Теодолиты. Классификация. Устройство.

10. Теодолиты. Классификация теодолитов. Устройство теодолита. Теодолит – это геодезический прибор, предназначенный для измерения горизонтальных и вертикальных углов на местности. Он является одним из основных инструментов в геодезии, строительстве, землеустройстве и других областях, где требуется точное определение угловых величин. Классификация теодолитов. Теодолиты можно классифицировать по нескольким признакам: 1. По точности измерения углов: * Высокоточные теодолиты (или прецизионные). Используются для особо точных измерений, например, при создании государственных геодезических сетей, строительстве уникальных сооружений. Их средняя квадратическая ошибка измерения угла составляет от 0,5 до 2 секунд. * Точные теодолиты. Применяются для большинства инженерно-геодезических работ, таких как создание опорных сетей, разбивка осей зданий. Средняя квадратическая ошибка измерения угла – от 2 до 10 секунд. * Технические теодолиты. Используются для менее точных работ, например, при топографических съемках мелкого масштаба, строительстве дорог. Средняя квадратическая ошибка измерения угла – от 10 до 30 секунд. 2. По принципу действия (способу отсчитывания углов): * Оптические теодолиты. Углы отсчитываются по лимбам (градуированным кругам) с помощью оптического микроскопа. Это традиционный тип теодолитов. * Электронные теодолиты (или цифровые). Углы измеряются и отображаются в цифровом виде на дисплее. Они более удобны в работе, так как исключают ошибки отсчитывания и позволяют автоматизировать запись данных. * Тахеометры (электронные тахеометры). Это более совершенные электронные теодолиты, которые, помимо углов, измеряют также расстояния до объектов. Многие современные тахеометры имеют встроенные компьютеры и могут выполнять различные геодезические расчеты. 3. По конструкции: * Повторительные теодолиты. Имеют возможность вращать алидаду (часть теодолита с зрительной трубой и отсчетным устройством) независимо от горизонтального круга. Это позволяет накапливать углы, повышая точность измерений. * Неповторительные теодолиты. Алидада и горизонтальный круг вращаются вместе. Это более простая конструкция, но не позволяет накапливать углы. Устройство теодолита. Основные части оптического теодолита: 1. Подставка (трегер). * Служит для установки теодолита на штатив и его горизонтального выравнивания. * Имеет три подъемных винта, с помощью которых регулируется положение прибора. * В центре подставки находится становой винт для крепления к штативу. 2. Горизонтальный круг (лимб). * Представляет собой стеклянный или металлический диск с нанесенными на него делениями (градусами, минутами, секундами). * Служит для измерения горизонтальных углов. * Может быть закреплен или вращаться относительно подставки. 3. Алидада горизонтального круга. * Подвижная часть, вращающаяся вокруг вертикальной оси теодолита. * На ней расположены зрительная труба, отсчетное устройство и закрепительные/наводящие винты. * Имеет закрепительный винт для фиксации алидады и микрометренный (наводящий) винт для точного наведения на цель. 4. Зрительная труба. * Предназначена для точного визирования на удаленные объекты. * Состоит из объектива, окуляра и нитяного креста (сетки нитей). * Имеет фокусирующий винт для наведения на резкость изображения цели и винт для фокусировки нитяного креста. * Может вращаться вокруг горизонтальной оси. 5. Вертикальный круг (лимб). * Аналогичен горизонтальному кругу, но расположен вертикально. * Служит для измерения вертикальных углов (углов наклона). * Закреплен на оси вращения зрительной трубы. 6. Алидада вертикального круга. * Подвижная часть, связанная со зрительной трубой. * Имеет закрепительный и наводящий винты для точного наведения зрительной трубы по вертикали. 7. Отсчетное устройство (микроскоп). * Предназначено для считывания показаний с горизонтального и вертикального кругов. * Может быть шкаловым, штриховым или микрометренным. * В современных оптических теодолитах часто используется коинцидентный микроскоп, который позволяет совмещать противоположные деления лимба для повышения точности отсчета. 8. Уровни. * Цилиндрический уровень (на алидаде горизонтального круга) – для грубой установки теодолита в горизонтальное положение. * Круглый уровень (на подставке) – для предварительной установки теодолита в горизонтальное положение. * Уровень при алидаде вертикального круга (или компенсатор) – для точного приведения вертикального круга в рабочее положение. 9. Оптический центрир. * Расположен в нижней части теодолита. * Предназначен для точного центрирования прибора над точкой на местности. * Представляет собой небольшую зрительную трубу, направленную вертикально вниз. Принцип работы теодолита заключается в следующем: 1. Теодолит устанавливается на штатив точно над точкой измерения и приводится в горизонтальное положение с помощью уровней и подъемных винтов. 2. С помощью зрительной трубы последовательно визируются на две точки, между которыми измеряется горизонтальный угол. 3. Показания с горизонтального круга считываются до и после поворота трубы, и разность этих показаний дает величину горизонтального угла. 4. Аналогично измеряются вертикальные углы, но уже по вертикальному кругу. Электронные теодолиты имеют схожую конструкцию, но вместо оптических лимбов и микроскопов используются электронные датчики углов (энкодеры), а результаты выводятся на цифровой дисплей. Это значительно упрощает и ускоряет процесс измерения.