Для выполнения геодезических работ используется большое число специальных приборов и инструментов. Основным из них является теодолит, применяемый для измерения углов и расстояний.
Что такое теодолит
Теодолит – специальный геодезический прибор, необходимый для измерения горизонтальных и вертикальных углов. Он используется для выполнения многих работ, в том числе строительных.
Теодолит был изобретен людьми много сотен лет назад, а выглядел он просто. С тех пор инструмент приобрел множество модификаций. Сегодня он оснащается электронными компенсаторами, более точными уровнями, новыми устройствами отсчета. Современный теодолит имеет гораздо большую точность снятия отсчетов как по горизонтальному, так и по вертикальному кругу.
Общее устройство теодолитов
Теодолит – устройство, состоящее из горизонтального и вертикального лимба для измерения углов. Лимб представляет собой круг с оцифрованными значениями от 0 до 360 градусов. Для более точного взятия отсчетов на теодолите имеется также алидада – отсчетное устройство, позволяющее помимо величины в градусах определить еще значения минут и секунд.
Прибор имеет зрительную трубу с многократным увеличением для наведения на цель. Таким образом, можно измерить угол или положение до цели, которая находится на значительном расстоянии от теодолита. Кроме того, имеется труба микроскопа, где можно увидеть значение с точностью до минут и секунд. По ней берется отсчет горизонтального или вертикального угла.
На теодолите есть круглый или цилиндрический уровень. С их помощью прибор приводится в горизонтальное положение. Обычно современные теодолиты оснащаются двумя видами уровней для более точной установки прибора и повышения качества работы.
Уровень теодолита устанавливается в необходимое положение с применением установочных винтов, расположенных на подставке-трегере. Кручением этих винтов можно изменить положение плоскости прибора.
Виды теодолитов
Устройство теодолитов подразделяется на механическое, оптическое и электронное.
Наиболее примитивными являются механические теодолиты. Они включают в себя такое отсчетное устройство, как верньер. Подобный прибор не имеет оптической системы, а значение угла берется на глаз. На данный момент оптические и электронные теодолиты полностью вытеснили механические приборы по причине низкой точности работы последних.
Теодолит с оптической системой устройства был изобретен в начале двадцатого века. Данные приборы наиболее многочисленны: они включают в себя микроскоп-оценщик, односторонний и двухсторонний оптический микрометр, шкаловый микроскоп. Все системы имеют разный принцип снятия отсчетов и разную точность.
Сегодня оптические теодолиты постепенно вытесняются электронными, но все еще применяются для выполнения геодезических работ. Это происходит ввиду низкой стоимости, более дешевого обслуживания и удовлетворительной точности работ. Главным поставщиком приборов в России является Уральский оптико-механический завод. Он выпускает такие модели, как 2Т30, 2Т30П, 4Т30П.
Электронные теодолиты-тахеометры являются представителями последнего поколения. Они полностью автоматизируют процесс снятия отсчетов и вычислений необходимых значений. Для того чтобы измерить нужный вертикальный или горизонтальный угол с помощью такого прибора, достаточно навести его на заданную точку и нажать кнопку на панели тахеометра. На дисплее отобразятся вычисленные углы и расстояния.
Типы отсчетных устройств
Самый многочисленный ряд приборов – оптические. Они имеют разные схемы устройства теодолита. Это зависит от имеющегося в конструкции отсчетного прибора.
Отсчетные устройства делятся на:
- шкаловый микроскоп;
- микроскоп-оценщик;
- односторонний оптический микрометр;
- двусторонний оптический микрометр;
- верньеры.
Каждая из представленных систем имеет разную точность измерения углов и разный принцип снятия отсчета.
Теодолит Т30
Устройство теодолита Т30 представлено оптическим отсчетным механизмом – микроскопом-оценщиком. Это означает, что значение измеряемого угла определяется в поле зрения микрометренной трубы по делениям лимба - на глаз.
Теодолит Т30 имеет фокусировку зрительной трубы внутреннего типа, предоставляя возможность наводиться на точки на расстоянии от двух метров до бесконечности. Настройка резкости прибора изменяется с помощью винта кремальеры, расположенного непосредственно на зрительной трубе.
Устройство теодолита не включает в себя наличие оптического центрира, позволяющего расположить вертикальную ось прибора прямо над точкой. Центрирование осуществляется с помощью зрительной трубы и специальной насадки, позволяющей снимать отсчеты до 270 градусов.
Точность данного прибора составляет 30 секунд, что относит его к теодолитам технического класса. Это означает, что Т30 предназначен для осуществления работ низкой точности. К ним можно отнести некоторые строительные работы и построение сетей сгущения на местности.
Теодолит 2Т30 и 2Т30П
Теодолит 2Т30 – оптический прибор второго поколения, разработанный Уральским оптико-механическим заводом. Имеет ряд модификаций, не включенных в комплектацию Т30.
В качестве отсчетного устройства теодолит 2Т30 включает в себя шкаловый микроскоп. Данный вид механизма облегчает работу с прибором и повышает точность работы. Для того чтобы снять отсчет минутной доли, необходимо по имеющимся штрихам определить местоположение биссектора, а для уточнения времени – на глаз определить его положение между двумя минутными делениями. Такой механизм позволяет находить углы с точностью до тридцати секунд. Это также относит 2Т30 к классу технических теодолитов.
Устройство теодолита 2Т30 имеет повторительную систему снятия отсчета. Лимб теодолита может вращаться отдельно, без задействования алидады, что позволяет измерять углы на несколько направлений.
Теодолит имеет микрометренный винт для горизонтального и вертикального круга. Это предоставляет возможность более точного наведения на визирную цель. Для быстрого поиска и грубого наведения также используют коллиматорные визиры, расположенные снизу и сверху зрительной трубы.
2Т30 имеет перевернутое изображение зрительной трубы. Устройство теодолита 2Т30П, аналогичного первому, имеет в своей конструкции специальную призму, поворачивающую пучок света на 180 градусов так, что изображение становится прямым. Конструкция прибора позволяет выполнять сложнейшие работы, которые требуют высокой точности измерений.
Теодолит 4Т30П
4Т30П является представителем четвертого поколения оптических теодолитов. Отсчетным устройством, использующимся в его схеме, остается шкаловый микроскоп. В устройство включены другие модификации, повышающие качество и скорость выполнения измерений.
В механизме прибора имеется оптический центрир с двукратным увеличением. С его помощью осуществляется точное центрирование на геодезический пункт или точку.
Устройство теодолита 4Т30П включает в себя нитяной дальномер, позволяющий определить горизонтальное положение до визирной цели, используя специальные рейки.
Данный прибор до сегодняшнего дня используется в строительстве, геодезических изысканиях и маркшейдерских работах, благодаря небольшой массе, компактности и удобству в использовании.
Поверки теодолита
Поверки теодолита – комплекс проверочных работ, позволяющих выявить неточности измерений и неправильность работы прибора. Их необходимо проводить регулярно для того, чтобы сохранять инструмент в рабочем состоянии.
Поверки теодолита различны для каждой модели. Они зависят от типа отсчетной системы, точности измерения горизонтальных и вертикальных углов и устройства теодолита.
Общим для всех видов приборов является соблюдение следующих условий:
- перпендикулярность вертикальной и горизонтальной оси инструмента;
- параллельность оси цилиндрического уровня и зрительной трубы;
- перпендикулярность вертикальной нити сети нитей и горизонтальной оси теодолита;
- постоянство места нуля.
Если перечисленные условия не соблюдаются, необходимо выполнить юстировку прибора.
Правильное использование теодолита
Для того чтобы обеспечить высокую точность измерений и длительную работу прибора, необходимо правильно использовать теодолит. Обязательно осуществлять транспортировку инструмента и его комплектующих в специальном чехле, не хранить прибор в губительных для его целостности условиях, своевременно проводить юстировки и поверки устройства теодолита.
