Из чего состоит теодолит: Теодолит | это… Что такое Теодолит?

Устройство современного теодолита

Теодолит – устройство, предназначенное для работ как с вертикальными, так и с горизонтальными системами (углами). Также им пользуются для получения значений расстояний и вычисления ориентирных присутствующих углов. Если прибор оснащен кругами (горизонталь/вертикаль), то приспособление относится к оптическим конструкциям.

Теодолит служит в топографических, геодезических съемках, в строительстве, для измерения углов.

Устройство теодолита имеет свою классификацию по точности:

• «Т1» – высокая точность;
• «Т2», «Т5» м – обыкновенная точность;
• «Т15», «Т30» – для технического использования;
• «Т60» – учебные.

Маркировка прибора, точнее, его цифровое обозначение, указывает, какова будет среднеквадратичная погрешность при работах с измерением углов.

Устройство прибора может быть прямым или обратным, иметь цилиндрический или компенсаторный уровень. Данное оснащение позволяет автоматически выравнивать ось по отвесному положению.

Из чего состоит теодолит?

Устройство теодолита .

Конструкция такого прибора имеет свои основные элементы, которые, в свою очередь, состоят еще из дополнительных деталей.

Наблюдательная труба.

Она состоит из следующих элементов:

• объектив;
• сетка;
• линза;
• окуляр.

Оптическая ось – та линия, которая проходит ровно через окулярный и объективный центры.

Визирная ось – эта та линия, которая идет через объективный центр и нитевую сетку.

При помощи наблюдательной трубы есть возможность приближать измеряемый объект. Всю площадь, которую можно пронаблюдать в объективе, называют полем зрения.

Горизонтальный круг.

Для изготовления данного элемента используют стекло повышенной прочности. Его поверхность имеет шкалу, где каждое деление обозначает градус. Вертикальной осью называют линию, которая идет через центр алидады или через ось вращения инструмента.

Вертикальный круг.

Данный элемент имеет:

• лимб;
• алидаду.

Основными осями теодолита являются:

Виды теодолитов.

• вертикальная, ее еще обозначают осью вращения;
• цилиндрическая;
• горизонтальная – ось, по которой происходит вращение наблюдательной трубы;
• визирная.

Компактность и удобство в эксплуатации помогли теодолиту приобрести популярность во многих сферах: астрономии, строительстве, геодезии.

Основными считаются четыре вида, два из которых работают на электричестве, один оптический, а другой механический.

Электронный теодолит имеет измерительный лазер.

Такой прибор незаменим в работах по прокладке туннелей, мостов или шахт. Сразу стоит отметить, что за счет наличия вспомогательного источника света становится возможным использование теодолита в слабоосвещенных помещениях.

Большое удобство использования прибора состоит в том, что даже если имеется лазерная модель, то ей не страшны низкие температуры.

Вернуться к оглавлению

Геометрические параметры теодолитов

Структурная схема теодолита.

Есть свои требования к геометрическим условиям инструмента, от которых напрямую будет зависеть точность измерений.

Во-первых, центральная линия цилиндрического уровня при градштоке горизонтального круга должна находиться строго в перпендикулярном соотношении с осью вращения градштока.

Во-вторых, линия вращения градштока должна иметь строго вертикальное расположение.

В-третьих, ось в визирной трубе должна находиться строго перпендикулярно относительно линии поворота трубы.

В-четвертых, ось вращения трубы и ось вращения градштока должны быть перпендикулярны относительно друг друга.

В-пятых, обязательное расположение нити сетки – коллимационная плоскость.

Чтобы правильно выровнять теодолит и настроить его для проведения вычислительных работ, следует сделать поверку инструмента.

Вернуться к оглавлению

Правильная эксплуатация

Принцип измерения теодолитом .

В любой сфере, будь то астрономия или строительство, предпочтения всегда отдают высокоточным приборам. От этого во многом зависит, как долго простоит здание или как точно будут соответствовать полученные цифры действительности.

Поэтому во время работы с теодолитом следует помнить о правильном с ним обращении. Во-первых, не мешало бы иметь представление о самом приборе и его конструктивных особенностях. Есть специальные обучающие курсы, которые затрагивают эти моменты. Почему это так важно? На самом деле, в основе теодолита лежит достаточно сложная система, которая и помогает получать точные вычисления. Любая ошибка может дорого стоить, особенно, что касается строительства.

Есть ряд положительных моментов, указывающих на рациональность использования такого прибора:

1. Угловые измерения отличаются высокой точностью и достоверностью, вне зависимости от физико-географических или климатических условий. Точность будет соблюдаться при наличии температурных колебаний в диапазоне от +50°С до -20°С, что очень даже удобно для наших широт.
2. Данный прибор можно использовать даже во время экспедиций, он легко выдерживает трудные условия работы.
3. Несмотря на то что теодолит достаточно-таки компактный и имеет маленький вес, это никак не сказывается на его устойчивости. Он все равно легко юстирует свои геометрические характеристики.

Чтобы максимально использовать возможности устройства и при этом быть уверенным в полученных результатах, следует выполнять следующие условия:

Чтобы максимально использовать возможности теодолита и быть уверенным в правильности полученных результатах, следует выполнять все тех.условия при работе с инструментом.

1. В первую очередь инструмент должен правильно храниться. Для этой цели лучше всего иметь кейс, в который прибор должен аккуратно складываться после каждого использования. Если инструмент новый, то перед тем как его доставать, рекомендуется внимательно осмотреть заводскую упаковку. Вся процедура выемки и укладки теодолита должна проводиться только за специальные рукоятки или подставки.
2. Перед тем как упаковывать прибор, отжимаются закрепительные винты, расположенные на алидаде и трубе, а потом в кейсе они возвращаются на свое место. Если крышка чемодана не закрывается, значит, теодолит уложен неправильно.
3. Установка штатива должна происходить на «мягких» ножках, для чего ослабляются винты. После его погружения в грунт и регулировки высоты «барашки» приводятся в первоначальное положение.
4. Как только теодолит устанавливается на штативе, его сразу же фиксируют становым винтом.
5. Подъемные и наводящие винты ни в коем случае не должны быть до упора вкрученными или выкрученными.
6. Если возникает необходимость передвинуть прибор, то его можно переносить в чемоданчике (на большие расстояния) или, не снимая со штатива, на плече (на короткие расстояния).
7. Если инструмент в хорошем рабочем состоянии, то наблюдающая труба и алидада будут спокойно и без заеданий вращаться после того, как зажимные винты будут в «свободном» состоянии.
8. Чтобы даже при случайном падении с прибором ничего не случилось, при укладке его в кейс необходимо использовать фиксирующие зажимы.

Так как высокочастотные приборы имеют электронные «внутренности», для них категорически противопоказан контакт с влагой. Имеется в виду не только дождь, но и туман. Если оставлять теодолит при такой погоде под открытым небом, то его требуется защитить пленкой. После того как дождь закончится, инструменту дают время просохнуть и обтирают сухой тряпочкой.

Данные требования абсолютно просты, но выполнение их поможет прибору прослужить намного дольше и убережет его от возможных поломок, которые могут серьезно повредить вычислительным работам.

18. Типы теодолитов. Устройство теодолита 2т30 или vegа Teo 20/Разновидности теодолитов.

В зависимости от точности теодолиты подразделяют на высокоточные (Т1), точные (Т2, Т5) и технические (Т15, Т30, Т60). Цифрами здесь указана точность измерения горизонтального угла одним приемом в лабораторных условиях, выраженная в секундах.Различаются теодолиты и по конструкции.

Так, для измерения вертикальных углов точные теодолиты снабжены уровнем при вертикальном круге. У технических теодолитов такого уровня нет, его роль выполняет уровень при алидаде горизонтального круга. Есть теодолиты, в которых уровень при вертикальном круге заменен автоматическим компенсатором углов наклона (теодолиты Т5К, Т15К). Теодолиты бывают с трубами прямого и обратного изображения. В первом случае в шифр теодолита добавляют букву П (Т5КП, Т15КП, Т15МКП). Маркшейдерские теодолиты (Т30М, Т15М), предназначенные для подземных работ, где возможно наличие взрывоопасного газа метана, изготавливают в специальном исполнении. Электронные теодолиты (например, Т5Э) обеспечивают автоматическое считывание отсчетов по горизонтальному и вертикальному кругам. Угломерная часть электронного теодолита представляет собой растровый датчик накопительного типа. Датчиком угла служит стеклянный круг с нанесенным на него штрих-кодом. Сигнал, прочитанный фотоприемником, поступает в электронную часть датчика угла, обрабатывается и выводится в градусной мере на дисплей и в память прибора. Наличие двухосевого компенсатора обеспечивает автоматический ввод поправок за наклон в отсчеты по горизонтальному и вертикальному кругам.Электронный теодолит является важной частью современного универсального прибора – электронного тахеометра.

Теодолит 2Т30

Применяется:

• для съемок топографического характера;

• тахеометрических работ, изыскательных процессов;

• маркшейдерских измерений;

• на стройплощадках при разбивочных работах, которые не требуют идеальной точности

Рельеф местности – это совокупность неровностей поверхности земли. Для того чтобы знать рельев нужно знать отметки всех точек на месности. Отметка точки – это численное значение ее высоты над уровенной поверхностью, принятой за начало счета высот. Отметку точки на местности определяют по превышению этой точки относительно другой точки, отметка которой известна.

Геометрическое нивелирование. Способы геометрического нивелирования. нивелирный ход.

Геометрическое нивелирование или нивелирование горизонтальным лучом выполняют специальным нивелиром; отличительная особенность нивелира состоит в том, что визирная линия трубы во время работы приводится в горизонтальное положение.

Различают два вида геометрического нивелирования: нивелирование из середины и нивелирование вперед.

При нивелировании из середины нивелир устанавливают посредине между точками А и В, а на точках А и В ставят рейки с делениями (рис. 4.29). При движении от точки A к точке B рейка в точке А называется задней, рейка в точке В – передней. Сначала наводят трубу на заднюю рейку и берут отсчет a, затем наводят трубу на переднюю рейку и берут отсчет b. Превышение точки B относительно точки А получают по формуле:

h = a – b.

Если a > b, превышение положительное, если a < b -отрицательное. Отметка точки В вычисляется по формуле:

Hв = Hа + h.

Высота визирного луча над уровнем моря называется горизонтом прибора и обозначается Hг:

Hг = HА + a = HВ + b.

При нивелировании вперед нивелир устанавливают над точкой А так, чтобы окуляр трубы был на одной отвесной линии с точкой. На точку В ставят рейку. Измеряют высоту нивелира i над точкой А и берут отсчет b по рейке (рис.4.30). Превышение h подсчитывают по формуле:

h = i – b.

Отметку точки B можно вычислить через превышение по формуле или через горизонт прибора:

Hв = Hг – b.

Если точки А и В находятся на большом расстоянии одна от другой и превышение между ними нельзя измерить с одной установки нивелира, то на линии AB намечают промежуточные точки 1, 2, 3 и т.д. и измеряют превышение по частям (рис. 4.31)

рис.4.31

()

На первом участке A-1 берут отсчеты по задней рейке – a1 и по передней – b1. Затем переносят нивелир в середину второго участка, а рейку с точки A переносят в точку 2; берут отсчеты по рейкам: по задней – a2 и по передней – b2. Эти действия повторяют до конца линии AB. Точки, позволяющие связать горизонты прибора на соседних установках нивелира, называются связующими; на этих точках отсчеты берут два раза – сначала по передней рейке, а затем по задней.

Превышение на каждой установке нивелира, называемой станцией, вычисляют по формуле h = a – b, а превышение между точками A и B будет равно:

Отметка точки B получится по формуле:

При последовательном нивелировании получается нивелирный ход.

Использование Sokkia Theodolite

Обследование площадки и разметка 2 Теодолитные чеки Как читать микровесы Вертикальные углы и высоты Расчет высоты Использование оптического квадрата Использование теодолита В Съемке 2 мы используем теодолит для определения (считывания) обоих горизонтальных и вертикальных углов с точностью до 20″ и разметить здания на Земля колледжа с использованием теодолита и ленты (требования к модулю) Теодолит — это прибор для измерения горизонтальных и вертикальных углов. Это состоит из телескопа, установленного подвижно в пределах двух перпендикулярных осей, горизонтальную и вертикальную оси. Все учащиеся должны использовать инструмент Sokkia . так как это единственный в нашем отделе. Используя один и тот же инструмент, студенты могут учиться друг у друга, как читать гаммы и использовать все особенность теодолита. Левый инструмент на противоположном рисунке показывает дикий теодолит и правый инструмент показывает Sokkia Theodolite Проверка теодолита Теодолит может измерять углы как по горизонтали, так и по вертикали ал самолетов. Насколько точно это может быть, зависит частично от качества инструмента, а частично от компетентности ученика. Теодолит может быть не идеально отрегулирован, и необходимо проверить линии и плоскости. Чтобы свести к минимуму погрешность, угол измеряется инструментом несколько раз: ► лицом влево (вертикальный круг слева от телескопа) и ► лицом вправо (вертикальный круг справа от телескопа). Чтение угла лицевой стороной вправо и лицевой стороной влево устранит ошибки, связанные с неподгонкой линии коллимации и оси цапфы. Мы не будем производить никаких настроек и будем считать, что прибор откалиброван. Обе оси теодолита снабжены градуированными круги, которые можно считывать в микроскоп. Вертикальный круг (тот, который связан с горизонтальной осью!) должен читаться как 90 когда ось прицела горизонтальна. Теодолит, как и Нивелир, устанавливается на штатив с помощью принудительного центрирующая пластина или трегер, содержащий три винта с накатанной головкой для быстрого выравнивание. Перед использованием теодолит необходимо установить точно и вертикально над измеряемой точкой. наверх Весы для чтения Теодолиты имеют разные шкалы показаний. Теодолит может читать, в зависимости от на точность, а) градусов, б) градусов и минут или в) градусов, минуты и секунды. а) шкала может показывать градусы и минуты б) шкала может показывать градусы, минуты и секунды c) цифровое считывание (в электронном виде) считывание градусов, минут и секунд Современные теодолиты считывают горизонтальные и вертикальные окружности электронным способом и отображать показания в цифровом виде, как в с) выше. Как читать микрошкалы теодолита Sokkia На противоположном рисунке показан типичный вид через глазок микроскопа. кусок. Окуляр микроскопа расположен рядом (справа) с телескопом. глазная часть. Два набора параллельных линий (0° и 360°} видны на окно Х. Если наблюдаемое значение в H-окне составляет 245° сидя между 50′ и 60′ делениями, вам нужно повернуть mircometer ручку до тех пор, пока параллельные линии 245° не будут разделены пополам линией 50′, как показано на рисунке. Затем окно над окном H отобразится в верхний ряд минуты и ниже секунды. Окончательное чтение, как показано на цифра 245° 53′ 18″. (Секундное чтение масштабируется и не точно) Вертикальный круг (V-окно) читается аналогичным образом. наверх Использование вертикальных углов и расстояний для определения высоты. Измеренный вертикальный угол в сочетании с расстоянием до любого объекта может использовать для определения высоты объекта. Самые современные теодолиты автоматически установит опорное направление для вертикального круга после того, как теодолит будет выровнен. Ноль градусов для вертикального круга равен обычно устанавливается в зените (вертикально над теодолитом), а показание телескопа равно 90°, когда он горизонтален. Вертикаль угол – это угол от зенита до линии наблюдения. Таким образом, точки на одинаковой высоте (в горизонтальной плоскости) с теодолитом быть под углом 90 градусов. В основном точность измерения вертикального угла будет определять точность измеренных позиций. Процедуры для измерения вертикальных и горизонтальных углов Прицельтесь в первый указанный угол здания и ноль чтение по горизонтальному кругу. Показания для горизонтальных углов должны быть либо по часовой стрелке или против часовой стрелки. Не меняйте направления и замкните круг на 360°. Затем прочтите вертикальные углы (угол возвышения и угла наклона), чтобы определить высоту угол здания. Убедитесь, что точки прицеливания находятся на вертикаль выше друг с другом. После этого наведите на следующий указанный угол и прочтите горизонтальную угол, и обратите внимание на чтение вертикальных углов. Горизонтальное расстояние между всеми указанными углами здания должны быть точно измерены. (Примечание расстояние до угла А отличается до угла A.) Продолжить чтение по горизонтали и вертикальные углы, а также меры расстояния до заданных углов всех зданий завершены. наверх Расчет высоты Мы используем тангенс-функцию для вычисления высоты. Как показано на цифра над высотой определяется путем измерения двух углов (угол высота и угол наклона). Чтобы вычислить высоту A, умножьте расстояние по горизонтали для вашего первого показания роста по загару связанный угол. Высота A = горизонтальное расстояние x tan 90°- A° Высота B = горизонтальное расстояние x tan B°- 90° Теперь сложите оба расстояния. Добавьте эту меру к известному приведенному уровень (RL) внизу, чтобы получить новый уровень высоты (RL желоб или фасция) вверху. Составьте шаблон для записи углов и измерений. Точность показаний прибора и точность вашего угла чтение и горизонтальное измеренное расстояние определят правильную высоту расстояние. Использование двухпризменного оптического квадрата Геодезический инструмент для разметки прямых углов и размещение точек на линии. Это очень простой геодезический инструмент. Призма имеет два зеркала для измерения прямых углов (рис.) 1 или параллельно объекту с использованием вех (рис. 2) Рисунок 1 Рисунок 2 Стандартная операционная процедура вернуться к началу В настоящее время все геодезисты используют тахеометр, состоящий из атеодолита со встроенным дальномером. метр. Он может измерять углы и расстояния одновременно. Современные электронные тахеометры все иметь оптико-электронный дальномер (EDM) и возможность электронного сканирования угла.

История создания теодолита

26 марта 2019 г.0024

Если вы заядлый читатель нашего блога или обладаете некоторыми знаниями в области геодезии, возможно, вы уже слышали о теодолите. Ключевой инструмент для картографирования Британии (и практически везде!), теодолит — это простая концепция, встроенная в точный инструмент — телескоп с градуированными горизонтальными и вертикальными кругами, прикрепленными для измерения углов. Заинтригованные этим орудием, мы решили узнать больше…

Использование скромного теодолита было движущей силой сети тригонометрических столбов, а кажущаяся простой концепция измерения множества взаимосвязанных углов позволила нанести на карту всю страну! Триггерные столбы основаны исключительно на необходимости устойчивых, видимых между собой контрольных памятников, которые должны быть заняты теодолитами. В верхней части штатива OS имеется латунная вставка с тремя канавками, часто называемая «пауком», позволяющая теодолиту, установленному на трехопорной переходной пластине, автоматически центрироваться над штативом.

История

В 1784 году Уильяму Рою, нашему выдающемуся основателю, Королевское общество поручило геодезически соединить Королевские обсерватории Гринвича и Парижа, чтобы разрешить спор об их взаимном расположении.

Сделанный по той же схеме, что и Великий теодолит, OS купила этот теодолит Рамсдена в 1795 году, и сейчас он находится в нашей штаб-квартире в Саутгемптоне.

Хотя технологии были ограничены, Рой был убежден, что «честь нации» зависит от создания превосходной карты Британии, не имеющей себе равных по своей точности. Для осуществления этого проекта ему понадобился более совершенный теодолит, чем существовавший ранее.

Как вы понимаете, для создания чего-то подобного потребуется очень специфический набор навыков. Никто, кроме Джесси Рамсдена, ведущего производителя инструментов того времени, не мог сделать этот исключительный аппарат. За три года изготовления и размером в три фута в диаметре он изготовил великолепный Великий Теодолит!

По указанию Главного Главнокомандующего Артиллерийского управления Рой начал триангуляцию Лондон/Париж в 1785 году. Используя угловые измерения и по крайней мере одну измеренную базовую длину, можно измерить всю страну с помощью метода триангуляции. Плотная структура треугольников с точными координатами в узлах позволяет проводить точную съемку объектов карты.

Используя теодолит и тригонометрию, Рой создал сеть точно измеренных треугольников, которая простиралась до Франции, а затем обратно до контрольной точки в Кенте. Спустя годы эта пятимильная линия легла в основу Главной триангуляции Великобритании.

Прославленный газетами как «несравненный инженер», Рой был награжден медалью Копли — высшей наградой Королевского общества. Превратив свое предвидение в реальность, Управление артиллерийского вооружения купило второй новый (и улучшенный) теодолит Рамсдена. Дата была 21 июня 179 г.1, который мы признаем рождением Ordnance Survey.

Ретриангуляция

Геодезический теодолит Тависток, установленный на столбе с аккумулятором, прикрепленным к столбу с помощью кожаного ремешка. Наблюдатель – мистер Том Стэтхэм.

Перенесемся в 1936 год. Ретриангуляция заменит ныне разваливающуюся Основную триангуляцию, в результате чего по всей стране будет построено более 6500 тригонометрических столбов. Нужно было наблюдать тысячи и тысячи углов, и инструментом, выбранным для этой важной задачи, был геодезический теодолит Тависток, изготовленный Cooke, Troughton & Simms из Лондона и Йорка. Прямой потомок Великого Теодолита, но после 150 лет развития он стал гораздо более продвинутым, точным и надежным.

Поскольку Ретриангуляция была наблюдательной кампанией высочайшего уровня, 12 заказанных инструментов прошли тщательное тестирование и калибровку, прежде чем были развернуты для наблюдений. Эти наблюдения начались в поле в Нортгемптоншире в апреле 1936 года.

Сколько имеется геодезических теодолитов Тавистока?

Ниже приведена выдержка из «Истории ретриангуляции Великобритании» (опубликована в 1967 г.):

Почетное место в приемной ОС нашей штаб-квартиры в Саутгемптоне.

«Насколько теперь можно установить, 12 из этих инструментов использовались между 1936 и 1939 годами. Интересно, что 6 используются до сих пор и использовались для таких операций, как перенос геодезических уровней тригонометрическими методами, где большой вертикальный круг этого раннего типа инструмента имеет большое преимущество. Напомним, что трое были похоронены недалеко от Дюнкерка до того, как 19 ^th  Field Survey Company, R.E. эвакуирован в 1940 г. В 1944 г. были предприняты попытки восстановить их, но безуспешно. Один прибор был уничтожен, когда в 1919 году в Саутгемптоне была взорвана служба артиллерийского управления.40, а один был поврежден гораздо менее блестяще, будучи сброшенным со стальной башни в 1951 году. Другой инструмент выставлен в Зале записей Управления артиллерийских орудий в Чессингтоне».

В книге также отмечается, что в 1946-47 гг. было закуплено еще 10 теодолитов более легкой и компактной конструкции. Несмотря на это, оригинальная модель прибора по-прежнему была предпочтительнее не только для обеспечения высочайшей согласованности измерений, но и более старый, более тяжелый инструмент был более устойчивым в ветреных горных районах Шотландии!

Как мы проводим съемку в Британии сегодня

Пропасть между надежным теодолитом и современными технологиями OS NET и Глобальной навигационной спутниковой системы (GNSS), которые мы используем сейчас, почти невообразима. Однако приятно отметить, что фундаментальные принципы позиционирования всегда рядом. В своей основе GNSS использует трилатерацию, двоюродную сестру триангуляции, использующую наблюдение расстояний, а не углов для определения местоположения.