Teodolit är en mätanordning för att bestämma horisontella och vertikala vinklar vid topografiska undersökningar , geodetiska och lantmäteriarbeten , i konstruktion etc. Det huvudsakliga arbetsmåttet i teodolit är lemmar med grad- och minutindelningar (horisontella och vertikala). Teodolit kan användas för att mäta avstånd med en filamentavståndsmätare [ 1] och för att bestämma magnetiska azimut med en kompass .
En alternativ utveckling av teodolitdesignen är gyroteodoliten, cineteodoliten och totalstationen .
Teodoliten har varit känd sedan medeltiden och uppträdde genom att kombinera alidaden , känd sedan antiken , och ett kikarsikte . Tidiga teodoliter hade ett begränsat utbud av vertikala cirkelvinklar. Den moderna designen av teodoliten bildades på 1800-talet.
Strukturellt består teodolit av följande huvudenheter:
Teodolitens horisontella cirkel är utformad för att mäta horisontella vinklar och består av en limbus och en alidade .
Lemmen är en glascirkel, på den avfasade kanten av vilken lika delar appliceras med hjälp av en automatisk uppdelningsmaskin. Värdet på delning av lemmen (storleken på bågen mellan två intilliggande slag) bestäms genom att digitalisera grad (sällan hagel) slag. Lemmarna digitaliseras medurs från 0 till 360 grader (0 - 400 gon ). [2]
Rollen som alidade utförs av speciella optiska system - läsenheter. Alidada roterar runt sin axel i förhållande till den fasta lem tillsammans med den övre delen av enheten; samtidigt ändras avläsningen längs den horisontella cirkeln. Om du fixerar klämskruven och lossar urtavlan , kommer alidaden att rotera med urtavlan och räkningen kommer inte att ändras.
Lemmen är stängd med ett metallhölje som skyddar den från skador, fukt och damm.
Teodolitkontroller kallas åtgärder som syftar till att avgöra om de geometriska villkoren som åläggs instrumentet är uppfyllda. För att uppfylla de överträdda villkoren görs en korrigering, kallad justering av instrumentet.
Axeln för den cylindriska nivån för alidaden i den horisontella cirkeln måste vara vinkelrät mot alidadens rotationsaxelDetta villkor är nödvändigt för att föra verktygets rotationsaxel (alidade) till arbetspositionen, det vill säga att vara vertikal vid mätning av vinklar. För att kontrollera att villkoret är uppfyllt, genom att vrida alidaden, ställs nivåaxeln som kontrolleras i riktning mot två valfria lyftskruvar och genom att samtidigt rotera dem i olika riktningar bringas nivåbubblan till nollpunkten (i mitten av ampullen), kommer nivåaxeln att inta ett horisontellt läge. Låt oss rotera alidaden, och med den nivån exakt 180 grader.
Om nivåbubblan förblir på plats efter att ha fört nivåbubblan till nollpunkt och vridit alidaden 180°, då är villkoret uppfyllt.
För att utföra andra verifikationer är det nödvändigt att föra enheten i arbetsläge.
En av trådarna på nätet måste vara i vertikalplanetVerifiering och justering av detta tillstånd kan utföras med en lodledning installerad 5-10 m från instrumentet. Om den kontrollerade gängan på gallret inte överensstämmer med bilden av ett lod i rörets synfält, ta bort locket, lossa något (med ungefär ett halvt varv) de fyra skruvarna som fäster okulardelen vid kroppen av röret och vrid okulardelen med gallret till önskad position. Skruva fast skruvarna och sätt på locket.
Efter justering ska den andra tråden på gallret vara horisontell. Du kan verifiera detta genom att peka den här gängan var som helst och vrida alidaden med riktningsskruven i azimut ; tråden måste vara kvar vid denna tidpunkt. Annars måste justeringen upprepas. Efter att ha ställt in rutnätet korrekt, i framtiden, när du upprepar verifieringarna, kan denna inte upprepas.
Siktlinjen måste vara vinkelrät mot teleskopets rotationsaxelDetta villkor är nödvändigt så att när röret roterar runt sin axel beskriver siktaxeln ett plan och inte koniska ytor. Siktplanet kallas även kollimation . Den vertikala cirkeln roterar runt axeln tillsammans med röret. För att överföra röret från positionen för KP till positionen för KL eller vice versa, är det nödvändigt att överföra det genom zenit med en fixerad lem och vrida alidaden med 180 ° med ögat, så att röret kan spetsas vid samma föremål på dess olika positioner. Samtidigt kommer nu den diametralt motsatta vernier 2 att placeras på den plats relativt lemmen där vernier 1 är placerad, och avläsningarna av antalet grader tagna längs vernier I innan alidaden roteras och längs vernier II efter alidaden roteras med 180 ° bör vara densamma. Om siktaxeln är vinkelrät mot teleskopets rotationsaxel, när vi riktar den mot SF och CL till en avlägsen punkt belägen ungefär på nivån för teleskopets rotationsaxel, längs den fasta horisontella delen, kommer vi att erhålla korrekta avläsningar av ljusbågen med I (vid SF) och II (vid CL ) verniers. Om siktlinjen inte är vinkelrät mot rörets rotationsaxel och intar ett felaktigt läge under SF och CL, kommer avläsningarna längs den horisontella delen att inkludera ett fel som motsvarar siktlinjens rotation med en vinkel kallas kollimationsfelet. Projektionen av denna vinkel på lemmens horisontella plan varierar beroende på siktaxelns lutningsvinkel. Därför, när du utför denna verifiering, bör siktlinjen vara så horisontell som möjligt.
Justering: genom att lätt lossa en vertikal, t.ex. den övre korrigeringsskruven med ett gängnät, flytta nätet, och agera med laterala korrigeringsskruvar med det, tills gängornas skärningspunkt är i linje med bilden av de observerade punkt.
Efter justering är det nödvändigt att upprepa verifieringen och se till att villkoret är uppfyllt.
Teleskopets rotationsaxel måste vara vinkelrät mot instrumentets rotationsaxel (alidade)Detta villkor är nödvändigt så att kollimeringsplanet (sikt) är vertikalt efter att ha fört verktyget i arbetsläge. För att verifiera att detta villkor uppfylls, förs verktyget i arbetsläge och skärningspunkten för trådnätet riktas mot en hög och nära (på ett avstånd av 10-20 m från verktyget) vald på något ljus vägg. Utan att vrida alidaden, luta röret med linsen ner till ett ungefärligen horisontellt läge av dess axel och markera på samma vägg den punkt där gängornas skärningspunkt projiceras. Efter att ha överfört röret genom zenit, vid en annan position av cirkeln, riktas siktaxeln igen till samma punkt och, liksom den föregående, genom att luta röret till ett ungefär horisontellt läge, markera punkten.
Om båda punkterna sammanfaller vid en punkt är villkoret uppfyllt.
Uppfyllelsen av det aktuella villkoret tillhandahålls av fabriken eller tillverkas i verkstaden, eftersom moderna teodoliter inte har lämpliga korrigeringsskruvar.
Nollpunkten för teodolitens vertikala cirkel måste vara konstant [3]För verifiering utjämnas teodoliten och nollplatsen bestäms 2-3 gånger. Bestämning av nollplatsen inkluderar siktning på samma punkt vid CL och FC. Med varje pekande på den valda punkten görs en avläsning längs teodolitens vertikala cirkel. Om det inte finns någon kompensator, måste nivåbubblan först ställas in på nollpunkten när den vertikala cirkeln är alidade. Om fluktuationerna i nollpunkten inte överstiger den dubbla precisionen för avläsningen i en cirkel, så kan vi anta att verifieringen utförs, i undantagsfall görs en ytterligare mätning genom axlarnas balans.
Typer av teodoliter:
OT-02, OTB, OTS, TB-1, Theo-010, TE-B1, T1, T2 - högprecision
T5, OTSH, Theo-020, TE-C1, TT-4, OMT-30 , TT-5, TTP, TN, TG-5, T15 - exakt
T30, Theo-120, TE-E4, TT-50, TOM, Te-5 - teknisk
T60, TM-1 - teknisk (för närvarande inte tillgänglig) ( används för en utbildningsmanual och spaning av området under expeditionen).
Bokstaven T - betyder "teodolit", och följande siffror - värdet på rotmedelkvadratfelet i sekunder, mätt i ett steg i laboratoriet. Beteckningen på en teodolit tillverkad under de senaste åren kan se ut så här: 2T30MKP. I det här fallet indikerar den första siffran ändringsnumret ("generation").
M -gruvmätningsversion (för arbete i gruvor eller tunnlar; den kan fästas i taket och användas utan stativ , dessutom finns det i minmätningsteodoliten i synfältet för siktröret en skala för övervakning av lodet svänger vid överföring av koordinater från ytan till gruvan).
K - närvaron av en kompensator som ersätter nivåerna.
П - spotting scope of direct vision, det vill säga teodolit spotting scope har ett vändsystem för att erhålla en direkt (ej inverterad) bild.
A - med ett autokollimationsokular ( autokollimation);
E - elektronisk.
Tidigare tillämpad:
T - Totalstation (instrumentet är kapabelt (har en fixtur eller enhet i satsen) för att mäta avstånd) [5]
G - Berg [5]
AShT — Aerological Pilot Balloon Theodolite [5]
Repeterande teodoliter eller optiska har ett speciellt repeterande system av lem och alidadeaxlar, vilket gör att lemmen, tillsammans med alidaden, kan rotera oberoende runt sin egen axel separat och/eller tillsammans. En sådan teodolit tillåter successiv rotation av alidaden flera gånger för att avsätta (upprepa) värdet på den uppmätta horisontella vinkeln på lemmen, vilket ökar mätnoggrannheten, för att ta avläsningar på två diametralt motsatta sidor. Sådana instrument kallas också optiska för att skilja dem från mekaniska teodoliter. Lemmen är gjord av glas. [5] [6]
I icke-repetitiva teodoliter är lemmarna tätt fixerade med ett stativ, och vridning och fixering av den i olika positioner utförs med hjälp av fästskruvar eller en anordning för vridning. Sådana teodoliter kallas också "mekaniska". Lemmen är gjord av metall. [5]
En fototeodolit eller cinematheodolit är en typ av teodolit i kombination med en foto- och/eller filmkamera och andra optiska system. Fungerar för noggrann fotografering med vinkelreferens av geologiska föremål och konstgjorda strukturer, samt för att mäta flygplans vinkelkoordinater . Strukturellt sett kan det vara en filmkamera, oberoende av den optiska teodolitkanalen och styvt fäst vid den, eller en enlinsreflexkamera, vars sökare fungerar som den optiska teodolitkanalen. Tidigare producerade filmteodoliter filmades på högupplösta fotografiska plattor i storformat. För närvarande produceras film, plåt och digitala fototeodoliter. Om ett objekt fotograferas med två eller flera fototeodoliter kan man med hjälp av en geodetisk skåra få ungefärliga uppgifter om objektets storlek, höjd och flyghastighet.
Modeller av teodoliterEn gyroteodolit är en gyroskopisk siktanordning utformad för att orientera tunnlar , gruvor , topografisk referens etc. Gyroteodoliten används för att bestämma azimuten (bäringen) för den orienterbara riktningen och används ofta i gruvmätning, geodetiska, topografiska och andra arbeten. Enligt funktionsprincipen är och tillhör gyroteodoliten typen av gyrokompasser . Ett antal scheman av gyroteodoliter är gjorda på principen om Foucaults gyrokompass . Förutom det gyroskopiskt känsliga elementet inkluderar gyroteodoliten en goniometrisk anordning för att ta avläsningar av det känsliga elementets position och bestämma azimuten (bäringen) för den orienterade riktningen. Den goniometriska anordningen består av en urtavla med grad- och minutindelning, stelt ansluten till dess alidade. Observation utförs på ett slag som projiceras på en spegel, som är monterad på ett känsligt element. I detta fall kommer teleskopets siktlinje att vara parallell med gyroskopets axel . Bestämningen av azimut ( lager ), orienterad med hjälp av en riktningsgyroteodolit, görs på en skala som är associerad med teodoliten. Vid observation med en gyroteodolit hänvisas alla mätningar till ett lod vid observationspunkten och till horisontplanet. Därför är den gyroskopiska azimuten identisk med den astronomiska azimuten. Vanligtvis, av designskäl, placeras avläsningsanordningen längs en horisontell cirkel i en viss vinkel i förhållande till gyroskoprotorns rotationsaxel . [7]
GyrostationI huvudsak samma gyroteodolit med en Foucault -gyrokompass baserad på en elektronisk totalstation.
I moderna elektroniska teodoliter görs avläsningen av horisontella och vertikala cirklar vanligtvis med en kodare ( vinkelkodare ). De genererar signaler som indikerar teleskopets höjd och azimut, vilka sänds till mikroprocessorn. CCD- sensorer läggs till teleskopets fokalplan, vilket möjliggör automatisk siktning och automatisk mätning av målets kvarvarande förskjutning. Allt detta implementeras i processorns inbyggda programvara.
Många moderna teodoliter är utrustade med integrerade elektro-optiska avståndsmätare, vanligtvis baserade på infraröda lasrar. Den låter dig i ett steg mäta hela tredimensionella vektorer i de polära koordinaterna som definieras av enheten, som sedan omvandlas till redan existerande koordinatsystem på territoriet med hjälp av ett antal kontrollpunkter. Denna metod kallas resektionslösningen och används flitigt i kartläggningsundersökningar.
Sådana instrument är "smarta" teodoliter som kallas självregistrerande totalstationer eller i vardagsspråk "totalstationer" och utför alla nödvändiga vinkel- och avståndsberäkningar, och resultaten eller rådata laddas upp till externa processorer som robusta bärbara datorer, handdatorer eller programmerbara miniräknare [ 8 ] .
TotalstationEn sorts elektronisk teodolit, utrustad med en elektronisk anordning för att beräkna och lagra koordinaterna för punkter på marken och skällande från en optisk icke-repeterande, eliminerar helt fel vid upptagning och inspelning av en avläsning tack vare en mikroprocessor som utför automatiska beräkningar. Elektronisk teodolit gör att du kan arbeta i mörker.
TotalstationEn elektronisk totalstation eller en optisk teodolit utrustad med ytterligare enheter (avståndsmätare, GPS-mottagare, kontroller (processor och/eller tangentbord)), separat placerad utanför instrumentets huvuddel.
| Mätinstrument | |
|---|---|
| Mikrometrar |
|