Как используется теодолит — особенности, способы измерений, полезные советы

Многим приходилось наблюдать, как работают геодезисты — один стоит с рейкой, второй смотрит в окуляр небольшого оптического прибора на треноге. Это теодолит, основной инструмент для различных топографических, геодезических или маркшейдерских измерений. Он дает весьма точные показания и может быть использован для съемки местности в разных целях — в картографии, строительстве, при обследовании зданий на предмет осадочных процессов и т. д.

Как используется теодолит

На заметку! Возможностей у теодолита много, но работать с ним умеют лишь единицы — люди, прошедшие специальную подготовку. Рассмотрим устройство и принцип работы инструмента внимательнее.

Назначение теодолита

Несмотря на большие возможности, основным назначением теодолита является измерение вертикальных и горизонтальных углов. Центром их является сам инструмент, а сторонами — прямые линии между двумя точками (или плоскостями). Соответственно, теодолит может работать в режиме нивелира (измерение вертикальных углов), или в режиме горизонтального угломера. Кроме этого, с помощью теодолита определяют расстояние до заданной точки (дальномер), и магнитный азимут (угол относительно направления север-юг).

Использование инструмента позволяет производить различные измерения в геодезии, топографии и других прикладных дисциплинах. Без него не обходятся строители, маркшейдеры, картографы. Высокая точность, возможность работы с привязкой к контрольным точкам или в самостоятельном режиме позволяют решать массу задач.

Использование инструмента позволяет производить различные измерения в геодезии, топографии и других прикладных дисциплинах

Разновидности

Существует масса разновидностей теодолита:

  • кинотеодолит. Разновидность инструмента, оснащенная фото- или кинокамерой. Обладает способность производить измерения объектов в динамике;
  • гиротеодолит. Прибор, оснащенный гирокомпасом и способный производить измерения без привязки к контрольным точкам;
  • тахеометр. Модификация теодолита, предназначенная для определения углов и расстояний. Работает на принципе отражения лазерного луча от заданной точки и сравнения результатов с контрольной точкой.

Все эти инструменты созданы на базе теодолита. Они обладают своими возможностями, но базовые функции у них одни и те же, разница лишь в способах получения результатов.

Кроме этого, теодолиты условно делятся на группы по назначению:

  • маркшейдерские;
  • геодезические;
  • астрономические.

По степени точности:

  • технические;
  • точные;
  • высокоточные.

По конструкции:

  • простые;
  • повторительные.

Все имеющиеся группы приборов представляют собой разные модели, работающие на едином принципе. Сегодня различают еще две категории — оптические и электронные инструменты. Они также устроены примерно одинаково, но различаются по способу считывания полученных данных.

Устройство, принцип работы

Конструкция теодолита представлена несколькими основными элементами:

  • визирная труба. Это оптический элемент, посредством которого производится наблюдение за точками или объектами в ходе измерений;
  • горизонтальный и вертикальный измерительные круги, разделенные на градусы;
  • элементы настройки положения — центрир, настроечные винты, кремальера;
  • тренога, или штатив — подставка, обеспечивающая неподвижность инструмента, а также точность его расположения.

1 – исправительный винт уровня; 2 – закрепительный винт алидады горизонтального круга; 3 – цилиндрический уровень; 4 – кремальерный винт; 5 – окулярное кольцо зрительной трубы; 6 – колпачок, под которым расположены исправительные винты сетки нитей; 7 – зрительная труба; 8 – вертикальный круг; 9 – закрепительный винт горизонтального круга; 10 – становой винт; 11 – наводящий винт горизонтального круга; 12 – отсчетное устройство (микроскоп); 13 – колонка; 14 – паз для установки ориентир-буссоли; 15, 16 – закрепительный и наводящий винты зрительной трубы; 17 – наводящий винт алидады горизонтального круга; 18 – подставка; 19 – подъемный винт

Визир установлен и жестко закреплен на вращающейся верхней части прибора. Горизонтальный круг теодолита состоит из двух элементов:

  • лимб. Круговая стеклянная или металлическая шкала, разделенная на градусы. Располагается на неподвижной нижней части теодолита (треноге);
  • алидада. Это измерительный круг, вращающийся вместе с визиром.

Мнение экспертаКуликов Владимир СергеевичПри повороте соотношение показаний лимба и алидады меняется. Однако, можно открепить зажимной винт, и лимб будет вращаться вместе с алидадой. Это необходимо для настройки инструмента или, как говорят геодезисты, при установке на точку.

NIVOLINE DT02SOUTH NT-023HAODI TD1-2УОМЗ 4Т30П

Особенности, настройки

Существует такое понятие, как геометрические условия прибора. Основным его правилом является перпендикулярность всех осей инструмента относительно друг друга, а также вертикали и горизонтали. Если какая-то ось смещена, получить точные измерения не удастся. Поэтому перед началом работы прибор устанавливают — с помощью собственного отвеса и пузырькового уровня настраивают его положение. После установки производят настройку теодолита, в ходе которой проверяется точность соблюдения геометрических условий.

Правила настройки теодолита

Если обнаруживаются отклонения или неточности, производится юстировка — исправление обнаруженных недостатков. Все недочеты можно без проблем исправить, используя настроечные винты. Они регулируют горизонтальное и вертикальное положение инструмента, а также позволяют установить его в соответствии с заданными пространственными координатами.

На заметку! Порядок проведения юстировки прибора довольно сложен и состоит из нескольких этапов. Проверяют соотношение горизонтальной и вертикальной осей. Если взглянуть в визирную трубу, можно увидеть в ней разметку — вертикальную и горизонтальную нити, а также сетку, определяющую отклонение точки относительно контрольных точек.

Настройка заключается в приведении нитей к идеальному состоянию. Например, вертикаль поверяют по отвесной линии, размещенной в некотором отдалении от теодолита (5-10 м). Настройка инструмента проходит в три основных этапа:

  • центровка. Теодолит устанавливают на точку так, чтобы отвес треноги указывал не нее с максимальной точностью. Положение регулируют с помощью центрира;
  • настройка горизонтали. Устанавливают сам прибор, добиваясь горизонтального положения лимба. Контролируют его с помощью пузырькового уровня. После этого сразу проверяют и настраивают положение алидады;
  • производят фокусировку визирной трубы, добиваясь максимальной четкости нитей и сетки.

Эта последовательность всегда одинакова. Ее выполняют после каждой перестановки инструмента, приводя его в полностью идеальное состояние. Настройка занимает некоторое время, но без нее получить точные и корректные результаты не удастся.

Порядок работы с теодолитом

Работа с инструментом представляет собой определенный порядок действий. Нарушать его нельзя, так как от этого будет зависеть точность полученных данных.

Процесс производится поэтапно:

  • установка на точку, калибровка;
  • определение точек, подлежащих анализу;
  • наведение на выбранные точки;
  • когда первая точка совмещается с вертикальной нитью, считывают показатели горизонтального круга и заносят из в журнал;
  • фиксатор ослабляют, инструмент поворачивают по часовой стрелке ко второй точке. Совмещают ее с вертикальной нитью и тоже заносят полученный результат в журнал;
  • после этого делают второй заход — изменяют положение круга и повторяют измерения. Полученные данные с каждого этапа складывают и делят пополам, получая среднее арифметическое.

Как пользоваться теодолитом

Такой способ измерений дает большую точность, чем при разовом обследовании. Однако если второй результат значительно отличается от первого, необходимо поверить настройки прибора — существенных расхождений быть не должно.

Для работы с инструментом в режиме нивелира используют рейку с нанесенными на нее сантиметровыми делениями. Помощник устанавливает и удерживает рейку в заданной точке, инструмент наводится на нее, считывается показатель по вертикальному кругу. Затем подобным образом обследуют другие точки. Полученные данные позволяют определить уклон, соответствие горизонтали, перепады высот и другие показатели рельефа или конструкций.

Поверка теодолита

Как любой точный измерительный прибор, теодолит периодически проходит поверку — испытания точности и работоспособности. Это серьезная процедура, определенная техническими нормами и условиями. Интервал поверок зависит от типа и модели теодолита. Как правило, он указывается в паспорте инструмента.

Теодолит периодически проходит поверку

В ходе поверки производится определение степени соответствия инструмента основным эксплуатационным требованиям.

Процедура проходит поэтапно:

  • проверяют состояние прибора, наличие механических повреждений или дефектов оптики. Осматривают и обнаруживают сколы, царапины, вмятины на корпусе и, в особенности, на круговых шкалах. Кроме этого, проверяют состояние резьб настроечных и юстировочных винтов;
  • проверка работоспособности оптики теодолита;
  • анализ точности и стабильности настройки геометрических условий;
  • проверка уровня алидады, обследование точности работы;
  • измерение коллимационной погрешности (отклонение от горизонтали);
  • проверка длины деталей штатива (должна быть одинаковой);
  • положение нитей визира, точность и качество их фокусировки.

Выявленные дефекты устраняют в ходе юстировки. Если они не поддаются исправлению, инструмент отправляют на ремонт или бракуют. Поскольку для выполнения поверки требуется специализированное лабораторное оборудование, право на выполнение процедуры имеют только сертифицированные метрологические организации.

Самостоятельно провести поверку можно, но получить подтверждающие документы не удастся. При этом все результаты, полученные в ходе работы с инструментом, не прошедшим поверку, признаются некорректными и не используются в дальнейших проектных работах.

Вопросы и ответы

У неподготовленных пользователей в ходе знакомства с теодолитом возникает масса вопросов. Рассмотрим самые частые из них.

Какой теодолит наиболее удобный и точный?

Максимальной точностью обладает электронный теодолит. Он лишен ошибок, связанных с человеческим фактором — неправильное считывание показателей, неточности при переносе данных в журнал и т. п. однако, такие приборы имеют и некоторые минусы — наличие погрешности и необходимость стабильного электропитания.

Как надо ухаживать за прибором?

Существует целый перечень правил ухода за теодолитом. В основном, они касаются защиты оптики, очистки корпуса и линз от пыли и грязи, аккуратного и бережного обращения с инструментом. Кроме этого, важно периодически смазывать юстировочные винты, чтобы избежать их раннего выхода из строя.

Зависит ли точность работы теодолита от длительности его хранения?

Если прибор хранился в нормальных условиях, на работоспособности это не скажется. Проблемы могут возникнуть, если сам прибор или внутренняя часть кейса промокали или подвергались механическим воздействиям (падение со стеллажей).

Сколько стоит процедура поверки?

Это зависит от расценок, действующих в данной организации. В среднем, стоимость поверки составляет от 3000 до 4000 рублей.

Какой производитель теодолитов наиболее надежный?

Наибольшей популярностью и доверием пользователей славятся инструменты от компаний BOIF (изготавливает только электронные теодолиты) и ADA ( в ассортименте имеются и электронные, и оптические модели).

Терморегулятор для теплого полаРейтинг лучших видеорегистраторовНезамерзающий кран для водыВсё о перфораторных бурахКонусное ступенчатое сверло по металлуГазовые баллоны для дачиНасадка на триммер для прополкиКоврик для работы в саду

Также читайте: Сварочный стол своими руками — материалы, порядок сборки, полезные советы. Помимо того, вас могут заинтересовать виды сварочных аппаратов.

Видео – Теодолит. Для чего предназначен и как устроен

Понравилась статья? Поделиться с друзьями: