Teodolit er en måleanordning til bestemmelse af vandrette og lodrette vinkler under topografiske undersøgelser , geodætiske og opmålingsarbejder , i byggeri osv. Det vigtigste arbejdsmål i teodolit er lemmer med grad- og minutinddelinger (vandret og lodret). Theodolit kan bruges til at måle afstande med en filamentafstandsmåler [ 1] og til at bestemme magnetiske azimut med et kompas .
En alternativ udvikling af teodolitdesign er gyrotheodolit, cinetheodolit og totalstation .
Teodolitten har været kendt siden middelalderen og dukkede op ved at kombinere alidade , kendt siden antikken , og et spotting-skop . Tidlige teodoliter havde et begrænset udvalg af lodrette cirkelvinkler. Det moderne design af teodolitten blev dannet i det 19. århundrede.
Strukturelt består teodolit af følgende hovedenheder:
Theodolitens vandrette cirkel er designet til at måle vandrette vinkler og består af en limbus og en alidade .
Lemmen er en glascirkel, på hvis affasede kant påføres lige store opdelinger ved hjælp af en automatisk opdelingsmaskine. Værdien af opdelingen af lemmen (størrelsen af buen mellem to tilstødende slag) bestemmes ved at digitalisere grad (sjældent hagl) slag. Lemmer digitaliseres med uret fra 0 til 360 grader (0 - 400 gon ). [2]
Rollen som alidade udføres af specielle optiske systemer - læseenheder. Alidada roterer omkring sin akse i forhold til det faste lem sammen med den øverste del af enheden; samtidig ændres aflæsningen langs den vandrette cirkel. Hvis du fikserer klemskruen og afmonterer skiven , vil alidaden rotere med skiven, og tallet ændres ikke.
Lemmen er lukket med et metalhus, der beskytter det mod skader, fugt og støv.
Theodolit-tjek kaldes handlinger, der har til formål at afgøre, om de geometriske betingelser, der er pålagt instrumentet, er opfyldt. For at opfylde de overtrådte betingelser foretages en korrektion, kaldet justering af instrumentet.
Aksen for det cylindriske niveau af alidaden af den vandrette cirkel skal være vinkelret på alidadens rotationsakseDenne betingelse er nødvendig for at bringe værktøjets rotationsakse (alidade) til arbejdspositionen, det vil sige at være lodret ved måling af vinkler. For at kontrollere opfyldelsen af betingelsen, ved at dreje alidade, indstilles aksen for niveauet, der kontrolleres, i retning af to vilkårlige løfteskruer, og ved samtidig at dreje dem i forskellige retninger bringes niveauboblen til nulpunkt (i midten af ampullen), så vil niveauaksen indtage en vandret position. Lad os dreje alidaden, og med den niveauet præcis 180 grader.
Hvis niveauboblen forbliver på plads efter at have bragt niveauboblen til nulpunkt og drejet alidade 180°, så er betingelsen opfyldt.
For at udføre andre verifikationer er det nødvendigt at bringe enheden i arbejdsstilling.
En af nettets tråde skal være i det lodrette planVerifikation og justering af denne tilstand kan udføres ved hjælp af en lodslange installeret 5-10 m fra instrumentet. Hvis gitterets tjekkede gevind ikke falder sammen med billedet af et lod i rørets synsfelt, skal du fjerne hætten, løsne lidt (med ca. en halv omgang) de fire skruer, der fastgør okulardelen til kroppen af røret, og drej okulardelen med gitteret til den ønskede position. Fastgør skruerne og sæt hætten på.
Efter justering skal den anden tråd af gitteret være vandret. Du kan verificere dette ved at pege dette gevind på et hvilket som helst punkt og dreje alidade med sigteskruen i azimut ; tråden skal forblive på dette tidspunkt. Ellers skal justeringen gentages. Når du har indstillet gitteret korrekt, kan denne ikke gentages i fremtiden, når du gentager verifikationerne.
Sigtelinjen skal være vinkelret på teleskopets rotationsakseDenne betingelse er nødvendig, så når røret roterer omkring sin akse, beskriver sigteaksen et plan og ikke koniske overflader. Sigteplanet kaldes også kollimation . Den lodrette cirkel roterer rundt om aksen sammen med røret. For at overføre røret fra positionen af KP til positionen af KL eller omvendt, er det nødvendigt at overføre det gennem zenit med et fast lem og dreje alidaden med 180 ° med øjet, så røret kan spidses ved det samme objekt på dets forskellige positioner. Samtidig vil den diametralt modsatte vernier 2 på det sted i forhold til lemmet, hvor vernier 1 er placeret, nu være placeret, og aflæsningerne af antallet af grader taget langs vernier I før alidaden roteres og langs vernier II efter alidade er roteret med 180 ° bør være den samme. Hvis sigteaksen er vinkelret på teleskopets rotationsakse, vil vi, når vi peger den mod SF og CL til et fjerntliggende punkt placeret omtrent på niveau med teleskopets rotationsakse langs den faste vandrette lem, opnå korrekte aflæsninger af lysbuen ved hjælp af I (ved SF) og II (ved CL ) nopper. Hvis sigtelinjen ikke er vinkelret på rørets rotationsakse og indtager en forkert position under SF og CL, vil aflæsningerne langs den vandrette gren inkludere en fejl svarende til drejningen af sigtelinjen med en vinkel kaldet kollimationsfejlen. Projektionen af denne vinkel på benets vandrette plan varierer afhængigt af hældningsvinklen for sigteaksen. Derfor, når du udfører denne verifikation, skal sigtelinjen være så vandret som muligt.
Justering: ved let at løsne en lodret, f.eks. den øverste, korrigerende skrue med et trådnet, flyttes nettet, idet det virker med laterale korrigerende skruer, indtil gevindets skæringspunkt er på linje med billedet af den observerede punkt.
Efter justering er det nødvendigt at gentage verifikationen og sikre sig, at betingelsen er opfyldt.
Teleskopets rotationsakse skal være vinkelret på instrumentets rotationsakse (alidade)Denne betingelse er nødvendig, så kollimationsplanet (sigte) er lodret efter at have bragt værktøjet i arbejdsposition. For at verificere opfyldelsen af denne betingelse bringes værktøjet i arbejdsstilling, og skæringspunktet for trådnettet rettes mod et højt og tæt (i en afstand af 10-20 m fra værktøjet) punkt valgt på noget lys væg. Uden at dreje alidaden, vip røret med linsen ned til en omtrentlig vandret position af dets akse og marker på samme væg det punkt, hvor gevindets skæringspunkt projiceres. Efter at have overført røret gennem zenit, i en anden position af cirklen, rettes sigteaksen igen til det samme punkt, og som det foregående, ved at vippe røret til en omtrentlig vandret position, markeres punktet.
Hvis begge punkter falder sammen på et tidspunkt, er betingelsen opfyldt.
Opfyldelsen af den pågældende betingelse leveres af fabrikken eller produceres på værkstedet, da moderne teodoliter ikke har de passende korrigerende skruer.
Nulpunktet for teodolittens lodrette cirkel skal være konstant [3]Til verifikation udjævnes teodoliten, og nulstedet bestemmes 2-3 gange. Bestemmelse af nulpunktet omfatter sigt på samme punkt ved CL og FC. Hver gang der peges på det valgte punkt, foretages en aflæsning langs teodolittens lodrette cirkel. Hvis der ikke er nogen kompensator, skal niveauboblen først indstilles til nulpunkt, når den lodrette cirkel er alidade. Hvis udsvingene i nulpunktet ikke overstiger den dobbelte præcision af aflæsningen i en cirkel, så kan vi antage, at verifikationen udføres, i undtagelsestilfælde foretages en yderligere måling gennem aksernes balance.
Typer af teodoliter:
OT-02, OTB, OTS, TB-1, Theo-010, TE-B1, T1, T2 - højpræcision
T5, OTSH, Theo-020, TE-C1, TT-4, OMT-30 , TT-5, TTP, TN, TG-5, T15 - nøjagtig
T30, Theo-120, TE-E4, TT-50, TOM, Te-5 - teknisk
T60, TM-1 - teknisk (ikke tilgængelig i øjeblikket) ( bruges til en træningsmanual og rekognoscering af området under ekspeditionen).
Bogstavet T - betyder "teodolit", og de følgende tal - værdien af den gennemsnitlige kvadratiske fejl i sekunder, når den måles i et trin i laboratoriet. Betegnelsen for en teodolit fremstillet i de senere år kan se sådan ud: 2T30MKP. I dette tilfælde angiver det første ciffer ændringsnummeret ("generation").
M- mineopmålingsversion (til arbejde i miner eller tunneler; den kan fastgøres til loftet og bruges uden stativ , derudover er der i mineopmålingsteodoliten i synsfeltets synsfelt en skala til overvågning af lod svinger, når koordinater overføres fra overfladen til minen).
K - tilstedeværelsen af en kompensator, der erstatter niveauerne.
П - spotting scope of direct vision, det vil sige, theodolite spotting scope har et drejesystem til at opnå et direkte (ikke omvendt) billede.
A - med et autokollimation okular (autokollimation);
E - elektronisk.
Tidligere anvendt:
T - Totalstation (instrumentet er i stand (har en fikstur eller enhed i sættet) til at måle afstande) [5]
G - Bjerg [5]
AShT — Aerological Pilot Balloon Theodolite [5]
Gentagende teodoliter eller optiske har et specielt gentagelsessystem af lem og alidade-akser, som tillader lemmet, sammen med alidade, at rotere uafhængigt omkring sin egen akse separat og/eller sammen. En sådan teodolit tillader successiv rotation af alidade flere gange for at tilsidesætte (gentage) værdien af den målte vandrette vinkel på lemmen, hvilket øger nøjagtigheden af målingerne, for at tage aflæsninger på to diametralt modsatte sider. Sådanne instrumenter kaldes også optiske for at skelne dem fra mekaniske teodoliter. Lemmen er lavet af glas. [5] [6]
I ikke-repetitive teodoliter er lemmerne stramt fastgjort med et stativ, og drejning og fastgørelse af det i forskellige positioner udføres ved hjælp af fikseringsskruer eller en anordning til at dreje. Sådanne teodoliter kaldes også "mekaniske". Lemmen er lavet af metal. [5]
En fototheodolit eller cinematheodolit er en type teodolit kombineret med et foto- og/eller filmkamera og andre optiske systemer. Tjener til nøjagtig fotografering med vinkelreference af geologiske objekter og kunstige strukturer, samt til måling af flyets vinkelkoordinater . Strukturelt kan det være et filmkamera, uafhængigt af den optiske teodolitkanal og stift fastgjort til den, eller et reflekskamera med en enkelt linse, hvis søger fungerer som den optiske teodolitkanal. Tidligere producerede filmteodoliter blev filmet på fotografiske plader i storformat med høj opløsning. I øjeblikket produceres film, plade og digitale fototeodoliter. Hvis et objekt er fotograferet med to eller flere fototeodoliter, kan man ved hjælp af et geodætisk hak opnå omtrentlige data vedrørende objektets størrelse, højde og flyvehastighed.
Modeller af teodoliterEn gyrotheodolit er en gyroskopisk synsanordning designet til at orientere tunneler , miner , topografiske referencer osv. Gyrotheodoliten bruges til at bestemme azimut (lejning) af den orienterbare retning og er meget udbredt i mineopmåling, geodætiske, topografiske og andre værker. Ifølge driftsprincippet er og hører gyrotheodolitten til typen af gyrokompasser . En række skemaer af gyrotheodoliter er lavet efter princippet om Foucaults gyrokompas . Ud over det gyroskopiske følsomme element indbefatter gyrotheodolitten en goniometrisk anordning til at tage aflæsninger af positionen af det følsomme element og bestemme azimut (lejning) af den orienterede retning. Den goniometriske enhed består af en urskive med grad- og minutinddelinger, stift forbundet med dens alidade. Observation udføres på et slag projiceret på et spejl, som er monteret på et følsomt element. I dette tilfælde vil teleskopets sigtelinje være parallel med gyroskopets akse . Bestemmelsen af azimut ( leje ), orienteret ved hjælp af en retningsgyrotheodolit, foretages på en skala, der er forbundet med teodolitten. Ved observation med en gyrotheodolit henvises alle målinger til et lod ved observationspunktet og til horisontplanet. Derfor er den gyroskopiske azimut identisk med den astronomiske azimut. Normalt af designmæssige årsager placeres læseindretningen langs en vandret cirkel i en bestemt vinkel i forhold til gyroskoprotorens rotationsakse . [7]
GyrostationI det væsentlige den samme gyrotheodolit med et Foucault - gyrokompas baseret på en elektronisk totalstation.
I moderne elektroniske teodoliter udføres aflæsningen af vandrette og lodrette cirkler normalt med en encoder ( vinkelkoder ). De genererer signaler, der angiver teleskopets højde og azimut, som sendes til mikroprocessoren. CCD -sensorer er tilføjet til teleskopets brændplan, hvilket muliggør automatisk sigtning og automatisk måling af målets resterende forskydning. Alt dette er implementeret i processorens indbyggede software.
Mange moderne teodoliter er udstyret med integrerede elektro-optiske afstandsmålere, normalt baseret på infrarøde lasere. Det giver dig mulighed for i ét trin at måle fulde tredimensionelle vektorer i de polære koordinater defineret af enheden, som derefter konverteres til allerede eksisterende koordinatsystemer på territoriet ved hjælp af en række kontrolpunkter. Denne metode kaldes resektionsløsningen og er meget brugt i kortlægningsundersøgelser.
Sådanne instrumenter er "smarte" teodolitter kaldet selvregistrerende totalstationer eller i daglig tale "totalstationer" og udfører alle nødvendige vinkel- og afstandsberegninger, og resultaterne eller rådata uploades til eksterne processorer såsom robuste bærbare computere, PDA'er eller programmerbare lommeregnere [8 ] .
TotalstationEn slags elektronisk teodolit, udstyret med en elektronisk enhed til beregning og lagring af koordinaterne for punkter på jorden og gøen fra en optisk ikke-gentagende, eliminerer fuldstændigt fejl ved at tage og optage en læsning takket være en mikroprocessor , der udfører automatiske beregninger. Elektronisk teodolit giver dig mulighed for at arbejde i mørke.
TotalstationEn elektronisk totalstation eller en optisk teodolit udstyret med yderligere enheder (afstandsmåler, GPS-modtager, controller (processor og/eller tastatur)), separat placeret uden for instrumentets hoveddel.
Måleinstrumenter | |
---|---|
Mikrometer |
|