Теодолит

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Теодолит середины 20-го века

Теодоли́т — измерительный прибор для измерения горизонтальных и вертикальных углов при топографических, геодезических и маркшейдерских съёмках, в строительстве и т. п. Основной рабочей мерой в теодолите являются лимбы с градусными и минутными делениями (горизонтальный и вертикальный). Теодолит может быть использован для измерения расстояний нитяным дальномером и для определения магнитных азимутов с помощью буссоли.

Логотип Викисловаря
В Викисловаре есть статья «теодолит»

При измерительных работах наводятся на пункт с известными координатами, например тригонометрический пункт. Альтернативным развитием конструкции теодолита является Гиротеодолит, Кинотеодолит и Тахеометр.

Устройство теодолита[править | править вики-текст]

Старинный теодолит
Теодолит 1840 г.

Конструктивно теодолит состоит из следующих основных узлов:

  • Корпус с горизонтальным и вертикальным отсчетными кругами, и др. технологическими узлами;
  • Подставка (иногда употребляют термин «трегер») с тремя подъёмными винтами и круглым уровнем(для горизонтирования теодолита);
  • Зрительная труба;
  • Наводящие и закрепительные винты для наведения и фиксации зрительной трубы на объекте наблюдения;
  • Цилиндрический уровень
  • Оптический центрир (отвес) для точного центрирования над точкой
  • Отсчетный микроскоп для снятия отсчетов.
Принцип действия теодолита

Горизонтальный круг теодолита[править | править вики-текст]

Горизонтальный круг теодолита предназначен для измерения горизонтальных углов и состоит из лимба и алидады.

Лимб представляет собой стеклянное кольцо, на скошенном крае которого нанесены равные деления с помощью автоматической делительной машины.

Цена деления лимба (величина дуги между двумя соседними штрихами) определяется по оцифровке градусных (реже градовых) штрихов. Оцифровка лимбов производится по часовой стрелке от 0 до 360 градусов (0 — 400 гон).

Роль алидады выполняют специальные оптические системы — отсчётные устройства. Алидада вращается вокруг своей оси относительно неподвижного лимба вместе с верхней частью прибора; при этом отсчёт по горизонтальному кругу изменяется. Если закрепить зажимной винт и открепить лимб, то алидада будет вращаться вместе с лимбом и отсчёт изменяться не будет.

Лимб закрывается металлическим кожухом, предохраняющим его от повреждений, влаги и пыли.

Геометрические условия теодолита, их поверка[править | править вики-текст]

Геометрические условия[править | править вики-текст]

  • Ось цилиндрического уровня при алидаде горизонтального круга должна быть перпендикулярна к оси вращения алидады.
  • Ось вращения алидады должна быть установлена отвесно (вертикально).
  • Визирная ось трубы должна быть перпендикулярна к оси вращения трубы.
  • Ось вращения трубы должна быть перпендикулярна к оси вращения алидады.
  • Вертикальная нить сетки нитей должна лежать в коллимационной плоскости.

Поверка теодолитов[править | править вики-текст]

Поверками теодолита называют действия, имеющие целью выявить, вы­полнены ли геометрические условия, предъявляемые к инструменту. Для вы­полнения нарушенных условий производят исправление, называемое юстиров­кой инструмента.

Ось цилиндрического уровня алидады горизонтального круга должна быть перпендику­лярна к оси вращения алидады[править | править вики-текст]

Это условие необходимо для приведения оси вращения инструмента (алидады) в рабочее положе­ние, т. е. чтобы при измерениях углов она была вертикальна. Для проверки выполнения условия поворотом али­дады устанавливают ось проверяемого уровня по на­правлению каких-либо двух подъемных винтов и одно­временным вращением их в разные стороны приводят пузырек уровня в нуль пункт (на середину ампулы), тогда ось уровня займет горизонтальное положение. Повернем алидаду, а вместе с нею и уровень точно на 180 градусов.

Если после приведения пузырька уровня в нуль пункт и поворота алидады на 180° пузырек уровня останется на месте, то условие выполнено.

Для выполнения других поверок необходимо привести прибор в рабочее положение.

Одна из нитей сетки должна находиться в вертикальной плоскости[править | править вики-текст]

Поверку и юстировку этого условия можно выполнить при помощи отвеса, установленного в 5—10 м от инструмента. Если поверяемая нить сетки не совпадет с изображением отвеса в поле зрения трубы, то снимают колпачок, слегка ослабляют (примерно на полоборота) четыре винта, крепящих окулярную часть с корпусом трубы, и поворачивают окулярную часть с сеткой до требуемого положения. Закрепляют винты и надевают колпачок. После юстировки вторая нить сетки должна быть горизонтальна. Убедиться в этом можно, наведя эту нить на какую-либо точку и вращая алидаду наводя­щим винтом по азимуту; нить при этом должна оставаться на данной точке. В противном случае юстировку надо повторить. Установив правильно сетку, в дальнейшем при повторении поверок эту можно не повторять.

Визирная ось должна быть перпендикулярна к оси вращения зрительной трубы[править | править вики-текст]

Это условие необходимо для того, чтобы при вращении трубы вокруг ее оси визирная ось описывала плоскость, а не конические поверхности. Визирную плоскость называют также коллимационной. Вертикальный круг вращается вокруг оси вместе с трубой. Для перевода трубы из положения КП в положение КЛ или наоборот надо перевести ее через зенит при неподвижном лимбе и повернуть алидаду на глаз на 180°, чтобы можно было наводить трубу на один и тот же предмет при различных ее положениях. При этом на том месте относительно лимба, где находится верньер1 , теперь будет расположен диаметрально противоположный верньер 2 к отсчеты числа градусов, взятые по верньеру I до поворота алидады и по верньеру II после поворота алидады на 180°, должны быть одинаковы. Если визирная ось перпендикулярна к оси вращения зрительной трубы, то при наведении ее при КП и КЛ на удаленную точку , расположенную приблизительно на уровне оси вращения зрительной трубы, по закрепленному горизонтальному лимбу получим верные отсчеты дуги с помощью I (при КП) и II (при КЛ) верньеров. Если же визирная ось не перпендикулярна к оси вращения трубы и занимает при КП и при КЛ неверное положение , то в отсчеты по горизонтальному лимбу войдет ошибка, соответствующая повороту визирной оси на угол, называемый коллимационной ошибкой. Проекция этого угла на горизонтальную плоскость лимба меняется в зависимости от угла наклона визирной оси. Поэтому при выполне­нии этой поверки линия визирования должна быть по возможности гори­зонтальна.

Юстировка: ослабив слегка один вертикальный, на­пример верхний, исправительный винт при сетке нитей, передвигают сетку, дей­ствуя боковыми исправительными винтами при ней до совмещения точки пересе­чения нитей с изображением наблюдаемой точки .

После юстировки надо повторить поверку и убедиться, что условие вы­полнено.

Ось вращения зрительной трубы должна быть перпендикулярна к оси вращения инструмента (алидады)[править | править вики-текст]

Это условие необходимо для того, чтобы после приведения инструмента в рабочее положение коллимационная (визирная) плоскость была верти­кальна. Для поверки выполнения данного условия при­водят инструмент в рабочее положение и направляют точку пересечения сетки нитей на высокую и близкую (на расстоянии 10—20 м от инструмента) точку , выбранную на какой-нибудь светлой стене. Не поворачивая алидады, наклоняют трубу объективом вниз до примерно горизонтального по­ложения ее оси и отмечают на той же стене точ­ку г, в которую проектируется точка пересечения нитей. Переведя трубу через зенит, при другом положении круга снова направляют визирную ось на ту же точку и подобно предыдущему, накло­нив трубу объективом вниз, отмечают точку а2. Если обе точки совместятся в одной точке , то усло­вие выполнено. Выполнение рассматриваемого условия обеспечивается заво­дом или производится в мастерской, так как современные теодолиты не имеют соответствующих исправительных винтов.

Стандартный ряд теодолитов России в соответствии с ГОСТ 10529-96[1][править | править вики-текст]

в России предусматривается выпуск шести типов теодолитов:
Т1 — высокоточные
Т3 — теодолит средней точности, дающий возможность производить измерения с погрешностью в пределах одной минуты.
Т2 и Т5 — точные
Т15 и Т30 — технические
Т60 — технические (в настоящее время не выпускается)

Литера Т — обозначает «теодолит», а последующие числа — величину средней квадратической погрешности в секундах, при измерении одним приёмом в лабораторных условиях. Обозначение теодолита, изготовленного в последние годы может выглядеть так: 2Т30МКП. В данном случае первая цифра показывает номер модификации («поколения»).

М — маркшейдерское исполнение (для работ в шахтах или тоннелях; может крепиться к потолку и использоваться без штатива, помимо этого, в маркшейдерском теодолите в поле зрения визирной трубы есть шкала для наблюдения за качаниями отвеса при передаче координат с поверхности в шахту).

К — наличие компенсатора, заменяющего уровни.

П — зрительная труба прямого видения, то есть зрительная труба теодолита имеет оборачивающую систему для получения прямого (не перевернутого) изображения.

А — с автоколлимационным окуляром (автоколлимационные);

Э — электронные.

Повторительный теодолит[править | править вики-текст]

Повторительные теодолиты имеют специальную повторительную систему осей лимба и алидады, позволяющую лимбу вместе с алидадой вращаться вокруг собственной оси раздельно и/или совместно. Такой теодолит позволяет, последовательным вращением алидады, несколько раз откладывать (повторять) на лимбе величину измеряемого горизонтального угла, что увеличивает точность измерений.

Неповторительные теодолиты[править | править вики-текст]

В неповторительных теодолитах лимбы наглухо закреплены с подставкой, а поворот и закрепления его в разных положениях осуществляется при помощи закрепительных винтов либо приспособления для поворота.

Фототеодолит[править | править вики-текст]

Фототеодолит или кинотеодолит - Разновидность теодолита, объединенного с фото- и/или кинокамерой и другими оптическими системами. Служит для точной фотосъемки с угловой привязкой геологических объектов и искусственных сооружений, а также для измерения угловых координат летательных аппаратов. Конструктивно может представлять собой кинокамеру, независимую от оптического канала теодолита и жестко скрепленную с ней или однообъективную зеркальную камеру, видоискатель которой служит оптическим каналом теодолита. Выпускавшиеся ранее кинотеодолиты осуществляли съемку на крупноформатные фотопластинки высокой разрешающей способности. В настоящее время выпускаются пленочные, пластиночные и цифровые Фототеодолиты. Если объект фотографируется двумя и более Фототеодолитами, то возможно получить приблизительные данные относительно размера объекта, высоты и скорости полета.[источник не указан 1412 дней]

Модели фототеодолитов[править | править вики-текст]

Гиротеодолит[править | править вики-текст]

Гиротеодолит — гироскопическое визирное устройство, предназначенное для ориентирования туннелей, шахт, топографической привязки и др. Гиротеодолит служит для определения азимута (пеленга) ориентируемого направления и широко используется при проведении маркшейдерских, геодезических, топографических и др. работ. По принципу действия Гиротеодолит является и принадлежит к типу гирокомпасов. Ряд схем Гиротеодолитов выполнен на принципе гирокомпаса Фуко. Помимо гироскопического чувствительного элемента, гиротеодолит включает угломерное устройство для снятия отсчётов положения чувствительного элемента и определения азимута (пеленга) ориентируемого направления. Угломерное устройство состоит из лимба с градусными и минутными делениями жестко связанного с его алидадой. Наблюдение ведётся по штриху, проектируемому на зеркале, которое укреплено на чувствительном элементе. При этом визирная линия зрительной трубы будет располагаться параллельно оси гироскопа. Определение азимута (пеленга), ориентируемого с помощью Гиротеодолита направления, производится по шкале, связанной с теодолитом.При наблюдениях гиротеодолитом все измерения относят к отвесной линии в точке наблюдений и к плоскости горизонта. Следовательно, азимут, определенный гироскопически, тождественен астрономическому азимуту. Обычно по конструктивным соображениям отсчетное устройство по горизонтальному кругу располагают под некоторым углом D по отношению к оси вращения ротора гироскопа[2]

Электронный[править | править вики-текст]

Разновидность теодолита, оснащенная электронным устройством для вычисления и запоминания координат точек на местности. В отличие от оптического неповторительного, полностью исключает ошибки снятия и записи отсчета благодаря микропроцессору, выполняющему автоматические расчеты. Электронный теодолит позволяет работать в темное время суток.

Примечания[править | править вики-текст]

  1. ГОСТ 10529-96 «Теодолиты. Общие технические условия»
  2. гиротеодолит в БСЭ

См. также[править | править вики-текст]

Ссылки[править | править вики-текст]

Логотип Викисловаря
В Викисловаре есть статья «теодолит»