Андрей Смирнов
Время чтения: ~22 мин.
Просмотров: 0

Устройство прибора теодолит

Что лучше выбрать?

Ответ на этот вопрос довольно прост: лучше выбрать и то и другое. У профессиональных строителей на вооружении всегда имеются оба приспособления. Ведь теодолит и нивелир выполняют разные функции.

И всё же, давайте разберёмся, какой из аппаратов лучше и в чём заключается его превосходство.

Мы уже сказали, что теодолит более универсален благодаря своей многофункциональности. По количеству областей, где он применяется, теодолит заметно превосходит нивелир. К ним можно отнести астрономию, мелиорацию и т. д. К тому же нивелир можно использовать лишь на горизонтальной плоскости, в то время как теодолит одинаково работает с обеими из них.

Дополнительными преимуществами теодолита считаются надёжность и высокая практичность. К огромным же его плюсам можно отнести тот факт, что для проведения замеров достаточно одного человека. Нивелир же требует участия двух людей, один из которых займётся установкой инварной рейки.

В некоторых случаях теодолит может даже заменить собой нивелир. Для этого нужно установить его, закрепив зрительную трубу в горизонтальном положении. Далее, также понадобится рейка. Однако теодолит не способен обеспечить высокую точность. Поэтому его применяют лишь в тех случаях, когда нужны только приблизительные данные.

Но и нивелир может послужить заменой теодолиту. Для этого придётся дополнить прибор горизонтальным кругом с градусами. Таким способом удастся измерить горизонтальные углы на местности. Стоит помнить, что точность таких замеров, как и в предыдущем случае, тоже страдает.

Можно сделать вывод, что объективно теодолит превосходит своего собрата по многим параметрам. Вот только они не являются взаимоисключающими. Теодолит не может полностью заменить собой нивелир. А значит, для выполнения серьёзных строительных или ремонтных работ вам понадобятся оба этих приспособления, которые в определённых ситуациях будут друг друга дополнять.

О том, что предпочтительнее: теодолит, нивелир или рулетка, смотрите далее.

Правила эксплуатации

Для того чтобы выполнять высокоточные измерения, необходимо знать, как пользоваться теодолитом. От правильности выполненных измерений будет зависеть, насколько точно полученные цифры будут соответствовать действительности и насколько прочным и долговечным получится здание или другое сооружение.

Виды теодолитов.

Преимущества данного прибора:

  • он позволяет выполнять высокоточные угловые измерения, которые не зависят от погодных условий или географических особенностей местности;
  • работу можно проводить при температурах от -20 до +50 градусов, и это не будет влиять на точность выполненных измерений;
  • хорошо переносит трудные условия работы, поэтому теодолитом удобно пользоваться даже в экспедициях;
  • имеет небольшие размеры, удобен при транспортировке;
  • просто и быстро выставляется и юстирует свои характеристики.

Чтобы правильно работать с теодолитом, необходимо иметь хотя бы представление о нем и его устройстве.

Последовательность работы с теодолитом:

  • прибор устанавливают на треногу;
  • зрительную трубу наводят на две опорные точки;
  • прибор наводят на первую точку, фиксируют и измеряют вертикальную нить, потом отсчитывают по горизонтальному кругу и данные записывают. То же самое делают и со второй точкой;
  • зрительную трубу переводят через зенит и меняют положение круга;
  • если расхождения небольшие, то правильным будет среднее число;
  • показание лимба должно равняться нулю или быть близким к этому значению;
  • вращение алидады проводится до совпадения нулевых отметок на лимбе и микроскопе;
  • измерения проводят по кругу.

Измерение вертикального угла теодолитом.

Для того чтобы при помощи данного прибора правильно выполнять измерения, необходимо соблюдать правила его хранения. Он должен иметь свой кейс, в котором постоянно хранится, укладка и доставание теодолита из кейса должны выполняться только за подставки и рукоятки.

По завершении работы прибор необходимо упаковать, перед этим надо отпустить винты, что расположены на наблюдательной трубе и алидаде, после укладки в кейс они снова зажимаются. Правильная укладка теодолита позволяет легко закрыть крышку сейфа, если же она не закрывается, то он уложен неправильно.

Для установки штатива ослабляются винты, и таким образом ножки становятся «мягкими». После того как выполнится регулировка, все винты полностью зажимаются. После установки прибора на штатив выполняется его надежная фиксация при помощи станового винта.

Нельзя допускать, чтобы наводящие и подъемные винты были полностью зажаты или отпущены. Если надо перенести теодолит на небольшое расстояние, то его переносят вместе со штативом на плече. Если предполагается перемещение на большое расстояние, то прибор необходимо сложить в кейс.

При укладке в кейс необходимо использовать фиксирующие зажимы, тогда даже при случайном падении прибор не повредится.

Данный прибор относится к высокоточным, а использование в нем электроники предполагает исключение контакта с водой, поэтому, если необходимо работать в туман или дождь, теодолит надо закрывать пленкой. Если он намок, необходимо его хорошо вытереть и дать время полностью просохнуть.

Разновидности теодолитов

Современные образцы отличаются многообразием конструктивных особенностей. В основу классификации устройств положены следующие признаки:

  • принцип действия;
  • допустимая точность проводимых измерений (типы теодолитов);
  • конструкции;
  • видовым особенностям.

По принципу действия устройства выпускаются:

  • механические;
  • оптические (отсчёт производится на основе оптической системы);
  • цифровые (отсчёт производится с помощью электронных устройств);
  • лазерные (заложен принцип лазерных измерителей).

Типы теодолитов:

  • высокоточные;
  • точные;
  • технические.

Цифровой теодолит

Конструктивно устройства выполняются двух вариантов: повторительный, неповторительный.

Виды теодолитов бывают:

  • традиционный;
  • с встроенным компенсатором;
  • автокаллимационный;
  • прямого видения;
  • маркшейдерский;
  • электронный.

Сегодня принята следующая система обозначения подобных устройств. Буквами обозначают отношение по принятой классификации:

  • «Т» — наименование устройства, то есть теодолит. Следующие буквы указывают на отношение к определённому классу.
  • М – это, так называемый маркшейдерский теодолит. Их применяют в шахтах, тоннелях, пещерах, горных проходах.
  • К – свидетельствует о наличие специального компенсатора, который всецело заменяет уровни.
  • П – оснащение инструмента зрительной трубой прямого видения (изображение получается не перевёрнутым).
  • А – встроенный автокаллиматор.
  • Э – электронные теодолиты.

Оптический маркшейдерский теодолит 2Т30М

Высокоточные позволяют производить угловые измерения с допустимой погрешностью в интервале от 0,5 угловых секунд, но не более одной угловой секунды. Второй тип (точные) приборы производят такие измерения с точностью от двух до пятнадцати угловых секунд. Точность технических агрегатов находится в интервале от двадцати до шестидесяти угловых секунд.

Обработка полученных результатов измерений

Выполнение контурной съемки проводится с целью получения данных, необходимых для дальнейшего расчета координат:

– горизонтальных углов;

– длин сторон теодолитного хода;

– дирекционных углов;

– румбов.

Подсчет теоретической суммы угловых измерений () хода осуществляют по формуле (табл. 3).

Таблица 3.

замкнутый разомкнутый
\(\beta _{T}= 180\left ( n-2 \right )\) \(\beta _{T}=\left ( \alpha _{р}+\alpha _{к} \right )\pm 180^{o}\cdot \left ( n+1 \right )\)

n – количество точек;

\(\alpha _{н}\)– значение начального дирекционного угла, –конечного;

Далее производят расчет угловой невязки:

\(f_{\beta }=\sum \beta _{изм}- \sum \beta _{т}\)

\(\beta _{изм}\)– сумма измеренных углов.

Следующим шагом будет сравнение  \(f_{\beta }\)с допуском \(f_{\beta доп}\). Если результат не соответствует приведенному ниже выражению, необходимо перепроверь данные:

\(f_{\beta}< f_{\beta доп}\)

\(f_{\beta доп}={1,5·t}\sqrt{n}\), где t – приборная точность измерения углов; n – количество измеряемых углов.

В дальнейшем  \(f_{\beta}\) равномерно распределяется между измеренными величинами с противоположным знаком и проводится расчет поправки измеренных углов (\(\delta _{\beta }\)):

\(\delta _{\beta} = – \frac{f_{\beta }}{n}\)

При правильном выполнении расчетов сумма поправок будет иметь отрицательное значение:

\(\sum \delta _{\beta }=-f_{\beta }\)

Далее следует вычисление дирекционного угла (α), который начинают отчитывать от северного направления осевого меридиана по часовой стрелке.

\(\alpha _{n}=\alpha _{n-1}+180^{o}-\beta _{пр.исп}\)

\(\alpha _{n}=\alpha _{n-1}-180^{o}+\beta _{л.исп}\)

В данном выражении  \(\alpha _{n-1}\)– дирекционный угол предыдущей точки, \(\alpha _{n}\)– последующей.

\(\beta _{пр.исп}\)– исправленное значение правого по ходу угла,  \(\beta _{л.исп}\)– исправленное значение левого по ходу угла.

Начальный α должен равняться конечному. Если же полученный α больше 360°, то перед тем, как занести показатели в журнал из них вычитают 360°.

Теперь вычисляется румб (r), который отсчитывают от самого близкого окончания осевого меридиана до ориентированной линии. Рассчитывается в зависимости от своего местоположения относительно четверти координат (табл. 4).

Таблица 4. Формула румба для каждой четверти.

Четверть и ее название Пределы α Формула Знаки приращения координат
ΔХ ΔУ
1 С.В. 0° – 90° r = α + +
2 Ю.В. 90°-180° r = 180° – α +
3 Ю.З. 180°-270° r = α – 180°
4 С.З. 270°-360° r = 360° – α +

Приращение геодезических координат определяют:

\(X = d · cos(r)\)

\(Y = d · sin(r)\)

где: d – горизонтальное проложение;

r – румб стороны.

Уравнивание проводят при помощи приведенных ниже формул:

\(f_{\Delta X}=\sum \Delta X_{B}-\sum \Delta X_{T}\)

\(f_{\Delta Y}=\sum \Delta Y_{B}-\sum \Delta Y_{T}\)

\( \sum \Delta X_{B}\)  и \(\sum \Delta Y_{B}\)– сумма приращений координат, которые были определены с учетом знаков;

\(\sum \Delta X_{T}\) и \(\sum \Delta Y_{T}\)  – теоретическая сумма приращения значений координат.

Стоит отметить, что в замкнутом полигоне последние значение равняются нулю, поэтому невязки должны быть равны сумме приращений или приближенными к нему.

Проверка условия допустимости:

1. Абсолютного значения:

\(f_{абс}=\sqrt{f\Delta X^{2}+f\Delta Y^{2}}\)

2. Относительного:

\(f_{отн}=\frac{f_{абс}}{P}\)

где Р – периметр хода (сумма его горизонтальных проложений).

Условие допустимости:

\(\left | f_{отн} \right |\leq \left | f_{абс} \right |\)

Невязки раскидывают с обратным знаком, предварительно выполнив поправки на приращение каждой стороны при помощи таких формул:

\(\delta X_{\imath }=\frac{f_{x}\cdot d_{\imath }}{P}\)

\(\delta Y_{\imath }=\frac{f_{\Delta y}\cdot d_{\imath }}{P}\)

\(\imath\) – номер точки;

Все координаты вершин рассчитываются таким образом:

\(X_{n}=X_{n-1}+\Delta X_{n-1(исп)}\)

\(Y_{n}=Y_{n-1}+\Delta Y_{n-1(исп)}\)

Для чего нужна поверка?

В отличие от нивелира теодолит позволяет определить только вертикальные и горизонтальные углы с помощью лимбов с градусным делением, измерять расстояние и определять магнитные азимуты.

Первая поверка теодолита.

Приборы разделяются на 3 группы в зависимости от степени точности:

  1. Высокоточные. Погрешность находится в пределах – от +/- 0,5-1 с. Высокоточный теодолит применяется для вычисления полного угла.
  2. Точные. Погрешность может составлять +/- 2-15 с. Используются для вычисления угла в один замер.
  3. Технические. Погрешность может быть от +/- 20 до +/-60 с.

Приборы в государственной ответственности должны иметь заключение о прохождении проверки на указанный срок. При сборке теодолита не всегда удается соблюдать геометрическую схему. В результате аппарат может иметь инструментальную погрешность, соответственно, результаты измерения могут несколько отличаться от реальных показателей.

Право проводить поверку теодолита имеют метрологические службы, имеющие квалифицированных специалистов данного профиля, а также необходимое оборудование и документы:

  • методы и схемы, с помощью которых проходит поверка и юстировка теодолита;
  • нормативы соответствия получаемых результатов проверки нивелиров и теодолитов;
  • используемый эталон измерительных единиц;
  • приборы требуемой точности.

Для выявления инструментальных погрешностей производятся поверки теодолита и нивелира, которые затем устраняют с помощью регулировки или юстировки.

Погрешность может возникнуть вследствие механических или климатических влияний. Так как в таком случае погрешность будет очень сильной, необходимо осуществить внеочередную поверку и юстировку измерительного устройства.

Конструктивные характеристики

Теодолиты менялись со временем. Самые первые образцы имели в центре угломерного круга линейку на острие иглы, которая свободно на нем вращалась. На линейке имелись вырезы, также на них были натянутые нити, выступающие в роли отсчетных индексов. А центр угломерного круга устанавливался в вершину угла и крепко закреплялся.

При повороте линейки ее совмещали с первой стороной угла, далее брался отсчет по шкале угломерного круга. А потом линейка совмещалась с другой стороной угла, и брался второй отсчет. Разница двух значений соответствует значению угла. С целью совмещения линейки с разными частями угла использовали простые визиры.

В наши дни конструкция прибора значительно усовершенствовалась. Так, для совмещения линейки со сторонами угла используют трубу, которая двигается по высоте и азимуту. Для отсчета также используется специальное приспособление, его современная конструкция, которая в отличие от своих «предков» покрыта защитным кожухом из металла.

Для обеспечения плавных вращений подвижных элементов применяется осевая система, сами же движения регулируются посредством наводящих и зажимных винтов. Теодолит устанавливается на земле на штативе, а центр с отвесной линией совмещен посредством нитяного отвеса или оптического центрира.

Стороны угла, который подлежит измерению, проектируется на плоскость круга с помощью вертикальной движущейся плоскости (коллимационной). Она образуется через визирную ось трубы при ее вращении вокруг своей оси. Визирная ось является воображаемой линией, что проходит через центр нитевой сетки и оптический центр объектива.

Элементы прибора

Теодолит включает в себя такие составные элементы:

  • лимб — это угломерный круг, имеющий деления от 0 до 360 градусов, во время измерений играет роль рабочей меры;
  • алидада — подвижная часть конструкции, которая несет систему отсчитывания по кругу и удерживает визирную трубу;
  • зрительная труба — она прикрепляется подставками к алидадной части;
  • осевая система — помогает двигаться алидадной части и лимбу вокруг оси;
  • вертикальный круг — помогает измерять вертикальные углы;
  • подставка, оснащенная несколькими подъемными винтами;
  • наводящие и зажимные винты подвижных частей. Наводящие также называются микрометренными, а зажимные — закрепительными;
  • штатив и крючок для отвеса, вместе с площадкой под подставку и становым винтом;
  • винт перестановки круга;
  • уровни для вертикального и горизонтального круга;
  • винт фокусировки;
  • микроскопический окуляр для отсчетного прибора.

Вращения в теодолитах имеют три разновидности:

  • движение трубы;
  • лимба;
  • алидады.

Движение трубы и алидады при этом снабжено наводящим и зажимным винтом. Движение лимба может осуществляться разными путями. В теодолитах повторительного типа лимб двигается исключительно вместе с алидадой, а в некоторых моделях лимб двигается посредством двух винтов, которые работают только при зажатом алидадном винте. Есть также варианты, где лимб посредством специальной защелки скрепляется с алидадой, и их совместное вращение регулируется за счет винтов.

Особенности электронных моделей

Электронные теодолиты являются современными приборами для измерения углов. Их применение исключает ошибки при снятии отсчета, поскольку значения отображаются на специальном экране в виде цифр. Отображение осуществляется за счет того, что в горизонтальный и вертикальный круги встроены специальные датчики.

Работать с таким устройством намного проще, чем с обычным. Некоторые электронные модели оснащены дополнительными функциями для автоматизации работы. Однако простые оптические конструкции в некоторых ситуациях все же более предпочтительны:

  • они не нуждаются в подзарядке;
  • способны стабильно работать даже в экстремальных условиях.

А вот устройства электронного типа нельзя использовать в условиях низких температур (менее 30 градусов ниже нуля).

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.

Алгоритм работы с прибором

  1. С помощью треноги устанавливают теодолит.
  2. Наблюдательная труба направляется в сторону двух опорных точек.
  3. Наведя прибор на первую точку, производят фиксацию и измерение вертикальной нити.
  4. Проводят отсчёт по горизонтальному кругу. Полученные данные заносят на бумагу. Аналогичную операцию проводят с другой точкой.
  5. Наблюдательную трубку переводят, минуя зенит, а затем меняют положение круга.
  6. В случае незначительных расхождений останавливаются на среднем значении.
  7. Показания лимба должно быть нулевым или стремиться к этому значению.
  8. Алидаду вращают до тех пор, пока не совпадут нулевые отметки на лимбе и микроскопе.
  9. Проводят следующий круг измерений.

Чтобы прибор постоянно показывал правильные значения, следует позаботиться об условиях его хранения. Лучше всего хранить теодолит в специальном кейсе. Укладывают и достают прибор, придерживая его за подставки или рукоятки. Завершив работу с прибором, прежде чем убрать его в кейс, ослабляют винты, расположенные на зрительной трубе и алидаде. Потом их снова зажимают. Фиксирующие зажимы предохраняют прибор от повреждений при случайных падениях. Если крышка кейса плохо закрывается, значит, прибор плохо уложен.

Когда устанавливают штатив, то ослабляют винты. Выполнив регулировку, винты полностью зажимают. Становым винтом выполняют надёжную фиксацию теодолита сразу же после того, как он будет установлен на штатив. Наводящие и подъёмные винты не расслабляют и не зажимают до упора. При перемещении теодолита на небольшие расстояния его закидывают на плечи вместе со штативом. Большие расстояния прибор должен преодолевать, будучи убранным в кейс.

Поверки теодолитов

К основным поверкам теодолитов относится установление выполнения следующих условий.

Условие 1. Ось цилиндрического уровня при алидаде горизонтального круга должна быть перпендикулярна к оси вращения теодолита.

Условие 2. Вертикальный штрих сетки нитей должен находиться в вертикальной (коллимационной) плоскости.

Условие 3. Место нуля вертикального круга должно быть близким к нулю и постоянным.

Условие 4. Визирная ось зрительной трубы должна быть перпендикулярна к горизонтальной оси ее вращения.

Условие 5. Горизонтальная ось вращения зрительной трубы должна быть перпендикулярна к вертикальной оси вращения теодолита.

Установление выполнения указанных выше условий называют поверкой.

Условие 1 проверяют в начале каждого рабочего дня, а также при необходимости и в течение рабочего дня. При использовании теодолита для ориентировки или при разбивочных работах на монтажных горизонтах — на каждой станции.

  • Условие 2 проверяют перед выполнением разбивочных работ, при створных измерениях, при выполнении ориентировок, перед измерениями в ходах съемочного обоснования и др.
  • Условие 3 поверяют перед измерениями углов наклона (тригонометрическое нивелирование), перед ориентировками, при визировании на близкие цели.
  • Условие 4 проверяют одновременно с проверкой условия 3 перед выполнением указанных выше работ.
  • Условие 5 проверяют периодически в соответствии с инструкцией по эксплуатации прибора, но не реже одного раза в 2 месяца, а также после известных наблюдателю механических воздействий, происшедших во время работы с теодолитом, либо во время его транспортировки или хранения.

Перед поверками теодолит необходимо установить в рабочее положение. Поскольку измерение горизонтальных углов при указанных поверках не производится, то центрирование теодолита не выполняют.

Перед выполнением любой поверки (2, 3, 4 и 5) поверка условия 1 обязательна.

Поверка 1. (Выполнение условия 1).

1. Установить ось цилиндрического уровня при алидаде горизонтального круга по направлению на два любых подъемных винта подставки. Вращением этих винтов в противоположные стороны привести пузырек уровня точно на середину.

2. Повернуть колонку на 180о (это можно выполнить «на глаз» по симметрии частей колонки, либо по отсчетам шкалы горизонтального круга).

Если пузырек уровня отклонился не более чем на два деления ампулы, то условие считают выполненным. В этом случае поверку следует проконтролировать по двум другим подъемным винтам подставки.

3. Если пузырек уровня отклонился более чем на два деления, то половину этого отклонения следует исправить подъемными винтами подставки, вращая их одновременно в противоположные стороны, а другую половину — юстировочными винтами уровня, перемещая его хвостовик вверх или вниз, в зависимости от положения пузырька.

После выполнения юстировки поверку повторяют на других подъемных винтах.

Юстировочные винты уровня находятся на одном из его концов. Ими зажат хвостовик уровня. Кроме того, многие уровни снабжены и боковыми юстировочными винтами.

При выполнении юстировки необходимо слегка ослабить боковые юстировочные винты, а затем отпустить один из юстировочных винтов и подкрутить второй. Этим обеспечивается жесткое положение хвостовика после выполнения каждого шага юстировки.

После выполнения поверки и юстировки боковые винты уровня следует снова зажать.

Для оценки полного отклонения пузырька необходимо подъемными винтами привести пузырек уровня на середину, при этом следует стараться поворачивать оба винта на один и тот же угол и считать число n таких поворотов. После этого надо возвратить пузырек назад на половину (n/2) таких же оборотов подъемных винтов, а юстировочными винтами уровня привести пузырек на середину ампулы.

Такие действия выполняют до тех пор, пока исправляемое положение пузырька уровня не достигнет регистрируемой по ампуле величины.

Поверка 2. (Выполнение условия 2).

Для поверки условия 2 визируют верхний конец вертикальной нити сетки нитей на какую-либо точку и наводящим винтом зрительной трубы переводят изображение точки в нижнюю часть вертикальной нити.

Если изображение точки при этом смещается не более чем на 1/3 ширины биссектора сетки нитей, то условие 2 считают выполненным. В противном случае ослабляют крепежные винты сетки и проворачивают ее до необходимого положения.

После этого крепежные винты закручивают и повторяют поверку этого условия.

Рис. 1. Первая поверка теодолита

Порядок проведения

Выполнение теодолитного хода начинают с рекогносцировки, подразумевающей изучение ее особенностей и определение наиболее подходящих мест для установки точек.

Расстояние между ними должно варьироваться в пределах от 20 до 350 метров, но оно зависит также и от масштаба съемки. Наилучшей точности можно добиться, если расстояние будет одинаковым, но особенности территории далеко не всегда позволяют это сделать.

Съемку осуществляют на открытом пространстве с хорошей взаимной видимостью между пунктами, закрепленными специальными кольями из дерева, металла и других материалов. Для их долговременной сохранности нередко используются бетонные монолитные столпы. Также рекомендуется привязать каждый знак к твердым объектам поблизости, чтобы можно было восстановить его в случае потери.

Когда все подготовительные процедуры завершены и определено местоположение пунктов начинаются полевые работы. Прибор устанавливают на точке и измеряют угол за один прием, визируясь на соседние, после чего определяют расстояния между ними.

Если строится замкнутый полигон, за начальный берут магнитный азимут одной из сторон. Привязка к пункту геодезической сети необходима для определения дирекционного угла и координат, что позволит обеспечить должный контроль полученных результатов.

Все данные записываются в специальный журнал или автоматически заносятся в память электронного измерительного устройства. В дальнейшем они используются для камеральной обработки, которая подразумевает проведение расчетов с целью вычисления координат пунктов и жестких контуров.

Параллельно со съемкой составляется схематический чертеж, отображающий местоположение объектов на местности, который называется абрисом. Он представляет собой полноценный документ, является неотъемлемой частью технической документации и служит источником информации при построении плана или карты.

Во время снегопада, дождей и других неблагоприятных погодных условий, а также при плохой освещенности, проводить измерения запрещается.

Характеристика устройств

Итак, давайте по очереди рассмотрим оба аппарата и начнём с теодолита.

Теодолит – оптическое устройство из геодезической группы, предназначенное для измерения углов, вертикальных и горизонтальных. Основными составляющими теодолита являются:

  • лимб – стеклянный диск с изображением шкалы, на котором указаны градусы от 0 до 360;
  • алидада – во многом схожий с лимбом диск, расположенный на той же оси, вокруг которой свободно вращается, имеет свою шкалу;
  • оптика – объектив, линза и сетка нитей, необходимые для наведения на измеряемый объект;
  • подъёмные винты – применяются для регулировки прибора в процессе наведения;
  • система уровней – позволяет установить теодолит в вертикальном положении.

Также можно выделить корпус, в котором располагаются вышеназванные детали, подставку и штатив на трёх ногах.

Теодолит размещается в вершине измеряемого угла таким образом, чтобы центр лимба оказался именно в данной точке. Затем оператор вращает алидаду, чтобы совместить её с одной стороной угла и зафиксировать показания по кругу. После этого алидаду нужно переместить к другой стороне и отметить второе значение. В завершение остаётся лишь вычислить разницу между полученными показаниями. Измерение всегда происходит по одному принципу как для вертикальных, так и для горизонтальных углов.

Существует несколько разновидностей теодолита. В зависимости от класса различают:

  • технические;
  • точные;
  • высокоточные.

В зависимости от конструкции:

  • простые – алидада закреплена на вертикальной оси;
  • повторительные – лимб и алидада могут вращаться не только отдельно, но и совместно.

В зависимости от оптики:

  • фототеодолит – с установленной фотокамерой;
  • кинотеодолит – с установленной видеокамерой.

Теперь давайте поговорим о нивелирах.

Нивелир – оптический прибор из геодезической группы, предназначенный для измерений точек высоты на местности или внутри возведённых построек.

Конструкция нивелира во многом схожа с теодолитом, но имеет свои особенности и элементы:

  • оптика, включающая зрительную трубу и окуляр;
  • зеркальце, закреплённое внутри трубы;
  • система уровней для установки;
  • подъёмные винты для установки рабочего положения;
  • компенсатор для удержания горизонтальной оси.

Нивелир измеряет высоту следующим образом. Сам аппарат устанавливается в точке, называемой обзорной. Из неё должно быть хорошо видно все остальные измеряемые точки. После чего в каждой из них поочерёдно размещают инварную рейку со шкалой. И если все точки имеют разные показания, значит, местность неровная. Высота точки определяется путём вычисления разницы между её положением и положением обзорной точки.

Нивелир тоже имеет несколько разновидностей, но не так много, как теодолит. К ним можно отнести:

  • оптические приборы;
  • цифровые приборы;
  • лазерные приборы.

Цифровые нивелиры обеспечивают наиболее точные результаты, а также простоту применения. Такие приборы оснащаются специальным программным обеспечением, которое позволяет быстро обработать зафиксированные показания. Затем они сохраняются на самом устройстве, благодаря наличию встроенной памяти.

Сегодня в строительстве широко применяется разновидность лазерных нивелиров. Их отличительной чертой является наличие лазерного указателя. Его луч пропускается через специальную призму, которая применяется вместо линзы. В итоге два таких луча образовывают в пространстве перпендикулярные плоскости, пересекающиеся друг с другом. Именно они помогают выровнять поверхность. Поэтому лазерные нивелиры часто применяются для ремонта.

Неповторительные теодолиты

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

Фототеодолит или кинотеодолит — разновидность теодолита, объединённого с фото- и/или кинокамерой и другими оптическими системами. Служит для точной фотосъёмки 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 жёстко скреплённую с ней или однообъективную зеркальную камеру, видоискатель которой служит оптическим каналом теодолита. Выпускавшиеся ранее кинотеодолиты осуществляли съёмку на крупноформатные фотопластинки высокой разрешающей способности. В настоящее время выпускаются плёночные, пластиночные и цифровые фототеодолиты. Если объект фотографируется двумя и более фототеодолитами, то при использовании геодезической засечки можно получить приблизительные данные относительно размера объекта, высоты и скорости полёта.[источник не указан 3468 дней]

Модели теодолитов

  • В России первую кинофототеодолитную станцию для фотографирования летающих объектов и измерения параметров траектории полёта выпустил Красногорский завод им. С. А. Зверева
  • Звенигородская обсерватория оборудована кинотеодолитом КСТ-50 (D 450 мм, F 3000мм)

Гиротеодолиты

Гиротеодолит

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, жёстко 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, определённый гироскопически, тождественен астрономическому азимуту. Обычно по конструктивным соображениям отсчётное устройство по горизонтальному кругу располагают под некоторым углом по отношению к оси вращения ротора гироскопа.

Гиростанция

В сущности, тот же гиротеодолит с гирокомпасом Фуко на основе электронного тахеометра.

Электронный

Электронный теодолит — вид теодолита, оснащённого электронным отсчетным устройством.

Тахеометр

См. также: Тахеометр

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

Тотал станция (Total station)

См. также: Тахеометр

См. также: Тотал станция (Total station)

Электронный тахеометр или оптический теодолит, оснащённый дополнительными устройствами (дальномер, GPS-приемник, контроллер (процессор и/или клавиатура)), отдельно вынесенными за основной корпус инструмента.

Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Степан Волков
Наш эксперт
Написано статей
141
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации