Теодолит: конструкция и виды
Теодолит – один из основных инструментов для проведения строительных, геодезических и маркшейдерских работ, применяется для съёмки ситуации – контурного плана местности. Для высокой точности измерений теодолит снабжён визирной трубой, которая вращается по горизонтали и вертикали, и двумя отсчётными кругами (горизонтальным и вертикальным). Труба состоит из объектива, сетки нитей, фокусирующего устройства с кремальерой, окуляра и наводится на точки исследуемого объекта. Для большего увеличения и снятия показаний горизонтального и вертикального углов в трубе установлен отсчётный микроскоп. Все элементы закреплены и установлены на трегер – подставку с тремя подъёмными винтами. Устойчивой конструкцию делает геодезический штатив.
Теодолиты, в зависимости от вида исследований, разделяются на несколько групп:
По принципу работы:
- Механический теодолит. Прибор с механической системой наведения, не имеющий электронных или оптических деталей.
- Оптический теодолит. Прибор, имеющий оптическую визирную трубу для вычисления координат точек. Такой теодолит может работать без аккумулятора и в неблагоприятных погодных условия без потери точности измерений.
- Электронный (цифровой) теодолит. Прибор оснащён дисплеем, на котором отображаются координаты точек местности, преображённые в код. Цифровой теодолит помогает произвести измерения с высокой точностью и исключает ошибки снятия отсчёта геодезистом. Минус – периодически требуется зарядка аккумуляторной батареи.
- Лазерный теодолит. Является электронным теодолитом со встроенным лазером.
По конструкции:
- Повторительный теодолит. Конструкция позволяет лимбу (диску с нанесёнными делениями) вращаться вокруг оси самостоятельно или с алидадой (отсчётным устройством). Точность измерений увеличивается благодаря последовательному вращению алидады, которое повторяет на лимбе величину измеряемого горизонтального угла.
- Неповторительный (простой) теодолит. Конструкция закреплена на подставке, лимб при этом может поворачиваться, но без алидады.
По точности:
- Технический теодолит. Самый простой вид устройства. Допускает погрешность измерения углов ≤ 15–60″. Используется в строительстве, в инженерных, геологических изысканиях, при съёмочных работах.
- Точный теодолит. Допускает погрешность измерений ≤ 5″. Используется в строительстве и геодезии в проектах, требующих высокой точности, а также для триангуляции и полигонометрии.
- Высокоточный теодолит. Допускает погрешность ≤ 1″. Используется по госзаказам для создания геодезических сетей 1, 2, 3 I и II классов.
Преимущества теодолитов: простая эксплуатация, высокая точность измерений даже в плохих погодных условия, при высоких и низких температурах, устойчивость к влаге и пыли, доступная цена.
Теодолит в деле: как проходит съёмка
Топографическая съёмка теодолитом, которая ещё называется горизонтальной, помогает составить контурный план местности, но в отличие от тахеометрической не определяет высотной характеристики рельефа и применяется для измерения вертикальных и горизонтальных углов. Съёмка осуществляется преимущественно на небольших участках, в равнинной местности, в населённых пунктах, на ж.-д. узлах и автомагистральных объектах, застроенных участках.
Полевые работы начинаются с подготовительного этапа: подготовки необходимого оборудования (непосредственно теодолита – для измерения углов, стальных лент, рулетки, дальномеров – для измерения линий с относительной погрешностью не более 1/2000) и рекогносцировки – осмотра местности.
Теодолит приводят в рабочее положение: прибор устанавливается на штатив над точкой с известными координатами, центрируется и горизонтируется, настраивается визирная труба и отсчётный микроскоп. Теодолит готов производить замеры.
Теодолитная съёмка производится по принципу «от общего к частному»: от общей геодезической сети к ситуации. Когда оборудование настроено и произведена разведка местности, топографическая съёмка происходит в несколько этапов:
- Закрепление точек на местности. Съёмочное обоснование – положение точек, между которыми проводятся измерения, – определяется при осмотре местности. Используется замкнутый или разомкнутый ход. Замкнутый – прокладывается по границам землепользований, разомкнутый – внутри них. Поворотные точки полигонов и ходов закрепляются на местности кольями или столбами.
- Измерение линий и углов в полигонах и ходах. Теодолитный ход – основа для теодолитной съёмки, представляющая собой систему ломаных линий, углы которой измеряются теодолитом. Стороны теодолитных ходов определяются при рекогносцировке, для них выбирается ровная, твёрдая и удобная для измерения поверхность.
- Съемка ситуации. Может осуществляться одновременно с проложением геодезической сети или после угловых и линейных измерений. Съёмка производится с опорных точек и линий теодолитного хода разными методами: прямоугольных и полярных координат, угловых и линейных засечек, створов, промеров, обхода, перпендикуляров.
- Камеральная обработка результатов. Все полученные в результате данные записываются в журнал установленной формы и составляется абрис – предварительный чертёж, который послужит основой для создания плана местности.
С помощью теодолитной съемки можно создавать также карты местности масштаба 1:2000, 1:5000, 1:10 000.
Когда и для чего подходит
Топографическая съёмка теодолитом востребована при выполнении следующих задач:
- прокладке дорог, мостов и тоннелей;
- создании геодезических сетей;
- определении уклона рельефа;
- строительстве подземных сооружений;
- разработке горных выработок;
- контроле деформации зданий и сооружений.
Съёмка теодолитом популярна в малом строительстве. С помощью неё проектируются инженерные сооружения: размечается фундамент, устанавливаются сваи и колонны, а также возводятся частные постройки: дома, бани, гаражи.
