Pomiary teodolitem
Cz. 1 - wprowadzenie
Trochę historii
Teodolit jest przyrządem do pomiaru kątów, którego protoplaści jak gnomon, astrolabia i dioptra powstały jeszcze przed naszą erą. Pierwsza wzmianka o teodolicie została zamieszczona przez Thomasa Diggesa w podręczniku miernictwa „Pantometria” z 1571 r. Twórcą pierwszego współczesnego teodolitu był Heinrich Wild w okresie swojego zatrudnienia u Carla Zeissa w Jenie na początku XX wieku. Natomiast pierwszy teodolit elektroniczny wyprodukowano w zakładach Otto Fennela w Kassel.
Cała kwintesencja rozprawy na temat teodolitu zawiera się w słowach: dwa koła i cztery osie. Koła poziome i pionowe służą do pomiaru kątów. Wspomniane zaś osie to pionowa (główna), wokół której obraca się instrument, oś obrotu lunety, oś celowa i oś libelli alidadowej. Nie jest to aż tak skomplikowane jak mogłoby się wydawać. Wprawa w posługiwaniu się przyrządem przychodzi dosyć szybko, a widoczne zalety i korzyści zastosowania tego instrumentu są wręcz nieocenione.
Klasyczne i cyfrowe
Powołując się na stwierdzenie znanego wykładowcy prof. dr hab. Adama Łyszkowicza, że przez ostatnie 100 lat dokładność pomiaru kątów nie uległa istotnej poprawie i nic nie wskazuje na to, aby w najbliższej przyszłości miała się zmienić, możemy uznać, że opracowany na początku XX w. standard konstrukcji teodolitów jest bliski ideału.
W przyrządach optycznych obraz kół podziałowych jest przenoszony przy pomocy pryzmatu do lunetki mikroskopu odczytowego. Natomiast w elektronicznych, które różnią się od optycznych jedynie automatyzacją odczytu, wartości kątów są przekazywane na wyświetlacz ciekłokrystaliczny za pomocą mikroprocesora. Teodolity cyfrowe mogą być również wyposażone w dalmierz elektromagnetyczny umożliwiający jednoczesny pomiar odległości. Najważniejszym kryterium klasyfikacji teodolitów jest dokładność z jaką można pomierzyć kąt w jednej serii.
Zastosowania
W budownictwie teodolit służy zazwyczaj do dwóch celów, a mianowicie pomiarów kątowych i wytyczeń, przy czym na placu budowy obserwuje się przewagę tych drugich. Co możemy zatem osiągnąć dzięki pomiarowi kątów? Znając wartości kątów poziomych pod jakimi przecinają się osie ciągów komunikacyjnych łatwo wpasujemy łuki i klotoidy krawężników. Sprawdzimy również zachowanie wzajemnej prostopadłości obrysów ścian na budynkach przed rozpoczęciem wykopów. Kąty pionowe służą zazwyczaj do określania wysokości obiektów z zależności trygonometrycznych w trójkątach. Najważniejsze jednak zadania przy wykorzystaniu teodolitu to: tyczenie prostych, tyczenie pod zadanym kątem, przenoszenie wysokości, pionowanie. W praktyce sprowadza się to do wyznaczania obrysów budynków, przetyczania krawężników i ogrodzeń, przenoszenia osi w dół do wykopu lub w górę na kolejne kondygnacje, pionowania słupów i innych podpór, ustawiania w linii elementów konstrukcji, szalunków, elewacji. Nie wyczerpuje to oczywiście jeszcze całego potencjału instrumentu.
Pomiary
Pomiar kątów wykonujemy z reguły w dwóch położeniach lunety aby ustrzec się pomyłek obserwatora oraz wyeliminować większość błędów instrumentalnych. Pamiętajmy również, że zero podziału koła pionowego powinno się znaleźć na linii pionu. Poza tym bardzo ważne jest centrowanie przyrządu nad punktem środkowym oraz jego dokładne poziomowanie. W przypadku wykonywania zadania polegającego na pionowaniu słupów, należy bacznie obserwować i odpowiednio korygować libellę alidadową.
Rozstawiamy instrument w punkcie środkowym S, poziomujemy i centrujemy tak, aby oś pionowa pokryła się z krawędzią S'- S". Spoglądając w okular lunety celujemy najpierw do punktu A, a następnie do punktu B. Z różnicy odczytów koła poziomego obliczamy kąt poziomy β. Dla każdego z naszych punktów A i B możemy również określić odległość zenitalną ξ, którą wyraża kąt zawarty pomiędzy linią pionu (krawędzią S' - S"), a kierunkiem do punktu A lub B. Tę wartość odczytujemy z koła pionowego teodolitu.
Niezbędne akcesoria
Sprawne i dokładne pomiary teodolitem wykonamy stosując odpowiednie akcesoria. Najważniejszym kryterium wyboru statywu jest jego stabilność. Zakup odpowiednio ciężkiego, z dużym otworem głowicy, będzie idealnym rozwiązaniem. Możliwość stromego ustawienia lunety uzyskamy zaopatrując się w pryzmaty łamiące, które zakładamy na okular lunety i mikroskop odczytowy. Wykonane z trwałych materiałów solidne tyczki zagwarantują efektywną pracę w terenie.
geo-FENNEL – gwarancja perfekcji
160 lat temu, pionier, konstruktor i wynalazca Otto Fennel z wielką pasją i wytrwałością pracował nad precyzją wytwarzanych w jego zakładach instrumentów pomiarowych.
Już w tamtych czasach zdobyły one status referencyjnych. Przekazana i wpojona następcom myśl techniczna znalazła swoje odzwierciedlenie w ciągłym dążeniu do perfekcji, kontynuowanym aż do dziś. Dzięki temu marka geo-FENNEL wyniosła technikę pomiarową na wyżyny dokładności i funkcjonalności. Żmudnie dopracowywana i ulepszana paleta produktów cieszy się niezmiennym uznaniem na wszystkich kontynentach. Od ponad 25 lat jest ona również obecna na wielu budowach w Polsce.
- niwelatory optyczne,
- teodolity,
- drogomierze,
- osprzęt: łaty i przymiary, statywy.
| Teodolit budowlany | Teodolit geodezyjny | Teodolit precyzyjny | |
|---|---|---|---|
| Najmniejsza działka: | 10c÷20c | 10cc÷20cc | 1cc÷5cc |
| Powiększenie lunety: | 18x÷25x | 25x÷30x | 30x÷35x |
| Zastosowanie: | Tyczenia budowlane | Poligonizacja, wytyczenia | Precyzyjne wytyczenia, pomiary przemysłowe |
Plusy i minusy teodolitów
Każdy użytkownik nowozakupionego urządzenia, oczekuje jak największej wydajności i uniwersalności po jego uruchomieniu. Mamy nadzieję, że poniższe zestawienie pomoże niezdecydowanym podjąć najlepszą decyzję.
Teodolity optyczne
Plusy:
+ wysoka niezawodność,
+ prostota obsługi,
+ bardzo długi okres użytkowania,
Minusy:
- konieczność podświetlania kół podziałowych,
- brak rejestracji wyników,
- jeden rodzaj jednostek.
Teodolity optyczno-elektroniczne
Plusy:
+ możliwość wyboru jednostek,
+ ustawiane parametry,
+ możliwość rejestracji wyników
Minusy:
- skomplikowana obsługa,
- konieczność zasilania prądem,
- bardziej narażone na uszkodzenie.