуги отклонения, другую половину устраняют подъёмными винтами. Эти действия повторяют до тех пор, пока пузырёк уровня будет отклоняться от середины не более чем на одно деление.

Исправительные винты вращают с помощью специальной шпильки. Если пузырек уровня требуется сместить по направлению к исправительным винтам, то следует ослабить верхний винт и подтянуть нижний. Перемещение пузырька начинают с ослабления одного из винтов. Вращают их в одном направлении.

Я поверка.

Визирная ось зрительной трубы должна быть перпендикулярна горизонтальной оси вращения трубы (V V_1┴ Н Н₁).

Порядок подготовки. Приводят вертикальную ось теодолита в отвесное положение (нивелирование теодолита). Выполняют также, как и перед первой поверкой.

Порядок поверки.

Закрепляют лимб и поворотом алидады наводят перекрестие сетки нитей на точку, примерно расположенную на одном уровне с теодолитом. Берут отсчёт по горизонтальному кругу – КЛ, результат записывают в журнал (табл.1). Переводят трубу через зенит и наводят зрительную трубу на ту же точку, берут отсчёт по горизонтальному кругу – КП, результаты заносят в журнал.

Погрешность, которую называют коллимационной, вычисляют по формуле:

С =

Если коллимационная погрешность по абсолютной величине не превышает двойной точности отсчётного устройства, условие выполнено.

│С│ 2t

Если │С│ 2t, производят юстировку.

Порядок юстировки.Вычисляют свободный от влияния коллимационной погрешности отсчёт:

N =

и устанавливают его на лимбе (табл.3). Перекрестие сетки нитей при этом сойдёт с наблюдаемой точки. С помощью исправительных винтов, сетку нитей совмещают с изображением точки. После выполнения юстировки, поверку повторяют.

Табл. 3

Точка визирования	Отсчёт по горизонтальному кругу	Вычисления
КЛ	КП
До юстировки
	30º 29ʹ	210º 21ʹ	С1 = = + 4ʹ   2t = 2ʹ
После юстировки
	30° 24ʹ	210° 25ʹ	N = = 30°25ʹ     С2 = = – 30ʹʹ

 

Я поверка.

Горизонтальная ось вращения зрительной трубы должна быть перпендикулярна оси вращения прибора (НН_1┴ JJ₁).

При подготовке к поверке необходимо вертикальную ось теодолита привести в отвесное положение (нивелирование теодолита).

Порядок поверки.На расстоянии 20 – 30 м от стены здания устанавливают теодолит и наводят перекрестие сетки нитей на точку М в верхней части стены. Опускают зрительную трубу до уровня высоты теодолита и отмечают на стене точку М₁, на которую проецируется перекрестие сетки нитей. Переводят трубу через зенит и повторяют те же действия при другом положении круга, отмечают точку М₂ (рис.32).

Если в поле зрения трубы отрезок ММ₁ укладывается в биссекторе сетки нитей, то условие считают выполненным.

Юстировку производят только в оптико-механических мастерских, либо на заводе изготовителе.

 

 

Рис.32 Схема поверки горизонтальной оси теодолита

 

Я поверка.

Сетка нитей зрительной трубы должна быть поставлена правильно.

Порядок поверки.Для выполнения поверки приводят теодолит в рабочее положение (нивелируют). Наводят зрительную трубу на точку (которую можно обозначить на стене здания) так, чтобы изображение её оказалось совмещённым с одним из концов вертикальной сетки нитей. Затем плавно перемещают зрительную трубу вверх или вниз наводящим винтом. Если изображение точки совпадёт с нитью на всём её протяжении, то условие выполнено. В противном случае производят юстировку.

Порядок юстировки.Ослабляют винты, закрепляющие окулярную часть, и поворачивают её вместе с сеткой нитей до совмещения вертикальной нити с наблюдаемой точкой. После этого повторяют поверку 2.

 

Похожие статьи:

Основы геодезии, Сэ 21 | Методическая разработка:

Типы теодолитов

Государственным стандартам ГОСТ 10529 — 79 предусмотрен выпуск следующих теодолитов:

1. Высокоточный теодолит Т1 характеризуется следующей квадратической погрешностью измерения горизонтального угла одним приемом равного 1«. Он применяется для угловых измерений в плановых опорных сетях 1 и 2-го классов, а также при выполнении высокоточных геодезических работ при строительстве и эксплуатации отчетных инженерных сооружений.
2. Точные теодолиты Т2 и Т5 со средними квадратическими погрешностями измерения углов соотвественно2« и 5«. Точные теодолиты используются при создание плановых опорных сетей 3 и 4-го классов, сетей сгущения 1-го разряда при геодезических разбивочных работах соответствующей точности.
3. Технические теодолиты Т15 , Т30 и Т60, из них первые два применяются при развитии съемочных сетей и топографических съемках, теодолит Т60 предназначен для измерений в учебных целях.

 В таблице 10 приведены основные характеристики перечисленных выше теодолитов.

Кроме указанных в таблице теодолитов ГОСТ 10 529-79 предусмотрен выпуск их модификаций.

Таблица 10

Показатель	Т 1	Т2	Т 5	Т15	Т30	Т 60
Средняя квадртическая погрешность измерения угла одним приемом,  угловые секунды(«) не более: горизонтального круга	1	2	5	15	30	60
Вертикального круга	1,5	3	12	25	45	—
Увеличение поля зрения трубы
Угол поля зрения трубы	1	511,5		1,5	2	—
Наименование расстояние визирования, м	5	2	2	1,5	1,2	1
Цена деления ампулы уровня на 2 мм, угловые секунды(«): Алидады горизонтального круга	10	15	30	45	60	60
Алидады вертикального круга	10	0	25	45	—	—
Рабочие диаметры кругов, мм Горизонтального	—	90	90	76	72	—
Вертикального	—	65	70	72	72	—
Масса прибора, кг.	11	5	4,5	3,5	2,5	2

Кроме указанных в таблице теодолитов ГОСТ 10 529-79 предусмотрен выпуск их модификаций.

Например, теодолиты Т15 и Т30 могут изготовляться в маркшейдерском  исполнении, в этом случае к их обозначению добавляют буквы М (Т15М, Т30М). Теодолиты Т5 и Т15 могут иметь компенсатор углов наклона, заменяющий уровень при алидаде вертикального угла, такие теодолиты обозначений имеют букву К (Т5Ки Т15К).

Если зрительная труба прибора имеет прямое изображение к его обозначению добавляется буква П ( Т5КП).

На основе единой базовой модели теодолита Т2 разработана группа унифицированных теодолитов 2Т. Входящие в нее приборы обозначают 2Т2, 2Т5, 2Т5К. Благодаря унификации их узлов и основных деталей ( например зрительной трубы, осевых сетей) работа с ними значительно облегчает.

На строительных объектах наибольше распространение получили оптические теодолиты Т30 и Т15.

Теодолит Т30 Круглое основание 1 теодолита (Рис 17, а), с которым скреплена подставка 13 одновременно служит дном футляра прибора. Это позволяет закрывать теодолит футляром, не снимая его со штатива и тем самым предохранять прибор от механических повреждений при переносе со станции на станцию. Ось вращения теодолита приводиться в отвесное положение подъемными винтами 15 с помощью цилиндрического уровня 5 на горизонтальном круге. Уровень расположен правильно коллимационной полоски зрительной трубы и заменяет отсутствующий в приборе уровень при вертикальном круге. Исправительным (юстировочным) винтом  ось уровня 2 устанавливается перпендикулярно оси вращения теодолита Лимб и алидада могут вращаться совместно и раздельно, что обеспечивает закрепительными 14 и наводящими винтами  лимба и так же винтами 3 и 4 алидады.

Зрительная труба имеет оптический визир 9 для предварительного наведения на предмет, ее фокусировка осуществляется вращением винта кремальера 7. Вместе с трубой скреплены вертикальный круг и отсчетный микроскоп. Закрепительным винтом 8 трубу фиксируют в заданном положение, а наводящие финты 6 медленно вращают ее в вертикальной плоскости для точного наведения на цель.

Зрительная труба теодолита Т30 может быть использована как оптический центр. Для этого ее устанавливают вертикально объективом вниз на точку стояния через отверстие в круглом основание прибора. Деление на горизонтальном и вертикальном кругах нанесены через  с оцифровкой каждого градуса.

Изображения отсчетного индекса и штрихов обоих кругов (рис17 б) передают в поле зрения отсчетного микроскопа с помощью отсчетного штриха с точностью до десятых долей наименьшего деления, оцениваемых на глаз. На Рис. 17,  б, отсчет по вертикальному кругу равен  , а по горизонтальному — .

Теодолит Т15 . Прибор (Рис. 26, а) прикрепляется к головке штатива становым винтом. Подставка 2 прибора имеет подъемные винты 14 и пружинистую пластину 1 верхняя часть теодолита крепиться к подставке непосредственно закрепительными винтом. На алидаде горизонтального круга устанавливается цилиндрический уровень. Зрительная труба фокусируется вращением центра кремальера, вынесенного, как у теодолита Т30 на колонку прибора. На колонке размещены головки закрепительных и наводящих винтов зрительной трубы и алидады горизонтального круга. На трубе имеется два оптических визира, один из них может быть заменен цилиндрическим уровнем, что дает возможность определять превышения горизонтальным лучом.

теодолитов | Как работает теодолит | Теодолит против Транзита | Как использовать теодолиты

Теодолит против транзита
Как использовать теодолит
Как работает теодолит

Типы теодолитов

Существует два вида теодолитов: цифровые и нецифровые. Нецифровые теодолиты сейчас используются редко. Цифровые теодолиты состоят из телескопа, установленного на основании, а также электронного считывающего экрана, который используется для отображения горизонтальных и вертикальных углов.Цифровые теодолиты удобны, потому что цифровые показания заменяют традиционные градуированные кружки, и это обеспечивает более точные показания.

Части теодолита

Как и другие нивелиры, теодолит состоит из телескопа, установленного на основании. Вверху телескопа есть прицел, который используется для выравнивания цели. Инструмент имеет ручку фокусировки, которая используется для четкости объекта. Телескоп имеет окуляр, в который пользователь смотрит, чтобы найти цель.Линза объектива также расположена на телескопе, но находится на противоположном конце окуляра. Линза объектива используется для прицеливания объекта и с помощью зеркал внутри телескопа позволяет увеличить объект. Основание теодолита имеет резьбу для удобной установки на штатив.

Как работает теодолит?

Теодолит работает, комбинируя оптические отвесы (или отвесы), спиртовой уровень (пузырьковый уровень) и градуированные круги для определения вертикального и горизонтального углов при съемке.Оптический центрир обеспечивает установку теодолита как можно ближе к вертикали над точкой съемки. Внутренний спиртовой уровень гарантирует, что устройство выровнено до горизонта. Градуированные круги, один вертикальный и один горизонтальный, позволяют пользователю фактически определять углы.

Как использовать теодолит

1. Отметьте точку, в которой будет установлен теодолит, с помощью гвоздя геодезиста или кола. Эта точка является основой для измерения углов и расстояний.
2. Установите штатив. Убедитесь, что высота штатива позволяет инструменту (теодолиту) находиться на уровне глаз. Отцентрованное отверстие монтажной пластины должно находиться над гвоздем или колом.
3. Забейте ножки штатива в землю, используя кронштейны по бокам каждой ножки.
4. Установите теодолит, поместив его на штатив, и закрепите с помощью монтажной ручки.
5. Измерьте высоту между землей и инструментом. Это будет ссылка на другие станции.
6. Выровняйте теодолит, отрегулировав ножки штатива и используя уровень «яблочко». Вы можете сделать небольшие настройки с помощью регуляторов уровня, чтобы добиться нужного результата.
7. Отрегулируйте маленький прицел (вертикальный центрир), расположенный на дне теодолита. Вертикальный центрир позволяет гарантировать, что инструмент остается над гвоздем или колом. Отрегулируйте отвес, используя ручки внизу.
8. Направьте перекрестье основного прицела на точку измерения.Используйте фиксирующие ручки сбоку теодолита, чтобы держать его нацеленным на острие. Запишите горизонтальный и вертикальный углы с помощью телескопа, расположенного на стороне теодолита.

Теодолит против уровня транзита

Теодолит — это прецизионный прибор, используемый для измерения углов как по горизонтали, так и по вертикали. Теодолиты могут вращаться как по горизонтальной, так и по вертикальной оси. Теодолиты имеют много общего с транзитами.

Транзит — это геодезический инструмент, который также выполняет точные угловые измерения.Помимо транзита, в теодолитах установлены телескопы, которые можно вращать в разные стороны. И теодолиты, и транзиты могут использоваться для аналогичных проектов, но между этими двумя инструментами есть небольшие различия. Транзиты используют нониусные шкалы и внешние градуированные металлические кружки для измерения углов. В теодолитах используются замкнутые градуированные круги, а угловые показания снимаются с помощью внутренней увеличительной оптической системы. Теодолиты, как правило, имеют более точное считывание и обеспечивают большую точность измерения углов, чем транзиты.

Теодолиты в основном используются для геодезии, но они также могут быть полезны в следующих приложениях:

• Навигация
• Метеорология
• Разметка углов и линий здания
• Измерение и нанесение углов и прямых
• Выравнивание стен деревянного каркаса
• Формовочные панели
• Сантехника колонны или угла здания

Преимущества использования теодолита

Теодолиты имеют много преимуществ по сравнению с другими инструментами для нивелирования:

• Повышенная точность.
• Внутренняя увеличительная оптическая система.
• Электронные показания.
• Горизонтальные круги можно мгновенно обнулить или установить на любое другое значение.
• Показания по горизонтальному кругу можно снимать слева или справа от нуля.
• Повторять показания не нужно.

Теодолиты имеют внутреннее оптическое устройство, которое позволяет считывать круги намного точнее, чем другие инструменты. Кроме того, поскольку теодолит позволяет снимать меньше повторных измерений, эти измерения можно проводить гораздо быстрее.Теодолиты с оптическими приборами имеют преимущества перед другими средствами разметки. У них более точные измерения, они не подвержены влиянию ветра или других погодных факторов, и их можно использовать как на ровной, так и на наклонной поверхности.

Уход за цифровым теодолитом и полезные советы

Как и другие инструменты, теодолиты требуют надлежащего ухода и обслуживания для обеспечения наилучших результатов и уменьшения износа инструмента.

• Не погружайте прибор в воду или другие химические вещества.
• Не роняйте прибор.
• Убедитесь, что теодолит зафиксирован в футляре во время транспортировки.
• Во время дождя накройте инструмент крышкой.
• Не смотрите прямо на солнечный свет через зрительную трубу инструмента.
• Использование деревянного штатива может защитить инструмент от вибрации лучше, чем алюминиевый штатив.
• Важно использовать солнцезащитный козырек; любые резкие перепады температуры могут привести к неверным показаниям.
• Никогда не держите инструмент за зрительную трубу.
• Аккумуляторная батарея прибора всегда должна быть достаточно заряженной.
• Всегда очищайте инструмент после использования.
  • Пыль в корпусе или на приборе может вызвать повреждение.

• Если теодолит влажный или мокрый, дайте ему время высохнуть, прежде чем убирать его в футляр.
• При хранении убедитесь, что телескоп на инструменте находится в вертикальном положении.
• При повторном выравнивании теодолита положение над точкой заземления должно быть проверено и еще раз проверено, чтобы гарантировать то же положение.
• Когда теодолит перемещается над точкой заземления, уровень необходимо проверять и повторно проверять, чтобы убедиться в его точности.

Если вам нужна дополнительная информация, посетите полный список руководств по инструментам и уровням Johnson Level.

Магазинные теодолиты, строительные уровни и другие оптические приборы.

© 2015 Johnson Level & Tool Mfg. Co., Inc.

геодезия | Определение, история, принципы, типы и факты

Surveying , средство проведения относительно крупномасштабных точных измерений поверхности Земли. Он включает в себя определение данных измерений, преобразование и интерпретацию данных в пригодную для использования форму и, наоборот, определение относительного положения и размера в соответствии с заданными требованиями к измерениям.Таким образом, геодезия выполняет две схожие, но противоположные функции: (1) определение существующего относительного горизонтального и вертикального положения, например, используемого для процесса картографирования, и (2) установление отметок для контроля строительства или обозначения границ земельного участка.

Геодезия была важным элементом в развитии среды обитания человека на протяжении стольких столетий, что о ее важности часто забывают. Это обязательное требование при планировании и выполнении практически любой формы строительства.Геодезия была необходима на заре истории, и некоторые из наиболее значительных научных открытий никогда бы не были реализованы, если бы не вклад геодезии. Его основные современные области применения — это транспорт, строительство, выделение земли и связь.

За исключением незначительных деталей техники и использования одного или двух второстепенных ручных инструментов, геодезия во всем мире во многом одинакова. Эти методы являются отражением инструментов, производимых в основном в Швейцарии, Австрии, Великобритании, США, Японии и Германии.Инструменты, сделанные в Японии, похожи на сделанные на Западе.

История

Вполне вероятно, что геодезия возникла в Древнем Египте. Великая пирамида Хуфу в Гизе была построена около 2700 г. до н.э., имела длину 755 футов (230 метров) и высоту 481 фут (147 метров). Его почти идеальная прямоугольность и ориентация с севера на юг подтверждают умение древних египтян в области геодезии.

Получите эксклюзивный доступ к контенту из нашего первого издания 1768 с вашей подпиской. Подпишитесь сегодня

Свидетельства того, что еще в 1400 г. до н. Э. Проводилась съемка границ, были обнаружены в плодородных долинах и равнинах рек Тигр, Евфрат и Нил.Глиняные таблички шумеров содержат записи обмеров земель и планы городов и близлежащих сельскохозяйственных территорий. Сохранились межевые камни, обозначающие земельные участки. На стене гробницы в Фивах (1400 г. до н. Э.) Изображен размер земли, на котором главные и задние цепные мужчины измеряют зерновое поле чем-то вроде веревки с узлами или отметками через одинаковые интервалы. Показаны другие лица. Двое из них, судя по одежде, высокого сословия, вероятно, смотритель земли и смотритель пограничных камней.

Есть некоторые свидетельства того, что, помимо маркированного шнура, египтяне использовали деревянные стержни для измерения расстояний. Нет никаких записей о каких-либо приборах для измерения угла того времени, но был уровень, состоящий из вертикальной деревянной А-образной рамы с отвесом, поддерживаемым на вершине А, так что его шнур свешивался за индикатор или указатель на турнике. Индекс можно правильно разместить, поставив устройство на две опоры примерно на одинаковой высоте, отметив положение шнура, перевернув букву А и сделав аналогичную отметку.На полпути между двумя отметками правильное место для указателя. Таким образом, с помощью своих простых устройств древние египтяне смогли измерить площади земли, заменить участки земли, утраченные, когда Нил засыпал отметки илом во время наводнений, и построить огромные пирамиды до точных размеров.

Греки использовали форму бревен для записи расстояний, пройденных от точки к точке вдоль побережья во время своих медленных путешествий из Инда в Персидский залив около 325 года до н. Магнитный компас был привезен на Запад арабскими торговцами в 12 веке нашей эры.Астролябия была введена греками во II веке до нашей эры. Инструмент для измерения высоты звезд или угла их возвышения над горизонтом имел форму градуированной дуги, подвешенной на переносном шнурке. Поворотный указатель, который двигался над градуировкой, был направлен на звезду. Инструмент не использовался для мореплавания несколько столетий, оставаясь только научным пособием.

Греки также, возможно, начали использовать грому, устройство, используемое для определения прямых углов, но римские геодезисты сделали его стандартным инструментом.Он представлял собой горизонтальный деревянный крест, повернутый посередине и поддерживаемый сверху. С конца каждой из четырех рук свисал отвес. Путем визирования вдоль каждой пары шнуров отвеса по очереди можно было установить прямой угол. Устройство можно было отрегулировать под точным прямым углом, соблюдая тот же угол после поворота устройства примерно на 90 °. Если сместить один из шнуров на половину погрешности, получится идеальный прямой угол.

Около 15 г. до н. Э. Римский архитектор и инженер Витрувий установил большое колесо известной окружности в маленькой раме, во многом так же, как колесо устанавливается на тачке; когда его толкали по земле вручную, он автоматически сбрасывал камешек в контейнер при каждом обороте, давая меру пройденного расстояния.По сути, это был первый одометр.

Уровень воды состоял либо из желоба, либо из трубы, загнутых вверх на концах и наполненной водой. На каждом конце имелся прицел из пересекающихся горизонтальной и вертикальной щелей. Когда они были выровнены чуть выше уровня воды, достопримечательности определили линию уровня, достаточно точную, чтобы установить уровни римских акведуков. Говорят, что при планировании своей большой системы дорог римляне использовали плоский стол. Он состоит из доски для рисования, установленной на треноге или другой устойчивой опоре, и линейки — обычно с прицелами для точного наведения (алидада) на объекты, которые должны быть нанесены на карту, — вдоль которой проводятся линии.Это было первое устройство, способное записывать или устанавливать углы. Более поздние модификации плоского стола были прикреплены к магнитным компасам.

Таблицы плоскостей использовались в Европе в 16 веке, а геодезисты практиковали принцип графической триангуляции и пересечения. В 1615 году голландский математик Виллеброрд Снелл измерил дугу меридиана с помощью инструментальной триангуляции. В 1620 году английский математик Эдмунд Гюнтер разработал геодезическую цепочку, которую с конца 19 века заменила только стальная лента.

Изучение астрономии привело к разработке устройств для считывания углов, основанных на дугах большого радиуса, что делало такие инструменты слишком большими для использования в полевых условиях. С публикацией логарифмических таблиц в 1620 году вошли в употребление портативные угловые измерительные приборы. Их называли топографическими инструментами или теодолитами. Они включали поворотные рычаги для прицеливания и могли использоваться для измерения как горизонтальных, так и вертикальных углов. Магнитные компасы могли быть включены в некоторые.

Нониус, дополнительная шкала, позволяющая получать более точные показания (1631), микрометрический микроскоп (1638), телескопические прицелы (1669) и спиртовые уровни (около 1700) были включены в теодолиты примерно к 1720 году. Волосы Stadia были впервые применены Джеймс Ватт в 1771 году. Разработка около 1775 года машины для деления окружностей, устройства для деления окружности на градусы с большой точностью, принесла один из самых больших успехов в геодезических методах, поскольку она позволила выполнять угловые измерения с помощью портативных инструментов на больших расстояниях. точнее, чем это было возможно ранее.

Можно сказать, что современные геодезические работы начались в конце 18 века. Одним из самых заметных первых достижений геодезистов было измерение в 1790-х годах меридиана от Барселоны, Испания, до Дюнкерка, Франция, двумя французскими инженерами, Жаном Деламбром и Пьером Мешеном, чтобы установить базовую единицу для метрической системы измерения. .

Многие улучшения и усовершенствования были включены во все основные геодезические инструменты. Это привело к повышению точности и скорости операций и открыло возможности для улучшения методов в полевых условиях.В дополнение к модификации существующих инструментов были внесены два революционных изменения в картографирование и съемку: фотограмметрия или картографирование по аэрофотоснимкам (около 1920 г.) и электронное измерение расстояний, включая использование лазера для этой цели, а также для юстировки 1960-е годы). Важные технологические разработки, начавшиеся в конце 20-го века, включают использование спутников в качестве ориентиров для геодезических съемок и электронных компьютеров для ускорения обработки и записи данных съемки.

Джон Лайман The Editors of Encyclopaedia Britannica

NOAA 200th: Collections: Theodolites

От точки A до точки B в виде углов и измеренного расстояния. Расстояния, измеренные по шкале, относятся к в качестве базовых линий. Щелкните изображение, чтобы увеличить.

---

Их видели все — геодезисты на стройке или вдоль шоссе, указывающее на то, что похоже на небольшой телескоп в цель.Это — это a небольшой телескоп, но они не просто смотрят Декорации. Шансы есть, геодезисты используют теодолит или транзитный для измерения углов. От используя принципы тригонометрии, геодезисты могут использовать измеренные углы, чтобы точно определить, где они и где они (или строительство, за которое они несут ответственность) идут.

Как видно из названия, триангуляция — это вид геодезии, в основном на основе измерения углов и расстояний, которые составляют серию соединенных треугольников, из которых широта и долгота (или плоские координаты) точек треугольника выводятся.

Геодезический геодезисты наблюдают звезду, имеющую известную небесную положение, чтобы определить начальную ориентацию. Затем, тщательно измерив расстояние для масштаба, они могут использовать серию взаимосвязанных треугольников для построения карты и моделирования поверхности континента от побережья до побережья. Этот именно то, что сделали Survey of the Coast (и его потомки) … и то немного!

(верх)

Эта коллекция из восьми изображений иллюстрирует некоторую историю теодолит, инструмент, сочетающий в себе высококачественный телескоп и мелко разделенный круг, который позволяет считывать значения углов как телескоп повернут.

Используется для наблюдения как горизонтальных углов для построения треугольников, так и вертикальных. углов для определения высот, теодолит оставался основой геодезические изыскания из первых полевых работ Обзора побережья в с 1800-х годов до сегодняшнего дня Национальная геодезическая служба (NGS) в значительной степени заменила триангуляция и траверс с помощью съемок глобальной системы позиционирования (GPS) в начале 1980-х гг. Теодолиты по-прежнему являются важной частью «общего» «тахеометры», используемые экипажами авиационной службы NGS Программа обследования и многие частные геодезисты.

Следующая коллекция теодолитов повествует об истории разработка и использование инструмента, в том числе некоторые проблемы столкнулись с полевыми партиями, из первых полевых исследований Survey of the Coast Суперинтендант Фердинанд Хасслер до сегодняшнего дня.

Вы можете просмотреть инструменты в коллекции, щелкнув ссылки справа или щелкнув здесь, чтобы просмотреть предметы из коллекции Theodolites .

(верх)

Измерение углов: введение

Те, кто помнят школьную геометрию, найдут сердцевину геодезические изыскания знакомы: дан определенный объем информации о углы и длины сторон треугольника, можно вычислить оставшиеся неизвестные длины и углы треугольника. Дано эта информация и начальная точка, координаты которой уже известны (X, Y в координатах плоскости и в школьной викторине; широта и долготы в NGS), можно построить структуру, которая позволяет расчет новых точек путем измерения новых углов и расстояний.

Классические геодезисты, не использующие GPS, измеряли эти углы и расстояния. с высокоточным оборудованием и методиками и выполненными расчетами исходя из того факта, что измерения проводились на изогнутой поверхность Земли.

До появления электронных средств измерения расстояния, геодезисты использовали ленты из сплава называется «инвар», чтобы измерить базовые линии. Щелкните изображение, чтобы увеличить.

---

При классической съемке необходима прямая видимость между станциями, поскольку необходимо внимательно прицелиться или выровняться с целью во время измерения. До 1950-х годов, когда электронное измерение расстояния был принят, также необходимо было измерять расстояния на линии, называется базовой линией, которая была тщательно очищена, отсортирована и выровнена. В затем расстояния измерялись осторожным перемещением металлических стержней или лент, обычно длиной от 5 до 50 метров, встык на всем протяжении базовой линии.Точные измерения базовых линий, которые обычно Длина от 6 до 12 миль часто занимает несколько недель.

Использование теодолита

Требуется базовое использование теодолита чтобы инструмент был установлен на устойчивом штативе или встаньте и осторожно проведите по геодезической станции, которая должна была быть занятым и наблюдать со стороны. В затем был выровнен теодолит.

На этой фотографии 1915 года один геодезист смотрит в телескоп. теодолита, в то время как его партнер записывает угол измерения. Щелкните изображение, чтобы увеличить.

---

Наблюдатель посмотрел в телескоп и тщательно выровнял вертикальное перекрестие с крайним левым объектом обзора. Горизонтальный круг был повернут так, чтобы он читался чуть выше нуля, когда перекрестие были на этой цели. Затем круг был заблокирован на месте, и направление, указанное на круге, было прочитано и записано. После этого Было снято показание, телескоп вращали по часовой стрелке, пока перекрестие был совмещен со второй целью.Это второе направление было прочитано из круга и записал. Эта процедура повторялась до тех пор, пока все цели наблюдались и записывались. Затем телескоп был повернут на 180 градусов вокруг обеих осей. Те же станции наблюдались снова и значения углов записываются.

Вся процедура представляла собой один набор углов.

Два показания для каждой цели были усреднены, чтобы избежать систематического ошибки. Количество наблюдаемых наборов углов зависело от точности выполняемых изыскательских работ.Для первоочередных изыскательских работ, Наблюдалось 16 наборов и усреднялось для определения окончательных углов. Направления превышение указанного значения от среднего были отклонены и повторены.

(верх)

Предыстория: краткая история «Углы поворота»

Мы веками измеряли углы для геодезии и строительства. В строя великие пирамиды, египтяне использовали инструмент, называемый «грома», чтобы измерить углы.Записи указывают на то, что римляне использовали эти инструменты. также. Римские геодезисты также использовали устройство под названием «диоптра», которое был инструментом, на котором была круглая пластина, отмеченная углами.

Инструменты, используемые для измерения углов, претерпели значительные изменения. от кольца и диоптрии, с акцентом на маркировку и чтение подразделов, используемых для определения углов. В 1571 году Леонард Диггес описал «теодолит», что было не совсем так. мы теперь понимаем под теодолитом: разделенный круг и квадрат с компас в центре, ему не хватало привычного сегодня телескопа.

К середине 1700-х годов более знакомый телескоп с горизонтальным круг и вертикальный полукруг. Ручной работы из латуни, с углами, также написанными вручную, теодолиты эпохи фактически являются произведениями искусства. Однако, поскольку углы были начерчены вручную, они были точны настолько, насколько позволяли возможности человека, который сделал их. Это было критично: ошибка в одну секунду в треугольнике переводится в один фут на расстоянии 40 миль.Ранние теодолиты ожидал ошибок в несколько минут.

Механический разделительный двигатель англичанина Джесси Рамсдена был огромным шаг вперед, когда был изобретен в 1773 году. Благодаря более высокой производительности и точности, механизм деления заменил медлительность и возможность человеческая ошибка, связанная с разметкой вручную. Разделяющий двигатель резко увеличили доступность точных геодезических и навигационных инструментов и поставил Англию на передний план по производству таких инструментов.

Первая серия треугольников Хасслера. Обратите внимание на размер Нью-Йорка в 1817 г. Вторичные треугольники наблюдались до заполнить карту . Щелкните изображение, чтобы увеличить.

---

Когда Фердинанд Хасслер был назначен суперинтендантом Обзора Побережье Томаса Джефферсона в 1807 году, он уже был известен триангуляцией в родной Швейцарии. На вопрос Конгресса, будет ли другой (дешевле) метод триангуляции может быть использован для картирования Соединенных Штатов, Хасслер ответил тщательно объясненным «Нет.»Он отметил, что многие страны Европы уже были нанесены на карту с помощью триангуляции, много раньше 1800.

Именно в Англию Хасслер отплыл с благословения Конгресса. в августе 1811 года в поисках лучшего геодезического оборудования для молодой обзор побережья. Он вернулся в Соединенные Штаты в Октябрь 1815 года, оказавшись в роли вражеского пришельца во время войны. 1812 г., однако, ему удалось получить высококачественные инструменты, он искал многие из его собственных разработок.

Требование Хасслера подходящего оборудования для наилучшего выполнения работы никогда не дрогнул. Его наследие, изобретательность и умение разрабатывать и строить то, что нельзя было купить, было передано Береговой и геодезической службе и до сих пор живет в своем «потомке», Национальном Геодезические изыскания.

Предоставлено Синди Крейг, Национальная океаническая служба NOAA

(верх)

Боуи, В.(Июнь 1932 г.). Стандартный теодолит побережья США и геодезические изыскания. Гражданское строительство .

Hassler, F.R. (1820). Основные документы, относящиеся к обследованию побережья США. Vol. I. (стр. 26 и 29).

Документ 28 Палаты представителей, 27-й Конгресс, 2-я сессия, январь 3, 1842. Ответ на вопрос 15 (стр.