Как работает теодолит: Как работать с теодолитом? — Полезные статьи ГиС

Особенности конструкции принцип работы

Как видно на фото теодолита, основным элементом конструкции является зрительная труба, соединённая с микроскопом. Кроме этого, важными составляющими элементами считаются:

• Лимбы. Служит для проведения отсчётов.
• Алидада. Соединена с лимбами. Представляет собой поворотную линейку с нанесённой штриховкой.
• Винты. Могут быть наводящими и закрепительными. Необходимы, чтобы плавно настроить теодолит и зафиксировать его местоположение.
• Оптический отвес. Используется для определения координат устройства.
• Тренога. Требуется, чтобы установить аппарат для проведения измерений.

В основе принципа работы теодолита лежит определение неизвестных координат и высот конкретной точки путём сравнения с точками с известными параметрами.

Классификация

Современные теодолиты бывают:

По классу точности.

• высокоточные;
• точные;
• технические.

По предназначению.

• геодезические;
• астрономические;
• маркшейдерские.

По особенности конструкции.

• простые;
• повторительные.

Помимо этого, угломерные приборы делятся на:

• оптические устройства;
• электронные теодолиты.

Порядок работы с теодолитом

Работать с теодолитом можно двумя способами:

• Полярным. В основе проведения измерений лежат две точки с известными значениями. Расчёты производят от второй точки на первую. Далее вымеряют расстояние между ними. Завершающий этап – привязка теодолитного хода к каждой из отметок.
• Используя створы с перпендикулярами. Данный метод применяют при производстве разбивочных работ. Он заключается в откладывании прямых углов на местности при поэтапном прохождении прибором каждой отметки.

В инструкции для теодолита чётко говорится о том, что прежде, чем начать работать с прибором, его нужно настроить. Подготовительный этап включает в себя:

• Центрирование.
• Горизонтирование.
• Фокусировку.

Последовательность проведения измерительных работ

Установка прибора

Необходимо отыскать на местности участок с ровным рельефом. Он послужит точкой отсчёта, по которой надо будет отцентрировать устройство.

Центрирование проводится при помощи уровня и с использованием зажимных винтов. Его цель – получить строго горизонтальное положение аппарата в пространстве.

Ловля объекта

При помощи визира надо отыскать точку, координаты которой следует вычислить, и навести на неё измерительную сетку. Для более точного результата нужно воспользоваться винтами. После того, как центр будет выставлен, необходимо зафиксировать его значение.

Обработка результатов

Так как точность расчётов – это наше всё, то желательно провести не одно, а ряд измерений, каждый раз беря новую точку отсчёта. Если новые значения будут отличаться от старых ровно на величину угла между старой и новой точками отсчёта, то результат считается правдивым. В противном случае требуется провести ещё пару замеров и рассчитать среднее значение.

Преимущества теодолита

Такой угломерный аппарат, как теодолит, обладает целым рядом преимуществ:

• Высокая точность проводимых измерений.
• Возможность проводить замеры в разных климатических условиях.
• С прибором можно работать на местности с любым рельефом.
• Компактность и мобильность.
• Относительная простота калибровки и юстировки.

Правила хранения

Если вы хотите, чтобы теодолит прослужил вам как можно дольше, и точность производимых им измерений была надёжной, то необходимо заранее озаботиться изучением правил его хранения.

Хранить прибор желательно в специально предназначенном для этого кофре. Укладывая и вытаскивая устройство, следует придерживать его за подставку и рукоятки. Переносить теодолит на большие расстояния нужно исключительно в кейсе.

Теодолит – самый распространённый угломерный инструмент. Он обязательно пригодится каждому, кто занимается строительством. Поэтому очень важно знать, как правильно им пользоваться.

Фото инструкция как пользоваться теодолитом

Также рекомендуем просмотреть:

Помогите сайту, поделитесь в соцсетях 😉

как пользоваться теодолитом на местности?

Незаменимым геодезическим инструментом, предназначенным для угломерных измерений, является теодолит. Его широкое использование в общестроительных работах для определения направлений горизонтальных и вертикальных углов, а также их значений обусловлено простотой в эксплуатации.

Теодолит, как точный геодезический прибор, используется широко:

• при возведении многоэтажных жилых зданий, торговых центров и прочих объектов инфраструктуры;
• при установке сложного производственного оборудования во избежание перекосов и смещений;
• в частном строительстве: при возведении жилых построек, бань и гаражей важно знать возможный наклон плоскости участка.

Видео урок

Основы использования в полевых условиях

Теодолит – это не калькулятор, который можно включить и интуитивно разобраться в его кнопочках. Но и ничего сложного работа с теодолитом при соблюдении некоторых базовых рекомендаций не представляет. Основная последовательность операций представляет собой следующие шаги:

1. Перед началом работы следует ознакомиться с инструкцией к конкретной модели прибора. Многие, даже профессиональные мастера, в силу каких-то своих личных причин упускают этот важный шаг, а ведь именно инструкция по эксплуатации и прочая техническая документация производителя позволит разобраться в предназначении винтов, кнопок и клавиш и выяснить, как работать с теодолитом, быстрее и понятнее попыток самостоятельного изучения.

Помимо общего описания прибора инструкция по использованию обычно содержит последовательность действий при топографических и геодезических изысканиях с наглядными иллюстрациями проведения измерений. Нелишними будут и правила безопасности и правильного хранения инструмента, позволяющие серьезно увеличить срок его службы.

2. Перед началом непосредственного выполнения измерительных работ выполняется установка теодолита в рабочее положение, которая заключается в последовательном выполнении следующих действий:

• надежная фиксация, без каких-либо шатаний, ножек штатива-треноги на поверхности грунта или любой твёрдой поверхности напрямую влияет на точность результирующих показаний;
• центрирование прибора над вершиной угла достигается путем совмещения вертикальной оси вращения зрительной трубы с вершинной точкой измеряемого угла;
• установка горизонта инструмента – вертикальная ось вращения теодолита должна быть приведена в строго вертикальное по отвесу положение;
• правильная постановка зрительной трубы сводится к чёткой фокусировке изображения сетки нитей путем вращения окулярного колена под зрение конкретного человека;
• установка системы отсчетов для оптических приборов представляет собой четкую фокусировку изображений шкал или штриховой кодировки горизонтального и вертикального кругов путем вращения колена окуляра микроскопа.

Центрирование прибора и его горизонтирование осуществляется методом последовательных приближений.

3. В качестве объектов измерения выбираются две опорные точки местности с учетом особенностей участка или контрольные точки строительной конструкции – А и Б. Расстояние между выбранными точками должно попадать в диапазон 100 – 400 метров, конкретная величина этого показателя зависит от масштаба проводимой теодолитной съемки и необходимой точности угловых измерений.

Точная наводка зрительной трубы на точки А и Б выполняется фокусирующим кольцом зрительной трубы и диоптрийным кольцом оптического центрира.

4. Осуществляется наведение визирной трубы на точку А до ее расположения на вертикальной оси сетки нитей и считываются показания по горизонтальному лимбу, результаты измерения фиксируются в полевом журнале (для оптических теодолитов) или отображаются на жидкокристаллическом дисплее с сохранением во внутренней памяти устройства (для электронных инструментов).

Далее при ослаблении фиксирующего винта трегера зрительная труба малым ходом плавно перемещается на точку Б со считыванием соответствующих показаний. При необходимости возможна установка дополнительных межевых знаков.

5. Другим подметодом, дающим совместно с п.4. бÓльшую точность выполняемых работ, является перевод зрительной трубы в точку Б через зенит при несколько ином расположении круга. Допустимое расхождение обоих методов не должно быть более двойной определенной для микроскопа точности.

Результирующее значение измерений, выполненных двумя способами, определяется как среднеарифметическое.

6. Часто используемый при необходимости измерений из одной опорной точки круговой прием состоит в следующем:

Теодолит должен быть установлен непосредственно над точкой с максимальным приближением лимба к нулю. Вращением алидады соединяют нулевую риску микроскопа с нулевой отметкой лимба, алидада закрепляется и зрительная труба наводится на опорную точку. После затягивания стопорного винта выполняются все необходимые замеры и расчеты.

Отсчет со следующей точки выполняется передвижением трубы по часовой стрелке при слегка ослабленных винтах. Затем алидада приводится в исходное положение, визирная труба переводится через зенит, т.е. выполняется п. 5.

Следует помнить, что при расчете среднего арифметического необходимо учитывать погрешность измерений.

7. Измерение горизонтальных углов может выполняться и без учета положения прибора: зрительная труба поочередно наводится на две опорные точки, являющиеся основой угломерных измерений. Одновременно ведется отсчет по лимбу горизонтального круга. Для определения базовых координат объектных точек следует учитывать разность отсчетов.
8. Задачей геодезиста является не только получение координат опорных точек, но и контрольная проверка результатов выполненных полевых измерений, анализ и оценка их точности. Для этого разработаны определенные методики с необходимыми формулами расчета. В случае использования в геодезических и инженерно-строительных изысканиях электронных моделей теодолитов расчеты выполняются автоматическим образом с минимальными погрешностями, и их результаты выводятся на жидкокристаллический дисплей.
9. Теодолит, как и любые высокоточные геодезические приборы, один раз в межповерочный интервал должен подвергаться поверкам, выполняемыми компетентными метрологическими органами или сервисными центрами, обладающими государственной лицензией на проведение  такого рода работ, и при необходимости юстировке.

При сомнениях в достоверности снимаемых показаний, а также при падениях, ударах и прочих механических или природных воздействиях на устройство, могущих повлечь за собой серьезные ошибки при измерениях и расчетах, проводятся внеплановые поверки и калибровки. При невыполнении условий любой из поверок и/или невозможностью дальнейшей юстировки теодолит признается не прошедшим поверку и выводится из эксплуатации.

Постепенно теодолиты вытесняются более совершенными и, в то же время, более сложными для понимания и использования приборами, расширенный функционал которых неизменно сказываются на их значительной стоимости. Но, по-прежнему, отлично выполняющие свой функционал недорогие по стоимости теодолиты любых типов остаются любимыми и проверенными помощниками специалистов строительных профессий.

Следуя приведенным несложным рекомендациям по вопросу как пользоваться теодолитом, владелец геодезического теодолита подарит ему долгие годы активной работы с максимально достоверными измерениями и расчетами.

Теодолит. Виды и работа. Устройство и применение. Как выбрать

Теодолит – это распространенное измерительное устройство для определения горизонтальных и вертикальных углов. Оно применяется при проведении общестроительных работ, геодезических исследований и топографических съемок. С его помощью можно определить вертикальные и горизонтальные углы в градусах с минутами.

Отдельные модификации устройства оснащаются дальномером, который увеличивает возможность прибора и позволяет с его помощью определять расстояние до объектов. На базе данной конструкции были разработаны другие приборы, адаптированные под определенные условия съемки, где использование базовой комплектации будет менее удачным.

В зависимости от точности теодолиты делятся на три категории:

1. Высокоточные.
2. Точные.
3. Технические.

Высокоточное устройство дает погрешность при измерении равно или меньше 1″. Это дорогостоящее оборудование, которое применяется на ответственных объектах. Оно редко используется, поскольку большинство задач, которые выполняют теодолитом, не требуют столь высокой точности.

Точные имеют погрешность не более 10″. Такие устройства являются самыми востребованными. Подавляющее большинство предлагаемых на рынке приборов соответствуют именно такой погрешности.

Технические могут иметь ошибку в измерении угла до 60″. На первый взгляд это довольно много, но существуют цели, где большая точность не столь важна. В первую очередь это общестроительные задачи, когда осуществляется возведение неответственных объектов. Подобные устройства могут применяться только в малоэтажном строительстве.

Теодолит является давним устройством, поэтому неудивительно, что существует несколько его модификаций, которые имеют схожий принцип действия, но конструктивно отличаются между собой.

Теодолит бывает следующих видов:

• Оптические.
• Электронные.
• Лазерные.

Оптические были изобретены первыми. Их принцип действия заключается в использовании визирной трубы с нанесенной на линзы шкалой. По шкале осуществляется ориентирование параметров угла между несколькими вертикальными или горизонтальными точками объекта исследования.

Электронные оснащаются жидкокристаллическим дисплеем и системой датчиков. После того как прибор устанавливается и выставляется по точкам, между которыми необходимо измерить угол, он самостоятельно определяет наклон и выводит его в цифровом значении на свой дисплей. Это позволяет минимизировать работу оператора, поскольку в отличие от применения оптических устройств, ему не нужно внимательно присматриваться к шкале.

Лазерные оснащаются лазерным лучом, который высвечивает визуально заметную линию на объекте измерения. Оператор настраивает ее таким образом, чтобы она проходила через две требуемые точки. Прибор сам автоматически определяет угол наклона, по которому осуществляете свечение лазерного луча. Подобные устройства имеют ограниченную дальность, поскольку лазерный луч не может распространяться очень далеко. Такие приборы применяют в общестроительных работах. Особенно они удобны для установки колонн и возведения мостов.

Простейшей и самой безотказной конструкцией теодолита являются оптические приборы. Их главными составными частями являются:

• Подставка.
• Корпус.
• Зрительная труба.
• Регулировочные винты для наведения.
• Цилиндрический уровень.
• Отвес.
• Отсчетный микроскоп.

Корпус устройства закреплен на подставке. В нем удерживается зрительная труба, которая спарена с отчетным микроскопом. Она является подвижной, что позволяет выставлять нацеливание на объект измерения. Также устройство оснащается двумя типами уровней – цилиндрическим и отвесом. Первый применяется для выставления горизонтали, а второй вертикали.

Зрительная труба используется для наблюдения за объектом, находящимся на удалении от устройства. Кратность увеличения, которую дает труба, обычно составляет от 15 до 50 раз. Чем оно выше, тем точнее прибор и на большем расстоянии может находиться от объекта. В окуляр зрительной трубы устанавливается линза, на которой нанесена сетка. Она надежно прорисована на стекле, поэтому не стирается. У дорогостоящего оборудования она не нарисована, а нанесена путем гравировки.

Сетка используется для ориентирования теодолита при настройке. Именно по ней выставляются интересующие точки на предмете исследования по горизонтали и вертикали. Конечно, перед этим прибор выставляется по уровню, поскольку наличие при его установке перекосов не позволяет получать данные даже приблизительной точности.

Уровни предназначены для установки устройства перед началом измерения. С их помощью определяется, насколько постановка его корпуса соответствует горизонтали и вертикали. Обычно приборы оснащаются цилиндрическими уровнями, которые отличаются высокой точностью. У более бюджетного оборудования, или легкого, используется круглый уровень.

При круглом уровне для выставления устройства необходимо постараться, чтобы пузырек воздуха стал по центру блюдца. Выставлять прибор по уровню позволяет регулируемая подставка, сделанная в виде треноги. Желательно всегда пользоваться именно ею, а не подкладывать камушки или другие ненадежные предметы под ножки треноги.

Также важным элементом теодолита является оптическое устройство или микроскоп. Он обладает большой степенью увеличения и оснащается делительной сеткой с размеченной шкалой. Она указывает на градусы и минуты. Более точные устройства показывают также и секунды. В оптическом устройстве применяется шкала, которая называется лимб. Она позволяет определить точный наклон между двумя точками, которые были зафиксированы сеткой на визирной трубе.

Часто теодолит путают с нивелиром, поскольку внешне они действительно похожи. На самом деле существует довольно много отличий, позволяющих разделить эти устройства на два лагеря. В первую очередь они различаются по назначению. Теодолиты применяются для измерения углов, а нивелиры для определения вертикальных превышений.

Оба устройства оснащаются подобной системой измерения с сеткой, по которой оператор ориентируется, выбирая нужные точки. У теодолита зрительная труба вращается в горизонтальной и вертикальной плоскости, а у нивелира она двигается только по горизонтали.

Теодолит не требует помощь ассистента. Чтобы с ним работать, необходима только достаточная видимость, чтобы оператор мог ориентироваться по точкам на объекте, по которым можно измерить угол наклона. Для нивелира нужен помощник, который будет удерживать нивелирную рейку в вертикальном положении, находясь непосредственно на траектории видимости зрительной трубы.

По сути, теодолит является универсальным устройством, которое может измерять углы практически в любых условиях. Тем не менее, были разработаны усовершенствованные узкоспециализированные конструкции, дающие большие удобства для определенных целей. Такие устройства теряют свою универсальность, но приобретают ряд преимуществ.

Также называют кинотеодолит. Данный прибор соединяет в себе функции теодолита и фотокамеры. С его помощью осуществляется фотосъемка углов интересующих объектов. Также фототеодолиты используются для фиксации угловых координат для летающей техники при ее испытаниях. Несмотря на развитие современных технологий в сфере оборудования для фотосъемок, фототеодолиты выпускаются не только в виде цифровых камер, но и пленочных.

Является гироскопическим устройством, с помощью которого осуществляется ориентирование при строительстве тоннелей и разработки шахт. Также с его помощью можно осуществлять топографические привязки. Им определяется азимут направления. По принципу действия данные устройства похоже на гирокомпас.

При выборе теодолита важными критериями, на которые необходимо обратить внимание, являются:

• Уровень погрешности.
• Степень влагозащиты.
• Тип измерения.
• Вес.
• Степень ударопрочности.

Что касается уровня погрешности, то он определяется исключительно по предназначению устройства. Для ответственных съемок требуется высокоточное оборудование. Если прибор применяется для общестроительных задач при возведении малоэтажных объектов, то вполне можно обойтись оборудованием низкого ценового сегмента.

Степень влагозащиты также немаловажный аргумент выбора того или иного прибора. Особенно это важно, если подбирается электронный или лазерный теодолит. Уровень влагозащиты IP65 позволит осуществлять съемку в условиях повышенной сырости и даже дождя. Такие приборы не бояться окунуться в воду на небольшую глубину.

Что касается типа измерения, то в основном стоит сложность выбора между оптическим и электронным теодолитом. Оптическое устройство более сложное в применении, поскольку от оператора требуется большая сосредоточенность при просматривании шкалы для определения угла. При этом такой прибор не требует подзарядки. Он имеет большую температурную устойчивость. С ним можно работать даже если на улице температура ниже -30°С.

Вес устройства имеет большое значение если требуется осуществлять измерение с переходами. Легкие теодолиты будут незаменимы при топографических исследованиях, когда с оборудованием нужно двигаться по пересеченной местности проходя много километров пешком.

Теодолиты являются дорогостоящим оборудованием, поэтому не лишним будет наличие ударопрочного корпуса. При отсутствии устойчивости к механическим повреждениям, малейшее падение и прибор потребует ремонта или замены.

Похожие темы:

Как работает теодолит? » Металлургпром

Мировой рынок геодезического оборудования предлагает вниманию потребителей широкий выбор самых разных приборов, благодаря которым осуществляются изыскательные мероприятия в максимально сжатые сроки.

Мировой рынок геодезического оборудования предлагает вниманию потребителей широкий выбор самых разных приборов, благодаря которым осуществляются изыскательные мероприятия в максимально сжатые сроки. При этом следует отметить, что одним из особенно востребованных приборов в этом направлении считается теодолит.

На самом деле под этим устройством подразумевается геодезический инструмент, предназначенный для вычисления различных углов горизонтального и вертикального типа. К тому же благодаря прибору определяются горизонтальные и вертикальные линии, а также плоскости, задаются направления, а также появляется возможность определения дистанций и превышений.

Конструкция современных теодолитов не отличается особой сложностью. Здесь предусмотрено наличие замкнутого пространства с парой кругов, подставки и круглого уровня. Также в конструкции теодолитов имеются зрительные трубы и винты, при помощи которых она закрепляется Разновидность современных теодолитов

На сайте профильных компаний можно найти несколько видов подобных приборов, обладающих определенными особенностями.

1. Механические устройства представлены в виде измерительных инструментов, конструкция которых не предполагает наличие оптических и электронных компонентов. Вместо них имеется механический механизм наведения.
2. Оптические приборы представлены в виде отдельного устройства, в котором присутствует оптический отсчетный элемент, благодаря которому вычисляются заданные коородинаты.
3. Электронные теодолиты являются уникальными приспособлениями, в которых предусмотрено наличие микропроцессора и дисплея. Таким образом, осуществляются изыскания и запоминаются полученные точки на местности.
4. Лазерные устройства несколько напоминают электронные теодолиты, но при этом в дополнительном порядке оснащены лазером.

Кроме всего прочего по конструкции теодолиты могут подразделяться еще на два варианта. Здесь речь идет о повторительных и простых приборах. Первые оснащены повторительной системой, за счет чего есть возможность откладывать в нужный момент величину измеряемых горизонтальных углов, что в свою очередь существенно ускоряет процесс. А вот простые устройства не предполагают вращение аллиады. Ну и, конечно же, следует отметить, что в зависимости от основного предназначения теодолиты бывают высокоточными, точными и техническими.

Купить качественные и эффективные геодезические теодолиты от ведущих мировых производителей, можно на специализированном ресурсе по доступной стоимости. Таким образом, на покупки высококлассного оборудования вам не придется тратить много времени и сил.

Электронный теодолит Topcon DT-207

Электронный теодолит Topcon DT-207 оснащен лазерным целеуказателем, что позволяет быстро навести зрительную трубу на отражатель. Точность прибора составляет 7’’, а благодаря наличию экрана упрощается настройка теодолита и выполнение замеров.

Основные характеристики теодолита:

• угловая точность – 7″;
• угол поля зрения – 1°30′;
• увеличение зрительной трубы – 30 крат;
• минимальная дистанция измерений – 90 cм;
• диаметр объектива – 4,5 см;
• разрешение – 2.5’’;
• тип дисплея – монохромный жидкокристаллический;
• вес – 3,4 кг.

Наличие целеуказателя. Благодаря этому электронный теодолит можно наводить на цель, расположенную на расстоянии до пятидесяти метров без применения зрительной трубы, что упрощает работу. Кроме того, лазерный целеуказатель позволяет работать с электронным теодолитом Topcon DT-207 в условиях плохой видимости, например, в тоннелях или в густой растительности.

Простота управления. Электронный теодолит содержит 2 панели управления, что удобно при измерениях при двух кругах. Крупный монохромный дисплей с подсветкой позволяет комфортно работать с прибором как при плохом освещении, так и при солнечной погоде. Кроме того, имеются шесть клавиш для управления функциями и ввода информации.

COM порт. Последовательный порт позволяет передавать информацию на компьютер или другие устройства. Аппаратный и программный методы управления передачи данных обеспечивают высокую надежность канала, что позволяет избежать потери важной информации.

Оптический отвес обеспечивает быструю установку прибора над опорной точкой. С оптическим центриром удобно работать при дневном освещении.

Мобильность. Электронный теодолит Topcon DT-207 весит всего 3,4 кг, при этом имеет небольшие размеры. Благодаря этому, а также наличию кейса для переноса, прибор удобно транспортировать, что важно при большом количестве площадок для съемки.

Автономность. Теодолит работает от четырех батареек стандарта АА. Они обеспечивают беспрерывную работу в течение 140 часов.

Герметичный корпус. Корпус устройства соответствует международному стандарту IP66. Это означает, что теодолит можно использовать во время дождя и на стройплощадках.

Как работает теодолит? — Полезные советы о ремонте и строительстве

Несмотря на широчайший выбор геодезических приборов, представленных на мировом рынке, особой популярностью среди опытных специалистов, пользуются теодолиты. Все дело в том, что эти устройства используются для измерения углов вертикального и горизонтального типа. Поэтому они с успехом пользуются при выполнении топографических и геодезических процессах, монтажных мероприятиях и возведении различных конструкций.

Каждый отдельный теодолит https://ngc.com.ua/shop/takheometry/f-18_161_teodolit/, независимо от производителя, оснащается определенными стандартными компонентами. В частности, это касается лимба, алиады, зрительной трубы, вертикального круга, подставки, зажимных винтов и уровней. Если говорить о принципе функционирования теодолитов, здесь нет ничего сложного и сверхъестественного. На самом деле работа этого прибора основана на наведении зрительной трубы на объект, при помощи чего измеряются углы каждой отдельной оси. Для измерения используется шкала, которая градуируется в угловых секундах. Стороны углов, предназначенные для измерения, поддаются проектировке на плоскости лимба.

Конечно же, следует понимать, что использование теодолита требует обязательного соблюдения установленных требований и норм. Поэтому перед использованием прибора необходимо в обязательном порядке ознакомиться с инструкцией.

Правила использования теодолита

1. Во-первых, необходимо в первую очередь надежно закрепить устройство на штативе, а также при необходимости выполнить калибровку.
2. Во-вторых, потребуется выбрать две точки на объекте измерения.
3. В-третьих, при использовании специального винта и кольца, необходимо навести зрительную трубу на выбранные точки.
4. В-четвертых, после выполнения всех вышеперечисленных процессов, будет происходить считывание показаний.

При выполнении измерений из одной точки, целесообразно использовать круговой прием. Здесь подразумевается установка устройства непосредственно над точкой, вращение алиады с соединением нулевого штриха, ослабление винта, закрепления алиады и наведения трубы. Только после этого можно закреплять стопорный винт и проводить расчеты.

На самом деле, если изначально разобраться с правилами использования столь популярного геодезического устройства, в дальнейшем не придется сталкиваться с различными сложностями. Для получения более подробной информации и принципе функционирования и области использования теодолитов, рекомендуем обратиться к опытным и квалифицированным специалистам в этом направлении.

ЧТО ТАКОЕ ТЕОДОЛИТ И КАК ЭТО РАБОТАЕТ

Что такое теодолит и как он работает?

Теодолит, лучший друг геодезиста, используется для многих целей в их работе. В этой статье мы ответим на некоторые общие вопросы о них; для чего они используются, как использовать и как работают, а также преимущества найма одного по сравнению с покупкой собственного.

Для чего используется теодолит?

Если вернуться к основам, работа геодезиста заключается в точном измерении участков, обычно для инженерных, строительных или картографических целей.Теодолит, по сути, является наиболее точным инструментом для измерения горизонтального и вертикального углов, чтобы решить эту проблему. Но их также можно использовать для определения точек на линии, продления геодезических линий и поиска перепадов высот.

Как использовать теодолит?

1. Отметьте точку, в которой будет установлен теодолит, обычно гвоздем геодезиста или колом.
2. Поместите ножки штатива в землю, убедившись, что они находятся на уровне глаз, чтобы можно было проводить измерения, так чтобы центр монтажной пластины находился прямо над гвоздем или колом.Привинтите теодолит к штативу.
3. Измерьте высоту между землей и теодолитом, чтобы найти более поздние станции, на которых будет установлен теодолит.
4. Отрегулируйте ножки до тех пор, пока вы не будете полностью выровнены по горизонтали, используя внутренний уровень «яблочко» и ручки тонкой настройки.
5. Теперь, когда он установлен горизонтально, продолжайте регулировать вертикальную плоскость, используя вертикальный центрир в нижней части теодолита.
6. Направьте перекрестие визирного прицела на точку, которую необходимо измерить.Используйте ручки на теодолите, чтобы он был нацелен на точку.
7. Горизонтальные и вертикальные углы обзора в области видимости готовы к записи.

Как работает теодолит?

Практически все теодолиты, которые используются в наши дни, являются цифровыми. Цифровые теодолиты работают, комбинируя оптические центриры, дух (очень похоже на спиртовой уровень) и градуированные круги, чтобы найти вертикальные и горизонтальные углы. Отвес обеспечивает размещение точно над точкой съемки.Дух следит за тем, чтобы устройство было выровнено. Градуированные круги, один вертикальный и один горизонтальный, позволяют пользователю фактически наблюдать за углами.

Наем Vs. Покупка

Этот вопрос сводится к вашим индивидуальным потребностям. Если вы будете использовать его часто и в течение длительного периода времени, покупка теодолита напрямую может быть правильным выбором. Однако даже при регулярном использовании у прямой покупки все еще есть недостатки, такие как отсутствие новейших технологий, ответственность за обслуживание и техническое обслуживание и наличие обесценивающегося актива.

Еще одно большое преимущество при приеме на работу — это возможность использовать поддержку и опыт нашей команды, . Если вы хотите поговорить с нами по поводу найма теодолита, позвоните нам по телефону 13 15 52

Что такое теодолит? Использование теодолита при съемке

Для более точных измерений нам может понадобиться теодолит. Этот инструмент действительно нужен для строительных работ. В области гражданского строительства это необходимо рабочим для измерения всех работ, которые могут быть выполнены надлежащим образом.Итак, теперь у вас возник вопрос — что это такое и зачем рабочим это нужно использовать при строительных работах?

Теодолит — это измерительный инструмент, используемый при геодезии для определения горизонтальных и вертикальных углов с помощью крошечного невысокого телескопа, который может перемещаться в горизонтальной и вертикальной плоскостях.

Это электронная машина, похожая на крошечный телескоп. Он широко используется для измерения вертикальных и горизонтальных углов для функций масштабирования и в жилищной промышленности.Точность измерения этих углов составляет от 5 минут до 0,1 секунды. Он используется в сетях триангуляции.

Теодолиты используются везде, от строительных площадок до основных дорог. Он измеряет углы, используя старинные принципы чистой математики, и помогает геодезистам определять точное местоположение.

Теодолит используется во многих целях, но в основном он используется для измерения углов, масштабирования точек строительных работ.Например, для определения точек шоссе используются теодолиты возвышающихся краев огромных зданий. В зависимости от характера работы и требуемой точности теодолит дает более изогнутые показания, используя парадоксальные грани и колебания или различные положения для идеальной съемки.

Ниже приведены основные области применения теодолита:

• Измерение горизонтальных и вертикальных углов
• Определение точек на линии
• Определение разницы в уровне
• Продление геодезических линий
• Кривые дальности
• Разметка уклонов
• Тахометрия Геодезия

Теодолит помогает нам в инженерной сфере.Этот инструмент играет важную роль в измерении горизонтальных углов, вертикальных углов, пеленга и т. Д. Чтобы использовать теодолит, необходимо знать о частях теодолита, типах теодолита и о том, для чего он разумно используется в полевых условиях.

Что такое теодолит? (с изображением)

Теодолит — прибор для измерения горизонтальных и вертикальных углов. Традиционный теодолит состоит из прицельного приспособления, которое можно поворачивать по горизонтали и вертикали, и двух калиброванных круглых пластин, расположенных так, чтобы измерять величину горизонтального или вертикального вращения в градусах.Направив визирный инструмент, которым может быть телескоп, на объект, можно измерить его горизонтальный и вертикальный углы относительно подходящих опорных точек. Обычно это будет истинный север для горизонтальных углов и горизонт для вертикальных углов. Теодолиты использовались в навигации и астрономии и сегодня чаще всего используются в геодезии — либо для строительства и строительства, либо в географических исследованиях.

При использовании для географической съемки теодолит может помочь определить расстояние и высоту объекта, например холма или горы.Измеряя горизонтальный угол относительно истинного севера объекта из двух разных мест на известном расстоянии друг от друга, расстояние можно рассчитать с помощью тригонометрии. Как только расстояние известно, высоту можно определить таким же образом, измерив вертикальный угол объекта относительно горизонта.

Трудно точно определить дату, когда был построен первый теодолит, поскольку на протяжении всей истории появлялось множество устройств, имеющих разную степень сходства с современным теодолитом.Самое раннее упоминание об устройстве этого типа датируется примерно 150 г. до н. Э. В Древней Греции; он назывался диоптрия и имел две металлические пластины, которые можно было вращать по горизонтали и вертикали, а также метод нивелирования с использованием трубок, содержащих воду. Его использовали для астрономических наблюдений. Термин «теодолит» впервые появился в 1571 году, когда английский математик Леонард Диггес описал прибор для измерения углов, названный «теолодитус»; однако, похоже, измерялись только горизонтальные углы.В 1653 году Уильям Лейборн, английский геодезист и автор, представил подробное описание теодолита, который мог измерять углы как по горизонтали, так и по вертикали и имел компас и прицел.

Современные теодолиты работают по тем же принципам, что и их предшественники, но с большей точностью и портативностью.Они имеют оптический прицел и могут измерять углы с точностью до одной десятой угловой секунды. Электронный теодолит часто включает в себя инфракрасное устройство для измерения расстояний и может иметь процессор и программное обеспечение для выполнения вычислений и хранения результатов внутри или загрузки их в ноутбук или ПК. Такой тип системы иногда называют «тахеометром».

Что такое тахеометр и как он работает?

Тахеометр — это теодолит со встроенным дальномером, который может одновременно измерять углы и расстояния.

• В чем разница между теодолитом и тахеометром?

Теодолиты измеряют только горизонтальные и вертикальные углы. Иногда их называют тахиметрами, потому что мы можем рассчитать расстояния, используя геометрические — тригонометрические вычисления, путем измерения углов через градуированный прицел. Теодолит может быть механическим или электронным. Электронный тахеометр может измерять углы и расстояния, а также обрабатывать тригонометрические данные, чтобы получить как минимум координаты положения в пространстве.

В настоящее время все электронные тахеометры оснащены электронным оптическим дальномером (EDM) и электронным угловым измерителем, так что штрих-коды горизонтальных и вертикальных круговых шкал можно считывать, отображая значения углов и расстояний в цифровом виде. Горизонтальное расстояние, перепад высот и подшипники рассчитываются автоматически.

Подержанные тахеометры Leica Geosystems предназначены для определения положения и высоты точки или просто ее положения.

• Обеспечение наклона опоры с высоты

Обеспечение наклона вехи с высоты или наведение на землю, а также просмотр вертикальной линии конструкции можно точно выполнить с помощью одной лицевой стороны очков, если при повороте она описывает полностью вертикальную плоскость. Для этого типа работы требуется выровненный подержанный тахеометр, чтобы уменьшить влияние наклона вертикальной оси.

При построении плана этажа здания положение и высота точки определяются путем измерения углов и расстояний. Инструмент помещается в точку, относящуюся к местной системе координат. В целях ориентации выбирается вторая точка, которую легко различить, после ее визирования с горизонтальным кругом, установленным на ноль.

Для выравнивания конструкции полезно экстраполировать стороны за пределы выемки, чтобы определить профили границ, на которых ставятся колья.В процессе строительства к этим контрольным точкам можно привязать веревки или кабели, чтобы обозначить расположение стены.

• Автоматическое распознавание объективов

Восстановленные тахеометры Leica Geosystems TCA оснащены системой распознавания объективов ATR. Распознавание ATR достигается быстро и легко. Благодаря этой технологии возможно автоматическое выполнение измерений с помощью компьютера. Наиболее частым применением этой функции является руководство по точному управлению строительной техникой.

• Измерение недоступных расстояний (общее количество станций TCR от Leica Geosystems)

Б / у тахеометры TCR Leica Geosystems оснащены лазерным дальномером, для которого не требуется отражатель, что полезно, когда вы хотите измерять границы, размещать трубопроводы или проводить измерения вдоль оврагов или полос.

Сколько существует типов тахеометров?

• Б / у ручные тахеометры для измерения средней и высокой точности.Они экономичны и помогут быстрее окупить первоначальные вложения.
• Подержанные роботизированные тахеометры: роботизация позволяет оптимизировать рабочую силу, поскольку для выполнения работы требуется только один человек.
• Подержанные мультистанции: высокопроизводительные тахеометры, включая лазерный сканер и функции обработки изображений.

Сколько стоит тахеометр?

Подержанные тахеометры Leica Geosystems могут стоить от 2500 до 30 000 евро в зависимости от характеристик, функциональности и передовых технологий.

Чтобы узнать больше о наших бывших в употреблении тахеометрах и получить совет по выбору модели, которая лучше всего подходит для ваших задач и проектов, вы можете связаться с нашими торговыми дилерами. Мы также предлагаем услуги обучения. Мы можем показать вам, как добиться максимальной производительности вашего геодезического оборудования.

Как использовать геодезический теодолит

Геодезический теодолит используется для измерения горизонтальных и вертикальных углов. Эти измерения используются для построения линий границ, фундаментов зданий и прокладки коммуникаций.Теодолит измеряет расстояние вручную с помощью цепочек стандартной длины или металлических рулеток по длине желаемого угла. Студенты-геодезисты используют теодолит как способ изучить принципы измерения углов. Съемка на рабочем месте требует использования более совершенных геодезических инструментов.

Вбейте гвоздь геодезиста в землю в том месте, где вы хотите установить теодолит. От этой точки будут измеряться углы и расстояния.

Установите ножки штатива, следя за тем, чтобы установить высоту, на которой инструментальный прицел будет находиться на удобном уровне глаз.Обязательно проверьте, чтобы отверстие в центре монтажной пластины находилось над гвоздем. Прижмите каждую ногу к земле, наступая на скобу внизу каждой ноги.

Отрегулируйте положение ножек так, чтобы монтажная пластина в верхней части штатива находилась как можно выше на уровне глаз.

Извлеките теодолит из корпуса. У большинства теодолитов сверху прочная ручка. Это лучшее место для подъема инструмента. Осторожно поместите прибор на монтажную пластину и ввинтите монтажную ручку под прибором.

Отрегулируйте теодолит по уровню, отрегулировав ножки штатива с помощью уровня «яблочко». Выполните точную настройку с помощью регулировочных ручек на приборе.

Отрегулируйте небольшой прицел, называемый вертикальным центриром, в нижней части теодолита. Этот прицел позволяет вам убедиться, что инструмент находится по центру непосредственно над гвоздем. Отрегулируйте вертикальный центрир, отрегулировав ручки в нижней части теодолита.

Посмотрите в основной телескоп и наведите перекрестие на точку измерения.Поверните фиксирующие ручки, чтобы удерживать теодолит в нужном положении. Просматривайте горизонтальные и вертикальные углы в смотровом окошке сбоку инструмента.

Совет

Чтобы полностью понять использование геодезических инструментов, пройдите курс у лицензированного геодезиста. Практический опыт неоценим для понимания более абстрактных концепций, связанных с математикой и работой с приборами.

Предупреждение

Будьте осторожны при транспортировке и эксплуатации теодолита.Эти точные измерительные устройства очень чувствительны, и в случае повреждения их дорого ремонтировать.

Геодезические инструменты и технологии

Теодолит — геодезический инструмент, используемый для точных угловых измерений в обоих горизонтальные и вертикальные плоскости. Теодолиты обычно используются для землеустройства, Маршрутная съемка, съемка строительства, а также в машиностроении.

3,1 Исторические прототипы современных теодолитов

Мы можем считать диоптрией Герона Александрийского (I век до н. Э.) современный прототип теодолита.До изобретения Герона древние ученые применял примитивные гониометрические инструменты в астрономии и строительстве. В астрономии измерялись в основном вертикальные углы и только горизонтальные углы. измеряется в здании. Заслуга Герона — изобретение универсального гониометрического прибор (рисунок 3.1).

Рисунок 3.1 Диоптрия Герона.

Он также разработал методы для практического использования. инструмента. Применяя эти методы, люди могли проводить стыковку воды. снабжайте туннели, которые они вырыли с противоположных сторон горы!

Со временем гониометрические инструменты стали оснащаться компасом для ориентация, трубчатый уровень и телескоп Кеплера.В то время Кеплер телескоп мог обеспечивать только внешнюю фокусировку. Это означало необходимость удаления окуляр вдоль оптической оси телескопа. Термин «теодолит» был введенный Леонардом Диггесом в четырнадцатом веке, но он относился только к прибор для измерения горизонтальных углов. Следующим значительным шагом стал оснастка теодолита телескопом, сделанная в 1725 году Джонатаном Сиссоном. К В конце девятнадцатого века инструмент выглядел так, как мы видим на рисунке 3.2. На этом этапе теодолит имел металлические круги (конечности). Измерение производилось двумя диаметрально противоположные микроскопы. Следовательно, эксцентриситет кругов » влияние было минимизировано. Наличие трех или четырех подъемных винтов на трегере. было главной особенностью. На Kepler часто ставили точный трубчатый уровень. телескоп. Компас был важным инструментом для ориентации и обычно ставится между стандартами. Крепление и разделены фокусирующие винты, которые могут присутствовать в современных элементарных теодолиты.

Рисунок 3.2 Теодолит с металлическими кружками (конечностями).

3,2 Оптический теодолит

В 1920-х годах ведущие производители геодезических инструментов начали использовать стеклянные конечности. в своих теодолитах. Тем не менее, металлические конечности все еще применялись в теодолиты до 1960-х гг. Примерно в то же время со стеклянным лимб-стилем внешний вид теодолитов, другой вид теодолита с внутренней фокусировкой появился телескоп. Вместо компаса между ними установили трубчатый уровень. стандарты.Компас был перенесен на эталон и стал разборным. В отдельные микроскопы были заменены на общий, а его окуляр был установлен рядом с окуляром телескопа. Также был добавлен оптический центрир. Замена отдельный трубчатый уровень на вертикальном круге с оптическим и механическим компенсатор стал последним усовершенствованием оптических теодолитов. Самый продвинутый Теодолиты имеют соосные винты крепления и фокусировки вместо отдельных. Последние доработки оптических теодолитов проводились в 1990-х годах.An современный оптический теодолит представлен на рисунке. 3.3. Текущие производители геодезических инструментов прекратили разработку и выпуск оптических теодолитов. Тем не мение, некоторые производители по-прежнему предоставляют их, в основном, по лицензиям (Таблица 3.1).

Рисунок 3.3 Оптический теодолит.

Таблица 3.1 Современные оптические теодолиты

3,3 Электронный теодолит

На пике своего развития оптические теодолиты стали надежными, компактными, легкий и эргономичный, но считывание значений оставалось утомительным и трудным доступна для автоматической регистрации. Были предприняты попытки автоматизировать данные регистрация в полевых условиях путем фотографирования частей конечностей в данный момент чтения. Затем пленка была обработана в лаборатории и перешла в автоматический режим. счетчики.В 1970-е годы технология распознавания символов была плохо развита, поэтому значения на конечностях кодировались с помощью белых и черных полос. Нет сомнений в том, что современные технологии позволят считывать конечность. изображение персонажей намного проще, но в то время людям приходилось иметь дело с различные ограничения. Так появились первые закодированные конечности на теодолитах. В качестве электронная и микропроцессорная техника прогрессировала, появилась возможность выполнить в теодолите технику обработки кодированных изображений конечностей.Такой теодолиты называются электронными теодолитами. В настоящее время геодезический инструмент производители их производят. Электронный теодолит имеет много общего с оптические модели (рисунок 3.4).

Рисунок 3.4 Электронный теодолит.

Телескоп, трегер, оптический центрир, винты фокусировки и крепления, оси. системы в основном остались без изменений. Измерительный микроскоп исчез из-за отсутствие нужды. Появилась цифровая дисплейная консоль с клавишами управления. Теперь есть аккумуляторный модуль в правильном стандарте.Точность многих выпущенных моделей колеблется от 2 ″ до 20 ″. Теодолиты двухсекундной точности имеют электронный одноосный компенсаторы наклона. Некоторые из них даже имеют двухосевой компенсатор и лазерный отвес. Электронные теодолиты пятисекундной точности обычно включают одноосный компенсатор. Некоторые электронные теодолиты оснащены лазером. указатель. Теодолиты этого типа называются лазерными теодолитами.

3,4 Основной принцип работы Теодолит

Основным принципом каждой операции с теодолитом является выбранная основная осевая конфигурация согласно определенным требованиям.

3.4.1 Основные топоры теодолита

Оптические и электронные теодолиты имеют идентичные геометрические и кинематические характеристики. схема (рисунок 3.5). Это состоит из вертикальные и горизонтальные оси вращения и ось коллимации. Вертикаль ось — ось вращения инструмента. Горизонтальная ось — телескоп. ось вращения. Вертикальная ось вращения снабжена горизонтальной измерительный круг. Горизонтальная ось вращения снабжена вертикальной измерительный круг.Эти круги часто называют конечностями. Ось коллимации линия, соединяющая центр объектива телескопа с сеткой сетки нитей. перекрестие.

Рисунок 3.5 Опорные оси теодолита.

3.4.1.1 Вертикальная ось теодолита

Вертикальная ось должна быть установлена ​​в положение отвеса в начале измерение. Это осуществляется с помощью ножных винтов на трегером и используя в качестве индикатора трубчатый уровень (рисунок 3.6). Затем вращаем инструмент и размещаем трубчатый уровень параллельно линии, соединяющей опорный винт 1 с опорой винт 2.Затем ставим пузырек в центр трубчатого уровня, поворачивая винты 1 и 2. Затем мы поворачиваем инструмент на 90 ° вокруг его вертикали. оси и снова центрируем пузырек с помощью ножного винта 3. Затем поворачиваем инструмент на 180 °, чтобы проверить настройку трубчатого уровня.

Рисунок 3.6 Регулировка трубчатого уровня.

Если пузырек на трубчатом уровне движется от центра, установите его на полпути обратно к центру с помощью выравнивания винт 3. Теперь поправим вторую половину регулировочной винт.Нам нужно убедиться, что пузырек находится в центре, вращая инструмент на 180 °. Если нет, повторите настройку. Нам нужно повторить проверка и регулировка до тех пор, пока пузырек не окажется в центре любого инструмента позиция. Трубчатая шкала уровня деление колеблется от 20 ″ до 60 ″ на 2 мм в зависимости от теодолита. точность. Это позволяет нам установить точность по вертикальной оси от 10 ″. до 20 ″. Этого достаточно для теодолитов низкой точности. Умеренно- и прецизионные теодолиты имеют одноосные и двухосные компенсаторы для вертикальный наклон прибора для правильного считывания вертикальных и горизонтальные углы.

Важно, чтобы вертикальная ось оставалась высоко стабильный. Когда инструмент новый, об этом обычно мало беспокоиться, даже с теодолитами низкой точности. Однако после шока или неквалифицированного отремонтировать тугую вертикальную ось могут образоваться зазоры или внутренние вмятины. подшипниковыми шариками. Первый признак проблемы обычно неадекватен реакции на трубчатом уровне во время регулировки. Чтобы убедиться в этом неисправности, мы должны направить наш теодолит на очень четкую цель на расстояние около 10 м.Предварительно следует настроить инструмент очень осторожно установить в вертикальное положение с помощью трубчатого уровня. Затем мы отстегиваем зажимной винт горизонтального круга и несколько раз поверните инструмент в одну сторону и наоборот. Перед изменением направления вращения мы следует убедиться, что горизонтальная линия сетки и цели совпадают. В случае видимого несовпадения при любом изменении направления, а также с отклонением пузырька, это указывает на вертикальную ось нестабильность.Проблема решается заменой осевой пары в специализированная мастерская.

3.4.1.2 Горизонтальная ось теодолита

Горизонтальная ось должна быть перпендикулярна вертикальной . Горизонтальная ось называется осью вращения телескопа. Вертикальная ось называется осью вращения инструмента. Горизонтальная ось неперпендикулярность вертикальной называется горизонтальной осью наклон.

Наклон горизонтальной оси ι искажает чтение горизонтального круга. вывод результатов при значении υ:

3.1 υ = ι⋅tgβ,

Влияние наклона горизонтальной оси на измерение горизонтального угла значения можно минимизировать, проводя измерения на двух круговых позиции (рисунок 3.7).

Рисунок 3.7 Позиции теодолита.

Одну из втулок горизонтальной оси можно немного снять для регулирования наклон оси. Регулировочная втулка ставится в стандартную, то есть без вертикального круга.Обычно это правильный стандарт теодолит. Некоторые производители предоставляют возможность регулирования во время теодолита, в то время как другие исключают любой доступ и устанавливают втулку с эпоксидный клей. Три наиболее часто используемых типа фиксаторов регулируемой втулки находятся в Рисунки с 3.8 по 3.10.

Рисунок 3.8 Узлы наклона горизонтальной оси теодолита Nikon корректирование.

Рисунок 3.9 Узлы наклона горизонтальной оси теодолита Topcon корректирование.

Рисунок 3.10 Узлы наклона горизонтальной оси теодолита Geo-Fennel корректирование.

Первый вид крепления самый удобный. Применяется в Nikon, Инструменты Trimble, Spectra Precision и Pentax. Регулировка выполнена с помощью двух винтов с коническими наконечниками. Перед настройкой немного ослаблены винты крепления фланца. Нам нужно снять аккумулятор и откройте резиновые заглушки, чтобы достать до этих винтов.

Регулирующие винты также могут быть закрыты резиновыми заглушками.Во время вращения регулировочные винты в любом направлении, мы можем повернуть фланец подшипника на небольшой угол вокруг штифта. Горизонтальная ось немного удалена на рост. После регулировки следует затянуть крепежные винты.

Второй тип часто применяется в Инструменты Topcon. Основное отличие этого типа — отсутствие штифта. В качестве шпильки используется один из винтов бокового крепления. Не расшатывается перед регулировкой. Еще одно отличие состоит в том, что регулировочные винты повернуты в том же направлении.Регулировочные винты имеют сферические наконечники.

Третий тип часто применяется в теодолитах низкой точности. Горизонтальный снятие оси осуществляется вращением фланца эксцентрикового подшипника с помощью регулировочных винтов.

Если в теодолите отсутствует блок регулировки наклона горизонтальной оси, то можно вносить небольшие изменения с помощью крепежных винтов на вертикальной оси фланец.

Эти винты помещаются между эталонами теодолита и защищены крышка или резиновые заглушки.Регулировка осуществляется при помощи боковой крепежные винты (рисунок 3.11). Мы это можно сделать, только затянув один из винтов с нужной стороны, и никогда не ослабляя противоположный винт. Этот метод не очень эффективен, потому что после корректировки мы должны отрегулировать компенсатор.

Рисунок 3.11 Альтернативный метод устранения теодолитовой горизонтальности наклон оси.

Далее мы производим фундаментальную оценку оборудования теодолитовых топоров. перпендикулярность. Мы можем исследовать это двумя способами.Первый способ показан на Рисунок 3.12. Настроить теодолит на штативе на расстоянии 2,6 м от стены. Тонкая проволока с грузом подвешивается к верхней части стены. Чтобы удалить колебания проволоки, груз помещается в канистру с маслом.

Рисунок 3.12 Проверка наклона горизонтальной оси теодолита.

Толщина проволоки должна быть около 0,1 мм. Его угловой размер составляет 5 дюймов на расстояние 3 м от теодолитового объектива. Мы можем использовать горизонтальный теодолитовый круг или биссектриса сетки нитей для измерения малых углов.В Угловой размер биссектрисы сетки зависит от точности теодолитов и может быть равным 20 ″, 30 ″, 40 ″ или 60 ″.

Второй метод использует отметку и линейку с градуировкой в ​​миллиметрах. В Отметка ставится вверху стены. Линейка расположена горизонтально на дно. Линейка должна иметь тонкие и четкие линии. Угловой размер деления 1 мм при таком же расстоянии 3 м составляет примерно 50 ″. Это Достаточно для теодолитов низкой и средней точности корректирование.

Мы проверяем наклон горизонтальной оси следующим образом.Направить телескоп к верхнему концу провода (или к метке) на одном из позиции круга. Затем отстегните вертикальный зажим и направьте телескоп к нижнему концу проволоки (или к линейке). Вертикальная линия сетка может немного совпадать с центром проволоки. Это естественно потому что возможен некоторый наклон вертикальной оси. Тогда мы узнаем отклонение с помощью биссектрисы сетки нитей или горизонтального круга теодолита. Если мы применим второй метод, мы должны сделать линейку чтение.Затем поворачиваем теодолит в другое положение и снова направляем к верхней цели. Снова наводим его на нижнюю цель. Вертикаль отклонение направления от нижней цели в обоих положениях размер теодолита не должен превышать 10 дюймов для теодолитов средней и высокой точности. 30 ″ разница допустима для теодолитов низкой точности. Если мы попробуем Во втором случае разница показаний линейки не должна превышать 0,2 мм (0,6 мм). для теодолитов низкой точности). Если лимиты превышены, мы должны исправить наклон горизонтальной оси с помощью аккомодации описанные ранее винты крепления фланца вертикальной оси.

3.4.1.3 Ось коллимации теодолита

Коллимационная ось телескопа должна быть перпендикулярна оси горизонтальная ось теодолита . Неперпендикулярность этих осей называется коллимационной ошибкой C и влияет на горизонтальный угол считывает значение ε следующим образом:

3,2 ɛ = Ccosβ

Влияние ошибки коллимации на показания горизонтального угла может быть исключили следующим образом.Измерения горизонтального угла выполняется в двух положениях теодолита, а затем результат в среднем. Конечно, мы должны учитывать разницу в 180 ° между двумя позиции в том же направлении. Ошибка двойной коллимации — это угловая считывать разницу от 180 ° в одном направлении для обоих положений теодолит. Коллимационная ошибка не должна превышать 10 ″ для теодолиты высокой точности. Оно должно быть меньше 20 дюймов для теодолиты средней точности и не более 60 дюймов для невысокой точности теодолиты.В случае превышения этих значений необходимо произвести настройку инструмента. с помощью горизонтальных регулировочных винтов на сетке (см. рисунок 3.13).

Рисунок 3.13 Винты регулировки сетки.

Перед исправлением ошибок коллимации необходимо убедиться, что прицельная марка наклон не произошел. Подвесной вертикаль удобно использовать провод (см. рисунок 3.12). Сначала мы должен правильно установить вертикальную ось теодолита в вертикальную позиция. В случае, если изображение провода не совпадает с вертикальной линией прицельной сетки следует немного ослабить винты крепления фланца окуляра и поверните фланец на нужный угол.Затем закручиваем саморезы. Там — еще один предлагаемый метод регулировки наклона сетки нитей. Мы начинаем с совмещение вертикальной линии сетки нитей с целью. Затем убираем Изображение цели к нижнему краю сетки нитей с помощью винта вертикального касательного. В случае, если изображение удаляет больше, чем толщина линии размера, необходима корректировка.

Коллимационная ось телескопа должна быть горизонтальной когда вертикальный круг считывается равным нулю.Чтобы встретить это требованию, мы должны измерить вертикальный угол в двух положениях теодолит. Общая сумма этих показаний должна составлять 360 °, если теодолит имеет обычную полную шкалу (от 0 ° до 360 °) вертикального круга. Некоторые теодолиты низкой точности имеют шкалу наклона ± 90 ° вместо шкалы полная шкала. В этом случае прицелы одной и той же цели должны иметь углы наклон в обоих положениях теодолитов и должен быть одинаковым, но иметь противоположные знаки. Разница суммы от 360 ° (0 ° для инструментов со шкалой наклона), разделенный на две части, называется вертикальным кругом ошибка индекса.Чтобы исправить это, мы должны исправить вертикальный круг Считайте показания с помощью винта вертикального касательного. Затем мы совмещаем горизонтальная линия сетки прицела к цели с помощью вертикальной регулировочные винты (см. рис. 3.13). Мы предлагаем исправлять только незначительные ошибки вертикального индекса с помощью с помощью этих винтов. Если значение вертикального индекса составляет несколько минут, могло появиться горизонтальное смещение или наклон сетки. Горизонтальный удаление сетки меняет значение коллимационной ошибки, которое должно быть исправленный.Регулировка вертикального индекса теодолитов низкой точности может быть Выполняется только регулировка винтов сетки нитей.

Теодолиты оптические с компенсатором наклона вертикали оси обычно имеют опции для регулирования вертикального индекса через компенсатор корректировки.

Все электронные теодолиты имеют специальные программы для расчета вертикального ошибка индекса. Пользователям рекомендуется использовать корректирующую программу вместо с помощью вертикальных регулировочных винтов сетки нитей.Программа обычно инициируется одновременным нажатием клавиш (что характерно для каждого производителя и описано в их руководствах) или вводя специальный меню. Затем мы обычно наводим на цель дважды из разных теодолитов. позиции. После каждого визирования нужно нажимать клавишу Enter. После На втором входе автоматически выполняется коррекция ошибок индекса по вертикали. Электронные теодолиты без компенсатора настраиваются таким образом без проблем. Для электронного теодолиты с компенсатором.

Если электронный теодолит подвергается удару, программная вертикальная настройки индекса могут быть неверными. Это происходит из-за смещения компенсатора после шока. Чтобы проверить положение вертикального указателя, мы должны установите телескоп в горизонтальное положение, установив вертикальный круг считывается равным 90 ° (или 0 °). Затем тестируем как обычный оптический уровень с выравнивающими стержнями.

3,5 Основные части теодолита

3.5.1 Измерительная система теодолита

3.5.1.1 Система измерения оптического теодолита

Оптическая система измерения теодолита состоит из горизонтального и вертикального стеклянные конечности, плюс блоки чтения. Оптические теодолиты стеклянные прозрачные конечности имеют круглую шкалу с градуировкой от 10 ‘до 1 °. Добавлены градусы с арабскими цифрами. Считывающее устройство с оптическим теодолитом — микроскоп. снабжены индексом или шкалой микрометра.

Измерительная система элементарного современного оптического теодолита показано на рисунке 3.14. Внешний вид свет освещает вертикальную ветвь через матовое окошко. Затем свет проходит через прямоугольную призма вертикального канала и доходит до прозрачного горизонтального лимба. Изображения в горизонтальном и вертикальном масштабе не перекрывают друг друга и параллельно, если регулировка правильная. Затем изображения попадают в горизонтальную микроскоп. На самом деле это характерно как для вертикальных, так и для горизонтальные каналы. Вот почему после изображения горизонтального канала регулировки мы должны подтвердить изображение вертикального канала.Оптическая схема такой вид называется последовательным. Пройдя через микроскоп, изображения кругов попадают в прямоугольную призму, которая отправляет изображения в маска. Маска микроскопа похожа на сетку телескопа. Имеет два отдельных прозрачные окна для вертикальных и горизонтальных каналов. Различные типы микроскопов имеют разные окна. Элементарные микроскопы имеют индексированные окна (см. рис. 3.15). Микроскопы теодолитов средней точности имеют масштабированные окна.

Рисунок 3.14 Система измерения оптического теодолита.

Рисунок 3.15 Считывание полей зрения окуляров.

Изображение вертикальных и горизонтальных кругов, наложенных маской. пентапризма, а затем окуляр микроскопа.

3.5.1.2 Измерительная система электронного теодолита

Конечности электронных теодолитов покрыты непрозрачным покрытием, есть пробелы в коде. Они могут иметь регулярные интервалы (инкрементное решение) и нестандартные (раствор штрих-кода).Пятифотодиодная матрица используется в качестве читатель в инкрементальном решении. Линия CCD (устройство с зарядовой связью) Применяется как считыватель в растворе штрих-кода.

Электронный теодолит инкрементальный измерительная система — это своего рода накопительная измерительная система. До измерения они принудительно обнуляются. При измерении инкрементальной системы накапливает мелкие части отмеренного количества. Классический пример этих единиц это часы. Обычные часы — это необратимая инкрементная величина. система измерения времени.Фотоэлектронная инкрементальная необратимая система для измерения расстояния находится в верхней части рисунка 3.16.

Рисунок 3.16 Принцип инкрементального измерения.

Источник света (светодиод) представляет собой узкий луч с конденсорная линза и маска с прорезью. Перед фотоприемник. В момент движения сетки щелей синусоидальная модуляция света возникает на входе фотоприемника. Моноканальный необратимый решения используются редко.В нижней части рисунка 3.16 есть два канала, которые необходимо для обеспечения обратимости. Поскольку расстояние может увеличиваться или, наоборот уменьшение, на практике только двухканальная реверсивная система используется для измерения расстояния. Датчик имеет две щели, сдвинутые на одну относительную к другому на фазе одной четвертой шага сетки. Это также два фотоприемника. Когда сетка движется в одном направлении, синусоидальный сигнал на выходе одного из фотодиодов опережает сигнал на выходе другой фотодиод.Когда сетка движется в обратном направлении, сигналы последовательность обратная.

Угловые инкрементальные измерительные системы основаны на том же принципе. В сетка щелей задается по кругу, а угол определяется как расстояние прошел мимо щелевой маски по кругу. Есть несколько десятых прорезей на маске для увеличения сигналов на выходах фотодиодов. Прорези маски распределяются на том же шаге, что и шаг сетки вокруг конечности.

Инкрементальная измерительная система электронного теодолита представлена ​​на рисунке 3.17. Инкрементальная конечность. шкала представляет собой правильную последовательность равных темных и прозрачных полос. В угловой интервал между ними от 1 ‘до 2’. Конечность также имеет короткую полоска штрих-кода для обнуления. На очень маленьком расстояние (от 5 до 10 мкм) от весов (рис. 3.18).

Рисунок 3.17 Система инкрементального измерения.

Рисунок 3.18 Маска и инкрементальная шкала.

Имеется источник света на одной стороне лимба и пятиполюсная фотодиодная матрица. в другом.Маска сделана непрозрачной, но имеет пять прозрачных трафареты. На одном из них есть полоска штрих-кода, идентичная той, что есть на конечности. Когда мы поворачиваем конечность, когда происходит их полное наложение, и нулевой фотодиод генерирует короткий импульс. Остальные четыре трафарета состоят из последовательностей прозрачных полос с те же периоды, что и на конечности. Однако эти трафареты смещены на четверть периода от каждого Другие. При вращении конечности четыре синусоидальных сигнала генерируются на соответствующие выходы фотодиодов.Фазовый сдвиг этих сигналов составляет 90 °. Далее эти сигналы обрабатываются двумя блоками: обратным счетчик и интерполятор. Перед вводом обратного счетчика синусоидальные сигналы преобразуются в импульсные. Далее пары Анализируются сигналы с фазовым сдвигом на 90 °. При повороте конечности на один направлении первая пара импульсов продвигает вторую пару импульсов. Когда мы меняем направление вращения конечности, импульсная последовательность тоже поменял. Эти импульсы попадают в триггер, чувствительный к изменениям. последовательностей этих сигналов на его входах.Триггер переключается при каждое изменение направления вращения конечности. Спусковой механизм управляет реверсом счетчик импульсов. Последовательность импульсов от одного из четырех каналов поступает в вход счетчика. Данные, накопленные обратным счетчиком, равны текущее угловое значение. Дискретность значений от 1 ‘до 2’. Точнее угловое значение может быть получено с помощью интерполятора. Он несет предварительную аналоговую обработку синусоидальных сигналов и затем введите аналого-цифровой преобразователь.Предварительный аналого-цифровой обработка необходима для минимизации постоянного дрейфа сигнала. Вот почему Сигналы с фазовым сдвигом на 180 ° обрабатываются попарно. Данные как с обратной стороны счетчик и аналого-цифровой преобразователь входят в теодолит микропроцессор. Используя эти данные, микропроцессор вычисляет угловой значение с точностью до 1 ″.

Система инкрементальных угловых измерений получила наибольшее распространение 10–20 лет. назад. В то время все ведущие производители, кроме Leica, создавали электронные теодолиты по этому принципу.В настоящее время этот принцип медленно исключены более совершенными абсолютными методами. Сегодня только четверть электронные теодолиты использовали инкрементные датчики.

Абсолютный метод основан на том, что любое положение конечности соответствует назначенному угловому значению. Оптический теодолит измерения системы подобны абсолютным системам. Электронные теодолиты имеют Абсолютный код конечностей (рис. 3.19).

Рисунок 3.19 Система измерения штрих-кода.

Существует несколько типов кодирования конечностей.Раньше были мультитрековые кодовые конечности в приборах для измерения углов. Из-за линии CCD развитие технологий, только сейчас Растворы штрих-кодов используются в абсолютных электронных теодолитах. Такая конечность имеет бесконечную полосу штрих-кода, разнесенную по окружности. Абсолютно угловатый Датчик состоит из светодиода и линии ПЗС, на которой штрих-код проецируются изображения в виде полос. Сигнал ПЗС обрабатывается так же, как и был описан в главе 2 о цифровых уровнях.Единственная разница в том, что цифровой стержень закодирован в линейные значения, тогда как конечность штрих-кода кодируется в угловых значениях. Это таким же образом мы находим точную часть углового значения по фазовый сдвиг опорной сетки штрих-кода. Вот как мы находим миллиметры и их доли на цифровом уровне. Есть несколько систем конечностей кодирование. Обычно они унифицированы каждым производителем. Например, Topcon применяет тот же метод измерения фазы для кодовых нивелирных стержней и их теодолиты конечностей.Другие ведущие производители используют свои технические основы как в цифровых теодолитах, так и в нивелирах.

3.5.1.3 Влияние неправильного положения конечности на систему угловых измерений Точность

Теодолитная измерительная система может привести к ошибкам из-за неправильного расположения либо конечности, либо сенсоры. Ошибки возникают, если центр конечности шкала не находится на оси вращения, а также если плоскость конечности наклонена к этой оси (рисунок 3.20). Такой Ошибки называются эксцентриситетом конечности и наклоном конечности.

Рисунок 3.20 Ошибки положения конечностей.

Эксцентриситет конечности — одна из основных причин погрешности измерения теодолитов, и это вряд ли поддается исправлению. Позволь нам проанализировать формулу эксцентриситета:

3.3 β = (lr) ρ ″ sinα

Мы берем типичную конечность диаметром 80 мм и накладываем ее на ось вращения.Обычно точность наложения составляет от 1 до 2 мкм. По этой формуле оцениваем максимальное значение угловой погрешности от 5 ″ до 10 ″! Теперь мы понимаем, что мы нужна не только высокая точность юстировки теодолита, но и высочайшая качество осевых систем и подшипников. Влияние эксцентриситета могло быть методически минимизирован путем измерения угла в двух положениях теодолит (см. рисунок 3.7). Два диаметрально противоположные датчики устанавливаются с высокой и средней точностью электронные теодолиты, чтобы минимизировать эту ошибку.Некоторые из ведущих производителей применять методы математической коррекции в электронных теодолитах. После После сборки прибор испытывается на угловом стенде. Согласно к испытаниям определяются угловая и линейная составляющие этой погрешности. потом они записываются в постоянную память микропроцессора, которая вычисляет данные коррекции эксцентриситета и вставляет их в каждый угловой чтение.

В оптических теодолитах могут быть значительные значения эксцентриситета конечностей. видимый.Мы могли видеть изображения конечностей, перемещающиеся по краям маски, когда вращая теодолит. Рекомендуется проверить влияние эксцентриситета конечности. в лаборатории. В центре комнаты с устойчивым полом мы установили наши испытанные теодолит. Чтобы проверить эксцентриситет горизонтального круга, мы положили из от шести до двенадцати отметок с одинаковым угловым интервалом на стенах комнаты. Метки должны быть расположены на одной горизонтальной линии, и желательно чтобы они находились на одинаковом расстоянии от теодолита. Затем выполняем угловые измерения, указывающие на эти отметки в обоих положениях теодолит.Теперь посчитаем коллимационные ошибки по каждому направлению. Тогда мы Нарисуйте диаграмму, иллюстрирующую зависимость погрешности коллимации от горизонтали. положение конечности (рис. 3.21).

Рисунок 3.21 Диаграмма эксцентриситета конечностей.

Схема имеет синусоидальную конфигурацию, особенно когда ошибки существенный. Амплитуда диаграммы не должна превышать допустимую. коллимационная ошибка для определения точности теодолитов.

Если у нас нет возможности равномерно распределить отметки по горизонтальной линией мы можем поставить только четыре или три отметки, распределенные равномерно в пределах угла около 100 °.Затем намечаем положение трегера на основание штатива острым карандашом. В На следующем шаге измерьте углы, указывающие на отметки на двух теодолитах. позиции. Затем осторожно отверните винт крепления основания штатива. и поверните теодолит на угол 120 °. Затем накладываем трегер контуром на основании штатива и закрепите винт крепления штатива. Если мы тестируем электронный инкрементальный теодолит, мы не должны он выключен во время теста. Теперь снова выполните измерения, указав на отметки на двух позициях теодолита.Снова переставляем прибор под углом 120 ° и выполните те же измерения, указывая на метки. Таким образом, у нас есть от девяти до двенадцати направлений, чтобы проверить эксцентриситет горизонтального круга.

Проверка эксцентриситета вертикального круга менее трудна. Мы должны проверить влияние эксцентриситета только в рабочем диапазоне вертикального круг ± 30 °. Подойдут три марки. Один из них установлен рядом с горизонтом. линия и два других размещены по краям рабочего диапазона. Один из метки размещаются под углом 30 ° над горизонтальной линией, а остальные под таким же углом ниже горизонтальной линии.Вертикальный угловой измерения проводятся в двух положениях теодолита, указывающих на эти знаки. Затем мы вычисляем нулевые позиции (вертикальные индексы) для три вертикальных направления. Если нулевые позиции совпадают, эксцентриситет не существует. При наличии эксцентриситета нулевое положение не должно превышать крайние пределы для теодолитов такого типа точности.

Наклон конечности имеет очень небольшое геометрическое влияние на angular читает. Даже наклон в несколько минут не влияет на результат.Тем не менее, значение наклона конечности должно быть меньше одного угловая минута по следующим причинам. В оптическом теодолите изменение расстояния между микроскопом и конечностью может быть причина расфокусировки изображения конечности на различных участках. В электронном теодолита, это изменение расстояния могло привести к неисправность из-за изменения уровня сигнала. Наклон конечности особенно небезопасно для инкрементальных электронные теодолиты. Маска инкрементального датчика обычно устанавливается на расстояние 10 мкм от лимба; поэтому наклон конечности может иметь привело к тому, что маска и конечность соприкоснулись друг с другом.В этом случае они могут быть уничтожены.

Известно, что теодолиты ведущих производителей имеют надлежащую настройка конечностей. Столкновения при использовании теодолитов возникают редко, так как их горизонтальные круги должным образом защищены и имеют прочные оси. Тем временем, вертикальная конечность могла изменить свое положение в случае физического удара. Телескоп особенно чувствителен к ударам. Каждый раз, когда теодолит упал, мы должны проверить эксцентриситет конечностей.

3.5.2 Компенсатор вертикального индекса теодолита

3.5.2.1 Компенсатор вертикального индекса оптического теодолита

Оптические теодолиты средней точности имеют более сложную оптическую схема вертикального канала из-за наличия компенсатора индекс вертикального круга (рис. 3.22).

Рисунок 3.22 Компенсатор вертикального индекса оптического теодолита.

Компенсация осуществляется следующим образом. Параллельная стеклянная пластина подвешивается на эластичных полосках, устанавливается между вертикальным кругом микроскопа и маска.Схема подвеса аналогична компенсатору уровня с обратный маятник. Уравновешивается регулировочными грузами, расположенными в верхней части. часть маятника компенсатора. Когда вертикальная ось теодолита наклонен в продольном направлении x параллельно листовое стекло вращается вокруг своей оси, сохраняя прежнее уравновешенное состояние. Во время этого поворота изображение вертикальной конечности смещается относительно маски. шкала при требуемом значении компенсации. На момент теодолита наклон вертикальной оси, поперечное направление y из компенсация не происходит.Поэтому при использовании оптических теодолитов необходимо внимательно следить за положением пузырьков в трубчатом уровне. В теодолит средней точности уровень всегда устанавливается в поперечном позиция.

3.5.2.2 Компенсатор вертикального индекса Электронный теодолит

Компенсаторы в электронных теодолитах выполняют ту же функцию, что и они. делают в оптических теодолитах, то есть минимизируют влияние вертикального наклон оси по результатам измерения. Тем не менее, эта проблема в электронный теодолит решается иначе, чем в их оптических аналоги.Оптический теодолитовый компенсатор изменяет движение луча в блок оптического считывания. Движение луча зависит от вертикальной оси. наклон.

В электронных теодолитах компенсатор представляет собой самостоятельное устройство, которое измеряет небольшие угловые наклоны вертикальной оси. Данные из компенсатор поступает в микропроцессор теодолита. Нам решать, что делать с данными. Мы умеем давать инструкции микропроцессору учесть полученные данные при измерениях углов.Мы можем переключиться выключить компенсатор или вывести данные на дисплей для оценки наклон инструментов. Есть электронные теодолиты, не имеющие трубчатый уровень. В этом случае мы можем использовать электронный уровень для установки вертикальную ось в отвес. Предварительная установка теодолита осуществляется с круглым уровнем. Наклон по направлению x в основном влияет на результаты измерения. В направление параллельно плоскости вращения телескопа.В наклон вертикальной оси к направлению x напрямую влияет на результат измерения вертикального угла. и направление перпендикулярно направлению x . Так что мы можем см. из уравнения 2.1 что наклон вертикальной оси в направлении y оказывает меньшее влияние на результаты измерений. Вот почему двухосный компенсаторы обычно применяются в тахеометрах и редко в тахеометрах. теодолит.

Одноосный компенсатор применяется в электронных теодолитах, где точность составляет 5 дюймов и выше (Таблица 3.2). К сожалению, некоторые производители не ставят компенсаторы на 5 дюймов. теодолиты точности. Похоже, это показывает, что это не касается ведущих. производители. Например, даже Leica устанавливает двухосевые компенсаторы в Теодолиты точности 9 дюймов.

Таблица 3.2 Современные электронные теодолиты с одноосным Компенсаторы (или без компенсатора)

Теперь рассмотрим типичный одноосный компенсатор, который используется в большинстве электронные теодолиты (рисунок 3.23).

Рисунок 3.23 Одноосный электронный компенсатор.

Основным элементом компенсатора является трубчатый уровень жидкости, внешний сбоку есть металлические контакты. Они используются как пластины переменного конденсатора. Работа такой трубчатой ​​конденсаторной выравнивающей ячейки упоминалась в главе 2. Следует отметить что компенсатор в электронном теодолите должен соответствовать более высоким требования.

Мы знаем, что длина пузыря на трубчатом уровне зависит от температура.Трубчатые уровни с пузырьками, чувствительность которых составляет от 20 дюймов на дюйм. В теодолитах используются от 2 до 30 дюймов на 2 мм. Точность компенсатора с такими трубчатыми уровнями составляет около нескольких секунд. Этот вид точность во всем рабочем диапазоне может быть достигнута только с учетом учет температурной коррекции. Вот почему электронный датчик температуры устанавливается рядом с флаконом. Данные с датчика поступают прямо в теодолит микропроцессор.

Любая конденсаторная измерительная система очень чувствительна к электрической индукции.Поэтому флакон компенсатора защищен металлическим электростатическим экран.

В нижней части кронштейна компенсатора есть два отверстия для его крепления. внутренняя сторона теодолитового эталона. Если нам нужно отрегулировать компенсатора, мы должны немного ослабить крепежные винты в этих дыры. Мягким постукиванием можем наклонить компенсатор по x , пока ось трубчатого уровня не будет перпендикулярно вертикальной оси вращения инструмента.После этого крепежные винты следует затянуть. Как обычно, такая корректировка изначально устанавливается производителем, и если теодолит не нарушены, то настройки производителя будет достаточно во время срок службы.

Как правило, достаточно периодической электронной настройки. Каждый электронный Теодолит имеет специальное программное обеспечение для определения нуля вертикального круга позиция. Программное обеспечение обычно сочетается с электронным программа регулировки уровня. Иногда программа электронной регулировки уровня обособленный пункт в меню теодолита.Чаще двухосные компенсаторы есть такое программное решение. Все эти программы доступны для пользователей.

Если теодолит подвергся сильному удару, рекомендуется проверить компенсатор. Мы должны это сделать, даже если теодолит правильно выполняет настройку программы. Во время теста мы должны определить рабочий диапазон компенсатора и линейность его работы. Начнем с размещения теодолит на расстоянии нескольких метров от стены так, чтобы одна из ступней саморезы направляют к стене.Теперь устанавливаем вертикальную ось в отвес. положение с помощью трубчатого уровня. Затем устанавливаем телескоп горизонтально, поворачивая его до тех пор, пока значение вертикального угла не станет равным 0 ° или 90 °. потом рабочий диапазон компенсатора ищем в технических характеристиках теодолита. Обычно это 3 ‘. Затем мы отмечаем три индексные строки на стена. Один из них горизонтальный, а два других на 3 фута выше и ниже горизонтальная линия соответственно. Маркировка этих линий выполняется помощь считывания вертикального угла.Стенд готов. Тогда мы наведите теодолит на горизонтальную указательную линию на стене. Теперь мы будем поверните ножной винт трегера и наложите горизонтальную линию сетка с верхней указательной линией на стене. Таким образом мы наклоняем вертикальная ось теодолита на уровне 3 ‘. Затем запишите вертикальный угол ценить. В идеале он должен быть равен 3 ′. Допустимая разница составляет ± 3 ″ для теодолиты высокой точности, а для теодолитов средней точности — ± 5 дюймов. Аналогично тестируем компенсатор, наклоняя его в обратном направлении.На этом этапе мы совмещаем сетку с нижней индексной линией меткой означает ножной винт. Если отклонения превышают указанные выше значения, но остаются такими же при противоположных наклонностях, мы можем прийти к выводу несущественного масштабного фактора.

Если эти отклонения несимметричны, значит компенсатор смещен. В корректировку положения компенсатора следует производить в специализированном цех.

Если у вас есть большой опыт настройки геодезических инструментов, вы можете попробуйте отрегулировать одноосный компенсатор самостоятельно.Мы бы использовали то же самое стоять. Сначала устанавливаем вертикальную ось в положение отвеса. Тогда мы Немного ослабьте компенсатор с крепежных винтов. Затем ставим телескоп в горизонтальное положение и навести на горизонтальный указатель линия на стене. Теперь осторожно поверните ножной винт до вертикального угла. показания перестают меняться. Размечаем это положение на стене. Для следующего шага, поворачиваем ножной винт в обратную сторону и отмечаем противоположную точка, в которой компенсатор прекращает работу.

Теперь мы находим середину между этими двумя точками с градуированным миллиметром. правитель. Затем мы вращаем зрительную трубу и накладываем сетку на сетку. середина. Значение вертикального круга теперь будет отличаться от 90 ° 00′00 ″. Легким постукиванием по кронштейну компенсатора пытаемся снять показания близко к 90 ° 00′00 ″. Двадцать секунд точности подойдет. Не следует сильно стучать, так как хрупкий флакон уровень может треснуть. Теперь осторожно затянем крепление компенсатора. винты. После этого мы должны завершить настройку с помощью ПО компенсатора и снова проведите испытания.

Электронные теодолиты с двухосными компенсаторами используются редко. Некоторые Примеры этого типа теодолитов перечислены в таблице 3.3. Один из самых известных двухосевых компенсаторы показаны на рисунке 3.24. Его часто использовали в тахеометрах ведущих производителей. производителей, а также установлен в электронных теодолитах Sokkia. В Основная составляющая этого компенсатора — точный круговой уровень. Его дно изготовлен из гладкого оптического стекла. Источник света установлен ниже. Балки свободно проходить через центр пузыря круглого уровня.Лучи, которые достигают края пузыря, отражаются и рассеиваются. Те балки, у которых есть проходит через пузырек свободно проходит мимо пузырька с минимальным отклонением в центр. Если мы установим экран над уровнем, мы сможем увидеть кольцевая тень, движущаяся при наклоне круглого уровня. Если мы настроим матрица из четырех фотодиодов вместо экрана, мы можем наблюдать за движение, анализирующее сигналы фотодиодов. Эти фотодиоды устанавливаются на электронную плату вместе. с усилителями и датчиком температуры.Микропроцессор применяет эти сигналы для расчета положения пузыря. Информация о положении пузыря доступны в графической или цифровой форме.

Рисунок 3.24 Двухосный электронный компенсатор, применяемый Соккиа.

Таблица 3.3 Теодолиты с двухкоординатными компенсаторами

Двухосевой компенсатор устанавливается в том же месте на одноосном блоке, с помощью двух крепежных винтов. Регулируется по x направление аналогично одноосному компенсатору. Чтобы отрегулировать компенсатор по направлению y , поворачиваем компенсатор корпус вокруг своей оси относительно кронштейна крепления. После корректировки по направлению y завершено, компенсатор закреплен с помощью стопорных винтов.

Тестирование двухосного компенсатора очень похоже на одноосное тестирование. Проводится раздельное тестирование обоих направлений. x Проверка направления аналогична проверке одноосного компенсатора. В y направление тестирования также связано, но наклон углы выставляются по-другому. Сначала наклоняем теодолит по в направлении x , вращая ножной винт и нацеливаясь на сетка к индексным линиям. Затем поворачиваем теодолит на 90 ° и переключаем отображение в режиме электронного уровня.Мы можем видеть угловое значение наклон по направлению y . Затем мы переключаем дисплей в режим измерения углов и поверните теодолит на 180 °. Теперь отметим значение угла наклона по направлению y . Затем корректируем компенсатор по направлению на . Как мы это делали, в направлении x . Конечно, потом мы необходимо завершить настройку с помощью программного обеспечения компенсатора и провести снова тесты.

Решение с двойным осевым компенсатором от Leica показано на рисунке 3.25.

Рисунок 3.25 Двухосный электронный компенсатор, применяемый Leica.

Герметичный сосуд, наполненный силиконом масло используется как чувствительный элемент в компенсаторе. Масло используется потому что колебания в нем быстро затихают. Сосуд имеет прозрачную Нижний. На верхней поверхности масла есть зеркало для лучей света. падение на поверхность под острым углом. Свечение светодиода направлено на оптическая маска (рисунок 3.26), которая формирует изображение ортогональных и наклонных полос.Изображение повернуто с зеркало и проходит через половину объектива. Тогда изображение полосок проходит через чувствительный элемент и возвращается к половине объектива который отправляет изображение на линейную ПЗС-матрицу.

Рисунок 3.26 Принцип считывания компенсатора показан на рисунке 3.25.

Электронный сигнал на выходе ПЗС (нижняя часть рисунка 3.26). Расстояние от нулевой пиксель к центральной группе экспонированных пикселей предоставляет информацию о наклон в направлении x .Интервал между двумя группами наклонных линий дает информацию о наклоне y направление.

Другие разработчики также используют сосуд, наполненный силиконовым маслом в своих компенсаторы. Решение, предложенное Trimble, показано на рис. 3.27. Узкий луч идет от светодиода к вращающейся призме. его на дно сосуда. На дне сосуда имеется окошко для линз. В луч света отражается от поверхности масла. Затем луч попадает в матрица изображения.Подобный тип используется в видеокамерах. Есть светлое пятно на чувствительная область матрицы изображения. С матрицы идет видеосигнал вывод на микропроцессор изображения, который вычисляет x и y координата энергетического центра светового пятна.

Рисунок 3.27 Двухосный электронный компенсатор, применяемый Тримбл.

В новейших разработках Sokkia применяет ту же конструкцию для двухкоординатного компенсатор (рисунок 3.28). Их основное отличие состоит в использовании квадратной маски, состоящей из двух пересечение ортогональных штрих-кодов.Изображение маски перемещается по чувствительной области матрицы изображения в результате изменения наклона нефтяной поверхности. Изображение микропроцессор вычисляет движение изображения по обоим направлениям x ось и ось y . Типовые программы применяются для обработка изображений штрих-кода.

Рисунок 3.28 Двухосный электронный компенсатор, применяемый Sokkia (новый).

Компенсаторы с сосудом, заполненным силиконовым маслом, и матрицей изображения (или линейная ПЗС-матрица) более стабильны, чем матрицы с трубчатым (или круглым) флюидальный уровень.Также они имеют широкий рабочий диапазон и лучшую линейность. Вот почему они обычно не требуют механической регулировки. Периодически программная настройка компенсаторов необходима с целью переназначение их нулевых пикселей.

3.5.3 Теодолит телескоп

Современные телескопы геодезических инструментов часто базируются на телескопе Кеплера. принципы. Рассказ о его разработке и его оптической схеме находится в главе 2. В теодолитах, с 20 по Используются телескопы с 40-кратным увеличением.Такое увеличение необходимо, потому что невооруженный глаз имеет угловое разрешение около 30 ″, при этом требуется точность прицеливания в съемка 2 ″ и выше. Мы знаем, что увеличение телескопа Кеплера обозначен как

3,4 M = fofe

Выбор фокусного расстояния окуляра имеет некоторые технологические ограничения. Это сделать короткофокусный окуляр приемлемой геометрической формы сложно. искажения.Вот почему фокусные окуляры менее 10 мм применяются редко. геодезические инструментальные телескопы. Если мы вставим это значение в уравнение 3.4, мы увидим, что при 30-кратном увеличении телескопа его длина равна 300 мм. Предыдущий телескопы геодезических инструментов были довольно большими и длинными.

В настоящее время объективы геодезических инструментов состоят из двух частей. Есть фронт объектив и фокусирующая линза (см. рис. 3.29).

Рисунок 3.29 Двухкомпонентный объектив.

Двухлинзовые оптические системы имеют эквивалентное фокусное расстояние:

3.5 F = fofFfo + fF − l

Анализируя формулу, мы видим, что эквивалентное фокусное расстояние F длиннее фокусного расстояния переднего объектива линза f _o . Это означает, что для получения необходимого телескопа увеличения, мы должны применить более короткую фокусную линзу переднего объектива, а затем добавить негативная линза, установленная на расстоянии l по передняя линза.Таким образом, для фокусировки применяется отрицательная линза. Общая длина Телескопа зависит от фокусного расстояния переднего объектива. Двухкомпонентные объективы позволяют сократить длину телескопа на приблизительный коэффициент 2.

Современные объективы телескопов могут состоять из трех частей. Телескопы этого вид применяются в маркшейдерских планках. Теодолиты имеют только двухкомпонентные цели. Получение прямого изображения в теодолиты выполняются так же, как и маркерные нивелиры.Оптические схемы для преобразования перевернутых изображений в прямые описаны в главе 2. Призмы Аббе или Порро используются для этой цели (их полные имена Abbe-Koefin или Porro-Abbe призмы).

В настоящее время в большинстве теодолитов, имеющих прямое изображение, Аббе применяются призматические телескопы (рис. 3.30).

Рисунок 3.30 Теодолитовый телескоп с призмой Аббе.

Эта категория телескопов состоит из трех основных частей. Эти основной корпус телескопа с передней линзой объектива, системой фокусировки и окулярный элемент.Основной корпус телескопа также имеет цапфы осей, которые отсутствуют на рисунке. Объектив теодолитов обычно имеет две или три линзы. Некоторые из них состоят из пар линз, соединенных между собой. вместе.

Теодолитовая система фокусировки состоит из фокусирующей линзы в оправе и ручка фокусировки. Цилиндрическая рамка фокусирующей линзы имеет точную опору. слайды, позволяющие ему перемещаться по оптической оси телескопа. Рама также имеет зубчатый выступ, соединенный с резьбой на внутренней стороне ручка фокусировки.Когда мы вращаем ручку фокусировки, зубчатый выступ скользит по нить, заставляя фокусирующую линзу двигаться.

Окулярный элемент теодолита состоит из окуляра, сетки нитей и инвертирующая призма. Окуляр помещен в рамку, которую можно перемещать в пределах несколько миллиметров вдоль оптической оси телескопа за счет поворота рамки по нитке. Его перемещение необходимо для индивидуального изображения прицельной марки. фокусировка. Окуляр состоит из нескольких линз, склеенных попарно.

Сетка состоит из двух склеенных круглых стеклянных пластин.Внутренняя сторона одна из этих пластин имеет несколько пересекающихся линий, толщина которых составляет от 2 до 4 мкм. А Для защиты сетки от пыли применяется двухпластинчатый раствор. Прицельная сетка помещен в рамку, которая может перемещаться по двум направлениям с помощью четырех регулировочные винты. Направление движения перпендикулярно оси телескопа. оптическая ось.

Узлы регулировки прицельной сетки бывают толкающими или тянущими. Тип вытягивания более популярны сейчас, потому что в толкающем типе сетки можно уничтожить с помощью чрезмерное затягивание регулировочных винтов.

Инвертирующая призма связана с окулярной частью в том смысле, что обычно установить поверх него. Как упоминалось ранее, помимо призмы Аббе, инвертирующая Призма Порро также может использоваться в теодолитах. (Рисунок 3.31). Призма Порро довольно часто применяется в тахеометрах, однако только Nikon использует его в теодолиты. Телескопы, оснащенные призмой Порро, немного короче те, которые оснащены призмами Аббе. Решение с призмой Порро обеспечивает удаление оси глаза относительно оси объектива.

Рисунок 3.31 Теодолитовый телескоп с призмой Порро.

Лазерные теодолиты позволяют визуализировать цель при выполнении макета. А телескоп прямого изображения со встроенным лазерным модулем является основным компонентом современный теодолит лазерного типа (рис. 3.32). Лазерный и прицельный каналы разделены перегородкой. призма. Эта призма состоит из двух прикрепленных половинных фракций стеклянного куба. На внутренней стороне одной из этих фракций находится монохроматическое зеркало. покрытие.Он отражает только лучи лазерного спектра, в остальном он прозрачен. для оптических лучей видимого диапазона. Делительная призма расположена между фокусирующая линза и призма Порро (или Аббе). Вот почему изображение и лазерное пятно фокусировка происходит одновременно.

Рисунок 3.32 Теодолитовый телескоп с лазерной указкой.

Источник света от лазерного модуля расположен на одинаковом расстоянии от цель как прицельная сетка. Следовательно, в данный момент телескоп направлен на цель, она освещается сфокусированным лазерным пятном.К сожалению, часть лазерного света, отраженного от линз объектива, проходит через расщепляющая призма и освещает цель красным ореолом. Чтобы для устранения этого эффекта мы предлагаем установить защитный красный спектральный фильтр на окуляр в момент включения лазера. Съемный спектральный фильтр входит в комплект теодолита.

Наиболее известные лазерные теодолиты перечислены в таблице 3.4.

Таблица 3.4 Современные электронные лазерные теодолиты

3.5,4 Теодолитовые прицелы

Неотъемлемой частью любого теодолита является его прицел. Отдельный раствор прицельных и зажимных винтов применялся в самых ранних теодолитах. и продолжал использоваться долгое время. Такое решение также применяется в многие современные оптические теодолиты. В настоящее время все низкопрецизионные оптические Теодолиты имеют такую ​​систему наведения (рис. 3.33).

Рисунок 3.33 Блок наведения снабжен отдельными винтами.

Последние разработанные теодолиты имеют более эргономичное коаксиальное наведение. решения.В основном это относится к высокой и средней точности. теодолиты. Даже некоторые из этих теодолитов имеют отдельную систему винтов. Обычно это теодолиты, которые производятся по лицензии. Своевременно электронные теодолиты выпускаются только с коаксиальными винтами. Их горизонтальный Решения для наведения работают по тому же принципу. Коаксиальный винт расположение, как показано на рисунке 3.34 и типичен для теодолитов Sokkia и Pentax. Инструменты Topcon и Nikon также есть аналогичные коаксиальные винты.Topcon и решения Nikon имеют тонкий винт наведения, который устанавливается внутри зажимной винт.

Рисунок 3.34 Блок наведения снабжен коаксиальными винтами.

Теодолиты Leica имеют так называемые бесконечные винты (рис. 3.35). Здесь вы можете увидеть объект наведения расположение горизонтальной оси теодолита. Червячная передача используется для точное прицеливание. Для установления предварительного прицеливания необходимо произвести некоторое усилие повернуть теодолит, преодолев тормозное усилие волнистой пружины.Хороший аспект решения — более быстрое нацеливание. Насколько приложены усилия для поворота теодолита значительны, ножные винты и штатив стабильность должна соответствовать высоким требованиям (рис. 3.36).

Рисунок 3.35 Бесконечный касательный винт.

Рисунок 3.36 Причины ошибок по горизонтали.

Если количество ошибок от 10 ″ до 60 ″ возникает ошибка при измерении по горизонтали. углов, мы должны проверить регулировочные винты и штатив. При необходимости мы следует их отрегулировать.Обязательно их нужно проверять при использовании любого теодолита; однако именно теодолиты с бесконечными прицельными винтами особенно чувствителен к этим ошибкам.

3.5.5 Теодолитовые отвесы

Чтобы установить теодолит точно над точкой отсчета, в современных раз применяем встроенные оптические и лазерные отвесы. Оптический центрир — это Телескоп Кеплер снабжен внутренней фокусирующей линзой (рис. 3.37). Прямое изображение достигается за счет прямоугольная кровельная призма, которая также направляет оптическую ось отвеса по вертикали вниз.Втулка вертикальной оси теодолита полая. Отвес оптический увеличение системы обычно составляет около трех раз. Прицельная сетка телескопа совмещен с вертикальной осью теодолита с четырьмя регулировочными винтами.

Рисунок 3.37 Теодолит оптический центрир.

Повышенная точность вертикальной оси теодолита с отвесом ось, оценивается следующим образом (см. рис. 3.38). Ставим штатив с теодолитом на ровную поверхность и отмечаем точку A с помощью отвеса.В настоящее время мы не платим внимание к положению пузырей. Затем поворачиваем теодолит на 180 °. и отметьте точку B . Если мы разделим расстояние AB , получаем точку C , которая находится на вертикальная ось теодолита. Затем мы должны совместить сетку с точкой C , отрегулировав винты сетки нитей. Опять же, теперь мы вращаем прибор на 180 ° и проверьте, Прицельная сетка удалена с точки C . Если да, то мы должны заполнить еще раз отрегулировать шаги.

Рисунок 3.38 Проверка теодолитового отвеса.

Оптические центриры такого типа могут быть легко преобразованы для использования в лазере (рис. 3.39). Производители устанавливают лазерный модуль вместо сетки и окуляра. Проверка и регулировка выполняется так же, как и оптический центрир. В этом корпус, регулировочные винты снимают корпус лазерного модуля, а не сетка.

Рисунок 3.39 Теодолитовый лазерный центрир.

В наши дни оптические центриры в основном встроены в теодолиты и редко находятся на трегере.Оптические центриры, встроенные в трегеры, более удобны. типичен для теодолитов низкой точности. Трудно отрегулировать отвес, встроен в трегер. Часто рекомендуется регулировать отвес, положив теодолит боком на край стола, а затем повернув сам трегер на 180 °. Точки отмечены на картоне, установленном на высоте 1,5 м. расстояние. Мы не рекомендуем такую ​​регулировку для теодолита, так как это сложно правильно закрепить на краю стола.Мы рискуем уронить инструмент. Лучше использовать другие аксессуары, например призму. держатель отражателя или метка для измерения угла.

Мы также можем отрегулировать этот отвес, сняв трегер на 120 °. Мы установите теодолит на штатив, а затем правильно установите горизонтальное положение. Затем очерчиваем контур трегера на основании штатива. Теперь отметим точки согласно визирной сетке отвеса на картон, который помещается под штатив. Теперь немного ослабляем крепежный винт и поверните трегер на 120 °.Затем аккуратно совмещаем трегер с контуром на основании штатива. Снова устанавливаем горизонтальный аспект теодолита и отметьте вторую точку на картоне. Мы используем та же процедура, чтобы получить третий балл. После этого мы находим треугольник по центру и наложите на него сетку, отрегулировав регулировку винты.

Лазерные отвесы, встроенные в вертикальную ось теодолита, считаются самые актуальные и точные (рис. 3.40). Здесь мы видим, что он очень хорошо защищен и не требует корректирование.Совпадение вертикальной оси теодолита и лазера балка гарантированы производителем.

Рисунок 3.40 Лазерный теодолитовый отвес производства Leica.

Библиография

Андерегг, Дж. С. 1966. Энкодеры вала. Патент США 3244895, поданный 26 июля 2962 г. и выданный 5 апреля, г. 1966 г.

Глим, А. 2006. Метод определения наклона и аппарат. Патент США 2006/0170908 A1 подана 10 января 2005 г. и выдана 3 августа 2006 г.

Годо, Э., Т. Маэдзава , а также М. Сайто . 1999. Лазер теодолит. Патент США 5,905,592 подан. 28 августа 1997 г., выпущено 18 мая 1999 г.

Хори, Н. а также Т. Йокура . 1986. Определение угла наклона. устройство. Патент США 4628612 подан. 1 октября 1985 г., выпущен 16 декабря 1986 г.

Имаидзуми, Ю. 1994. Измерение угла поворота. аппарат. Патент США 5,301,434 подано в декабре 17 апреля 1992 г. 12, 1994.

Исикава, Ю. а также М. Танака . 1984. Оптическая система теодолит. Патент США 4445777 подан. 17 января 1983 г., выпущено 1 мая 1984 г.

Кумагаи, К. 2004. Абсолютный энкодер. Патент США 6,677,863 B2, поданный 3 апреля 2002 г., выдан в январе. 13, 2004.

Ларсен, Х. 1944. Теодолит. Патент США 2363877 подан 11 февраля 1943 г. и выпущен 28 ноября 1944 г.

Лейтц, А. 1902. Транзит. Патент США 715823 подан 21 мая 1901 г. и выдан 16 декабря 1902 г.

Лей, К. Х. 1915. Регулировочное приспособление для теодолит. Патент США 1,145,075 подан. 16 марта 1915 г., выпущен 6 июля 1915 г.

Липпунер, Х.2006. Датчик наклона. Патент США 2006/0005407 A1 подан 12 июля 2005 г. и выдан. 12 января 2006 г.

Мацумото, Т. а также К. О нет . 1996. Абсолютный энкодер, имеющий Абсолютный образец и постепенная градуировка образца с фазой контроль. Патент США 5,563,408 подан. 27 октября 1994 г., выпущено 8 октября 1996 г.

Охиши, М. 2001. Устройство определения наклона. Патент США 6 248 989 B1 подан. апрель 28 июня 1998 г., опубликовано в июне 19, 2001.

Охтомо, Ф. а также К. Кимура . 1984. Аппаратура для измерения. длина или угол.Патент США 4484816 подана 20 июля 1983 г. и выпущена 27 ноября 1984 г.

Питер, Дж. а также Э. Коой . 1980. Тангенциальный винт из теодолита. система. Патент США 4,202,110 подан в мае. 18, 1979, и выпущен 13 мая 1980.

Савагути, С. 2003. Лазерное центрирующее устройство. Патент США 2003/0177652 A1, поданный 22 января 2003 г., и выдан 25 сентября 2003 г.

Шимура, К. 1992. Детектор угла наклона. Патент США 5,101,570 подан 14 июля 1989 г. и выдан. 7 апреля 1992 г.

Уайлд, Х.Угломер. Патент США 2221317, поданный 26 января 1938 г. и выданный 12 ноября, г. 1940 г.

Вингейт, С.А. Фотоэлектрический датчик угла вала. Патент США 3187187 подан 24 января 1962 г. и выдан 1 июня. 1965 г.

NOAA 200th: Коллекции: Теодолиты

От точки A до точки B в виде углов и измеренного расстояния. Расстояния, измеренные по шкале, относятся к в качестве базовых линий. Щелкните изображение, чтобы увеличить его.

Их видели все — геодезисты на стройке или вдоль шоссе, указывающее на то, что похоже на небольшой телескоп в цель. Это — это а небольшой телескоп, но они не просто смотрят Декорации. Шансы есть, геодезисты используют теодолит или транзитный для измерения углов. К используя принципы тригонометрии, геодезисты могут использовать измеренные углы, чтобы точно определить, где они и где они (или строительство, за которое они несут ответственность) идут.

Как видно из названия, триангуляция — это тип геодезии, в основном на основе измерения углов и расстояний, которые составляют серию соединенных треугольников, из которых широта и долгота (или координаты плоскости) для точек треугольника выводятся.

Геодезический геодезисты наблюдают звезду, имеющую известную небесную положение, чтобы определить начальную ориентацию. Затем, тщательно измерив расстояние для масштаба, они могут использовать серию взаимосвязанных треугольников для построения карты и моделирования поверхности континента от побережья до побережья.Этот именно то, что сделали Survey of the Coast (и его потомки) … и тогда немного!

(верх)

Эта коллекция из восьми изображений иллюстрирует историю теодолит, инструмент, сочетающий в себе высококачественный телескоп и мелко разделенный круг, который позволяет считывать значения углов как телескоп повернут.

Используется для наблюдения как горизонтальных углов для построения треугольников, так и вертикальных. углов для определения высот, теодолит оставался основой геодезические изыскания из первых полевых работ Обзора побережья в с 1800-х годов до сегодняшнего дня Национальная геодезическая служба (NGS) в значительной степени заменила триангуляция и траверс со съемками глобальной системы позиционирования (GPS) в начале 1980-х гг.Теодолиты по-прежнему являются неотъемлемой частью «общего количества» «тахеометры», используемые экипажами авиационной службы NGS Программа обследования и многие частные геодезисты.

Следующая коллекция теодолитов рассказывает об истории разработка и использование инструмента, включая некоторые проблемы столкнулись с полевыми партиями, из первых полевых исследований Survey of the Coast Суперинтендант Фердинанд Хасслер до сегодняшнего дня.

Вы можете просмотреть инструменты в коллекции, щелкнув ссылки справа или щелкнув здесь, чтобы просмотреть предметы из коллекции Theodolites .

(верх)

Измерение углов: Введение

Те, кто помнит школьную геометрию, найдут сердцевину геодезические изыскания знакомы: дан определенный объем информации о углы и длины сторон треугольника, можно вычислить остальные неизвестны длины и углы треугольника. Данный эта информация и начальная точка, координаты которой уже известны (X, Y в координатах плоскости и в школьной викторине; широта и долготы в NGS), можно построить структуру, которая позволяет расчет новых точек путем измерения новых углов и расстояний.

Классические геодезисты, не использующие GPS, измеряли эти углы и расстояния. с высокоточным оборудованием и методиками и выполненными расчетами исходя из того факта, что измерения проводились на изогнутой поверхность Земли.

До появления электронных средств измерения расстояния, геодезисты использовали ленты из сплава называется «инвар», чтобы измерить базовые линии. Щелкните изображение, чтобы увеличить его.

При классической съемке необходима прямая видимость между станциями, так как необходимо внимательно прицелиться или выровняться с целью во время измерения. До 1950-х годов, когда электронное измерение расстояния был принят, также необходимо было измерять расстояния на линии, называется базовой линией, которая была тщательно очищена, отсортирована и выровнена. В Затем расстояния измерялись осторожным перемещением металлических стержней или лент, обычно длиной от 5 до 50 метров, встык на всем протяжении базовой линии.Точные измерения базовых линий, которые обычно Длина от 6 до 12 миль часто занимает несколько недель.

Использование теодолита

Требуется базовое использование теодолита чтобы инструмент был установлен на устойчивом штативе или встаньте и осторожно проведите по геодезической станции, которая должна была быть занятым и наблюдать со стороны. В затем выровняли теодолит.

На этой фотографии 1915 года один геодезист смотрит в телескоп. теодолита, в то время как его партнер записывает угол измерения. Щелкните изображение, чтобы увеличить его.

Наблюдатель посмотрел в зрительную трубу и тщательно выровнял вертикальное перекрестие с крайним левым объектом обзора. Горизонтальный круг был повернут так, чтобы он читался чуть выше нуля, когда перекрестие были на этой цели. Затем круг был заблокирован на месте, и направление, указанное на круге, было прочитано и записано. После этого Было снято показание, телескоп вращали по часовой стрелке, пока перекрестие был совмещен со второй целью.Это второе направление было прочитано из круга и записал. Эта процедура повторялась до тех пор, пока все цели наблюдались и записывались. Затем телескоп был повернут на 180 градусов вокруг обеих осей. Те же станции наблюдались снова и значения углов записываются.

Вся процедура представляла собой один набор углов.

Два показания для каждой цели были усреднены, чтобы помочь устранить систематические ошибки. ошибки. Количество наблюдаемых наборов углов зависело от точности выполняемых изыскательских работ.Для изыскательских работ первого порядка, Наблюдалось 16 наборов, которые усреднялись для определения окончательных углов. Направления превышение указанного значения от среднего были отклонены и повторены.

(верх)

Предыстория: краткая история ООО «Углы поворота»

Мы веками измеряли углы для геодезии и строительства. В строя великие пирамиды, египтяне использовали инструмент, называемый «грома», чтобы измерить углы.Записи указывают на то, что римляне использовали эти инструменты. также. Римские геодезисты также использовали устройство под названием «диоптрия», которое был инструментом, на котором была круглая пластина с разметкой под углами.

Инструменты, используемые для измерения углов, претерпели значительные изменения. от кольца и диоптры, с акцентом на маркировку и чтение подразделов, используемых для определения углов. В 1571 году Леонард Диггес описал «теодолит», что было не совсем так. мы теперь понимаем под теодолитом: разделенный круг и квадрат, компас в центре, ему не хватало привычного сегодня телескопа.

К середине 1700-х годов более знакомый телескоп с горизонтальным круг и вертикальный полукруг. Ручной работы из латуни, с углами, тоже начертанными вручную, теодолиты эпохи фактически являются произведениями искусства. Однако из-за того, что углы были начерчены вручную, они были настолько точны, насколько позволяли возможности человека, который сделал их. Это было критично: ошибка в одну секунду в треугольнике. переводится в один фут на расстоянии 40 миль.Ранние теодолиты ожидал ошибок в несколько минут.

Механический разделительный двигатель англичанина Джесси Рамсдена был огромным шаг вперед, когда был изобретен в 1773 году. Благодаря более высокой производительности и точности, механизм деления заменил неторопливость и возможность человеческая ошибка, связанная с разметкой вручную. Разделяющий двигатель резко увеличили доступность точных геодезических и навигационных инструментов и поставил Англию на передний план по производству таких инструментов.

Первая серия треугольников Хасслера. Обратите внимание на размер Нью-Йорка в 1817 г. Вторичные треугольники наблюдались до Заполните карту . Щелкните изображение, чтобы увеличить.

Когда Фердинанд Хасслер был назначен суперинтендантом обследования Побережье Томаса Джефферсона в 1807 году, он уже был известен триангуляцией в родной Швейцарии. На вопрос Конгресса, есть ли другой (дешевле) метод триангуляции может быть использован для картирования Соединенных Штатов, Хасслер ответил полностью объясненным «Нет.»Он отметил, что многие страны Европы уже были нанесены на карту с помощью триангуляции, много раньше 1800.

Именно в Англию Хасслер отплыл с благословения Конгресса. в августе 1811 года в поисках лучшего геодезического оборудования для молодой обзор побережья. Он вернулся в США в Октябрь 1815 года, оказавшись в роли вражеского пришельца во время войны. 1812 года. Однако ему удалось получить высококачественные инструменты, он искал многие из его собственных разработок.

Требование Хасслера о надлежащем оборудовании для наилучшего выполнения работы никогда не дрогнул. Его наследие, изобретательность и умение разрабатывать и строить то, что нельзя было купить, было передано Береговой и геодезической службе и до сих пор живет в своем «потомке», Национальном Геодезические изыскания.

Предоставлено Синди Крейг, Национальная океаническая служба NOAA

(верх)

Боуи, В.(Июнь 1932 г.). Стандартный теодолит побережья США и геодезические изыскания. Гражданское строительство .

Hassler, F.R. (1820 г.). Основные документы, относящиеся к обследованию побережья США. Vol. I. (стр. 26 и 29).

Документ 28 Палаты представителей, 27-й Конгресс, 2-я сессия, январь 3, 1842. Ответ на вопрос 15 (стр.