Teodoliitti on mittalaite vaaka- ja pystykulmien määrittämiseen topografisissa tutkimuksissa , geodeettisissa ja maanmittaustöissä , rakentamisessa jne. Teodoliittien pääasiallinen työmitta ovat raajat , joissa on aste- ja minuuttijako (vaaka- ja pystysuuntainen). Teodoliittia voidaan käyttää etäisyyksien mittaamiseen filamenttietäisyysmittarilla [ 1] ja magneettisten atsimuuttien määrittämiseen kompassilla .
Teodoliittisuunnittelun vaihtoehtoinen kehitysmuoto on gyroteodoliitti, kineteodoliitti ja takymetri .
Teodoliitti on tunnettu keskiajalta lähtien ja se ilmestyi yhdistämällä antiikista lähtien tunnettu alidade ja tähtäintähtäin . Varhaisilla teodoliiteilla oli rajallinen pystysuora ympyräkulma. Teodoliitin moderni muotoilu muodostui 1800-luvulla.
Rakenteellisesti teodoliitti koostuu seuraavista pääyksiköistä:
Teodoliitin vaakaympyrä on suunniteltu mittaamaan vaakasuuntaisia kulmia ja koostuu limbuksesta ja alidadista .
Haara on lasiympyrä, jonka viistetylle reunalle tehdään tasaiset jaot automaattisella jakokoneella. Raajan jaon arvo ( kahden vierekkäisen vedon välisen kaaren suuruus ) määräytyy digitointiasteella (harvemmin rakeilla). Raajat digitoidaan myötäpäivään 0 - 360 astetta (0 - 400 gon ). [2]
Alidaden roolia suorittavat erityiset optiset järjestelmät - lukulaitteet. Alidada pyörii akselinsa ympäri suhteessa kiinteään raajaan laitteen yläosan kanssa; samalla vaakasuuntaisen ympyrän lukema muuttuu. Jos kiinnität kiristysruuvin ja irrotat kellotaulun , alidade pyörii valitsimella, eikä lukema muutu.
Raaja on suljettu metallikotelolla, joka suojaa sitä vaurioilta, kosteudelta ja pölyltä.
Teodoliittitarkastuksia kutsutaan toimiksi, joiden tarkoituksena on määrittää, täyttyvätkö instrumentille asetetut geometriset ehdot. Rikkoutuneiden ehtojen täyttämiseksi tehdään korjaus, jota kutsutaan instrumentin säädöksi .
Vaakaympyrän alidadin lieriömäisen tason akselin on oltava kohtisuorassa alidadin pyörimisakseliin nähdenTämä ehto on välttämätön työkalun pyörimisakselin (alidadi) saattamiseksi työasentoon, toisin sanoen pystysuoraan kulmia mitattaessa. Ehdon täyttymisen tarkistamiseksi alidadea kääntämällä tarkistettavan tason akseli asetetaan minkä tahansa kahden nostoruuvin suuntaan ja samanaikaisesti pyörittämällä niitä eri suuntiin tasokupla saatetaan nollapisteeseen (in. ampullin keskelle), vaaka-akseli ottaa vaaka-asennon. Kierretään alidadea ja sen mukana tasoa tasan 180 astetta.
Jos tasokuplan saamisen nollapisteeseen ja alidadea 180° kääntämisen jälkeen tasokupla pysyy paikallaan, ehto täyttyy.
Muiden tarkistusten suorittamiseksi laite on saatettava työasentoon.
Yhden verkon langoista on oltava pystytasossaTämän tilan tarkistaminen ja säätö voidaan suorittaa käyttämällä 5-10 metrin päähän laitteesta asennettua luotijohtoa. Jos ruudukon tarkistettu kierre ei ole sama kuin putken näkökentässä olevan luotiviivan kuva, poista korkki, löysää hieman (noin puoli kierrosta) neljää ruuvia, joilla okulaariosa on kiinnitetty runkoon. putkesta ja käännä okulaariosa ritilällä haluttuun asentoon. Kiristä ruuvit ja laita kansi päälle.
Säädön jälkeen ristikon toisen kierteen tulee olla vaakasuora. Voit varmistaa tämän osoittamalla tätä lankaa mihin tahansa kohtaan ja kiertämällä alidadea suuntausruuvilla atsimuutissa ; langan tulee jäädä tähän kohtaan. Muussa tapauksessa säätö on toistettava. Kun olet asettanut ruudukon oikein, tätä ei voida toistaa tulevaisuudessa, kun toistat tarkistuksia.
Näkölinjan on oltava kohtisuorassa kaukoputken pyörimisakseliin nähdenTämä ehto on välttämätön, jotta kun putki pyörii akselinsa ympäri, tähtäysakseli kuvaa tasoa, ei kartiomaisia pintoja. Tarkkailutasoa kutsutaan myös kollimaatioksi . Pystyympyrä pyörii akselin ympäri putken mukana. Putken siirtämiseksi KP:n asennosta KL:n asentoon tai päinvastoin se on siirrettävä zeniitin läpi kiinteällä raajalla ja käännettävä alidadea 180 ° silmällä, jotta putki voidaan osoittaa samassa objektissa sen eri paikoissa. Samanaikaisesti siihen kohtaan suhteessa raajaan, jossa nonier 1 sijaitsee, asettuu nyt diametraalisesti vastakkainen nooni 2 ja asteiden lukumäärän lukemat, jotka on otettu nonia I:tä pitkin ennen alidadea ja nonia II:n jälkeen alidade on käännetty 180 ° pitäisi olla sama. Jos tähtäysakseli on kohtisuorassa kaukoputken pyörimisakseliin nähden, suuntaamalla sen SF:ään ja CL:ään etäpisteeseen, joka sijaitsee suunnilleen kaukoputken pyörimisakselin tasolla, kiinteää vaakasuuntaista haaraa pitkin saada oikeat kaaren lukemat käyttämällä I (SF) ja II (CL ) nonieja. Jos näkölinja ei ole kohtisuorassa putken pyörimisakseliin nähden ja on väärässä asennossa SF:n ja CL:n aikana, vaakasuuntaisen haaran lukemat sisältävät virheen, joka vastaa näkölinjan kiertymistä kulman verran kutsutaan kollimaatiovirheeksi. Tämän kulman projektio raajan vaakatasoon vaihtelee tähtäysakselin kaltevuuskulman mukaan. Siksi tätä tarkistusta suoritettaessa näkölinjan tulee olla mahdollisimman vaakasuora.
Säätö: löysäämällä hieman yhtä pystysuoraa, esimerkiksi ylempää korjausruuvia kierreverkolla, liikuta verkkoa toimien sivuttaiskorjausruuveilla sen kanssa, kunnes kierteiden leikkauspiste on kohdistettu havaitun kuvan kanssa kohta.
Säädön jälkeen on tarpeen toistaa tarkastus ja varmistaa, että ehto täyttyy.
Teleskoopin pyörimisakselin on oltava kohtisuorassa instrumentin pyörimisakseliin (alidadi) nähdenTämä ehto on välttämätön, jotta työkalun työasentoon tuomisen jälkeen kollimaatio (tähtäys) on pystysuora. Tämän ehdon täyttymisen tarkistamiseksi työkalu tuodaan työasentoon ja kierteiden ristikon leikkauspiste suunnataan korkealle ja lähelle (10-20 m etäisyydellä työkalusta) jossain valossa valittuun pisteeseen. seinään. Kääntämättä alidadea, kallista putki linssin kanssa alaspäin suunnilleen vaakasuoraan asentoonsa akselinsa suhteen ja merkitse samaan seinään piste, johon kierteiden leikkauspiste heijastuu. Kun putki on siirretty zeniitin läpi, ympyrän eri kohdassa, tähtäysakseli suunnataan jälleen samaan pisteeseen ja edellisen tapaan kallistamalla putki suunnilleen vaakasuoraan asentoon, merkitse piste.
Jos molemmat pisteet ovat samat yhdessä pisteessä, ehto täyttyy.
Tarkasteltavan ehdon täyttyminen on tehtaalla tai se valmistetaan konepajalla, koska nykyaikaisissa teodoliiteissa ei ole asianmukaisia korjausruuveja.
Teodoliitin pystyympyrän nollapisteen tulee olla vakio [3]Todentamista varten teodoliitti tasoitetaan ja nollapiste määritetään 2-3 kertaa. Nollapaikan määrittäminen sisältää havainnoinnin samasta pisteestä CL:ssä ja FC:ssä. Kun jokainen osoittaa valittuun pisteeseen, suoritetaan lukema teodoliitin pystyympyrää pitkin. Jos kompensaattoria ei ole, tasokupla on ensin asetettava nollapisteeseen, kun pystyympyrä on alidade. Jos nollapisteen vaihtelut eivät ylitä ympyrän lukeman kaksinkertaista tarkkuutta, voidaan olettaa, että varmistus on käynnissä, poikkeustapauksissa tehdään lisämittaus akselien tasapainon kautta.
Teodoliittityypit:
OT-02, OTB, OTS, TB-1, Theo-010, TE-B1, T1, T2 - korkean tarkkuuden
T5, OTSH, Theo-020, TE-C1, TT-4, OMT-30 , TT-5, TTP, TN, TG-5, T15 - tarkka
T30, Theo-120, TE-E4, TT-50, TOM, Te-5 - tekninen
T60, TM-1 - tekninen (ei tällä hetkellä saatavilla) ( käytetään harjoituskäsikirjaan ja alueen tiedustelemiseen tutkimusmatkan aikana).
Kirjain T - tarkoittaa "teodoliittia" ja seuraavat numerot - neliövirheen juurikeskiarvo sekunneissa mitattuna yhdessä vaiheessa laboratoriossa. Viime vuosina valmistetun teodoliitin nimitys voi näyttää tältä: 2T30MKP. Tässä tapauksessa ensimmäinen numero ilmaisee muutosnumeron ("sukupolvi").
M - kaivosmittausversio (kaivoksissa tai tunneleissa työhön; voidaan kiinnittää kattoon ja käyttää ilman jalustaa , lisäksi kaivoksen mittausteodoliitissa tähtäysputken näkökentässä on asteikko luolan valvontaan heilahtelee siirrettäessä koordinaatteja pinnasta kaivokselle).
K - tasot korvaavan kompensaattorin läsnäolo.
П - suoran näön tarkkailualue, eli teodoliittipisteessä on kääntöjärjestelmä suoran (ei käänteisen) kuvan saamiseksi.
A - autokollimaatiookulaarilla ( autokollimaatio);
E - elektroninen.
Aikaisemmin käytetty:
T - Takymetri (laite pystyy mittaamaan etäisyyksiä (sarjassa on teline tai laite) [5]
G - Vuori [5]
AShT — Aerological Pilot Balloon Theodolite [5]
Toistuvissa teodoliiteissa tai optisissa teodoliiteissa on erityinen toistuva raaja- ja alidade-akseleiden järjestelmä, jonka avulla raaja yhdessä alidadin kanssa voi pyöriä itsenäisesti oman akselinsa ympäri erikseen ja/tai yhdessä. Tällainen teodoliitti mahdollistaa alidadin peräkkäisen pyörittämisen useita kertoja raajan mitatun vaakakulman arvon syrjäyttämiseksi (toistamiseksi), mikä lisää mittausten tarkkuutta, lukemien ottamiseksi kahdelta diametraalisesti vastakkaiselta puolelta. Tällaisia instrumentteja kutsutaan myös optisiksi erottamaan ne mekaanisista teodoliiteista. Varsi on valmistettu lasista. [5] [6]
Ei-toistuvissa teodoliiteissa raajat kiinnitetään tiukasti telineellä ja sen kääntäminen ja kiinnittäminen eri asentoihin tehdään kiinnitysruuveilla tai kääntölaitteella. Tällaisia teodoliitteja kutsutaan myös "mekaanisiksi". Raja on valmistettu metallista. [5]
Fototeodoliitti tai kinoteodoliitti on teodoliittityyppi yhdistettynä valokuva- ja/tai elokuvakameraan ja muihin optisiin järjestelmiin. Toimii tarkkaan valokuvaukseen geologisten kohteiden ja keinotekoisten rakenteiden kulmaviittauksella sekä lentokoneiden kulmakoordinaattien mittaamiseen . Rakenteellisesti se voi olla teodoliittioptisesta kanavasta riippumaton ja siihen jäykästi kiinnitetty elokuvakamera tai yksilinssinen refleksikamera, jonka etsin toimii teodoliittioptisena kanavana. Aikaisemmin valmistetut elokuvateodoliitit kuvattiin suurikokoisille korkearesoluutioisille valokuvalevyille. Tällä hetkellä valmistetaan filmejä, levyjä ja digitaalisia fototeodoliitteja. Jos kohde kuvataan kahdella tai useammalla fototeodoliitilla, niin geodeettisen loven avulla voidaan saada likimääräisiä tietoja kohteen koosta, korkeudesta ja lentonopeudesta.
Teodoliittien mallitGyroteodoliitti on gyroskooppinen tähtäin, joka on suunniteltu suuntaamaan tunneleita , kaivoksia , topografisia referenssejä jne. Gyroteodoliittia käytetään suuntautuvan suunnan atsimuutin (suuntiman) määrittämiseen, ja sitä käytetään laajalti kaivosmittauksissa, geodeettisissa, topografisissa ja muissa töissä. Toimintaperiaatteen mukaan gyroteodoliitti on ja kuuluu gyrokompassien tyyppiin . Foucault'n gyrokompassin periaatteella on tehty useita gyroteodoliittikaavioita . Gyroteodoliitti sisältää gyroskooppisen herkän elementin lisäksi goniometrisen laitteen herkän elementin asennon lukemien ottamiseksi ja orientoidun suunnan atsimuutin (suuntiman) määrittämiseksi. Goniometrinen laite koostuu kellotaulusta, jossa on aste- ja minuuttijako ja joka on liitetty jäykästi sen alidadiin. Tarkkailu suoritetaan peiliin projisoidulla vedolla, joka on asennettu herkälle elementille. Tässä tapauksessa teleskoopin tähtäyslinja on yhdensuuntainen gyroskoopin akselin kanssa . Suuntagyroteodoliitin avulla orientoidun atsimuutin ( laakerin ) määritys tehdään teodoliittiin liittyvällä asteikolla. Gyroteodoliitilla tarkasteltaessa kaikki mittaukset viittaavat havaintopisteen luotiviivaan ja horisonttitasoon. Siksi gyroskooppisesti määritetty atsimuutti on identtinen tähtitieteellisen atsimuutin kanssa. Yleensä suunnittelusyistä lukulaite sijoitetaan vaakasuuntaista ympyrää pitkin tietyssä kulmassa gyroskoopin roottorin pyörimisakseliin nähden. [7]
Gyro-asemaPohjimmiltaan sama gyroteodoliitti Foucault - gyrokompassilla , joka perustuu elektroniseen takymetriin.
Nykyaikaisissa elektronisissa teodoliiteissa vaaka- ja pystyympyröiden lukeminen tapahtuu yleensä kooderilla ( kulmaanturi ). Ne tuottavat signaaleja, jotka osoittavat kaukoputken korkeuden ja atsimuutin, jotka lähetetään mikroprosessorille. CCD -anturit on lisätty kaukoputken polttotasoon, mikä mahdollistaa automaattisen tähtäyksen ja kohteen jäännössiirtymän automaattisen mittauksen. Kaikki tämä on toteutettu prosessorin sisäänrakennetussa ohjelmistossa.
Monet nykyaikaiset teodoliitit on varustettu integroiduilla sähköoptisilla etäisyysmittauslaitteilla, jotka perustuvat yleensä infrapunalasereihin. Sen avulla voit mitata kerralla kokonaisia kolmiulotteisia vektoreita laitteen määrittämissä napakoordinaateissa, jotka sitten muunnetaan alueella jo olemassa oleviksi koordinaattijärjestelmiksi käyttämällä useita ohjauspisteitä. Tätä menetelmää kutsutaan resektioratkaisuksi ja sitä käytetään laajalti kartoitustutkimuksissa.
Tällaiset instrumentit ovat "älykkäitä" teodoliitteja, joita kutsutaan itserekisteröidyiksi takymetriksi tai puhekielessä "takymetriksi", ja ne suorittavat kaikki tarvittavat kulma- ja etäisyyslaskelmat, ja tulokset tai raakadata ladataan ulkoisiin prosessoreihin, kuten kestäviin kannettaviin tietokoneisiin, kämmenmikroihin tai ohjelmoitaviin laskimiin [8 ] .
TakymetriEräänlainen elektroninen teodoliitti, joka on varustettu elektronisella laitteella maan pisteiden koordinaattien laskemiseen ja tallentamiseen sekä haukkumiseen optisesta ei-toistuvasta, eliminoi täysin virheet lukeman ottamisessa ja tallentamisessa automaattisia laskelmia suorittavan mikroprosessorin ansiosta. Elektroninen teodoliitti mahdollistaa työskentelyn pimeässä.
TakymetriElektroninen takymetri tai optinen teodoliitti, joka on varustettu lisälaitteilla (etäisyysmittari, GPS-vastaanotin, ohjain (prosessori ja/tai näppäimistö)) erikseen sijoitettuna laitteen päärungon ulkopuolelle.
| Mittauslaitteet | |
|---|---|
| Mikrometrit |
|