Teodolit

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie

Princip činnosti teodolitu

Teodolit je přístroj na přesné měření a vytyčování vodorovných a výškových úhlů.

Skládá se ze tří částí:

trojnožka, ve které je pouzdro vertikální osy teodolitu; trojnožka stojí na třech stavěcích šroubech, s jejihž pomocí přístroj horizontujeme (tj. urovnáváme do vodorovné polohy)
spodní část tzv. limbus, je vodorovný (horizontální) dělený kruh. V minulosti byly dělené kruhy kovové nebo skleněné. Dnes jsou kruhy elektronické.
horní část tzv. alhidáda, která je otáčivě uložena proti limbu, na které jsou čtecí pomůcky vodorovného kruhu, alhidádová libela, nosník dalekohledu s ložiskem otočné osy dalekohledu. Na točné ose dalekohledu je obdobnou konstrukcí,(jako alhidáda k limbu) umístěn svislý (vertikální) kruh, který umožnuje odečítání svislých úhlů. V tomto případě jsou odečítací pomůcky umístěny na nosnících dalekohledu. Jako dalekohled je použit Keplerův dalekohled, doplněný nitkovým křížem. Ve starých přístrojích je proto obraz stranově i výškově převrácený. V moderních přístrojích je obraz převracen soustavou hranolů do přirozené podoby.
Z přiloženého obrázku je patrné, že u teodolitu popisujeme tři hlavní přímky, které musí být na sebe kolmé. Osa "V" je svislá (vertikální) točná osa teodolitu, přístroj se kolem této osy otáčí. Osa "Hz" vodorovná (horizontální) točná osa dalekohledu, kolem této osy se otáčí dalekohled ve svislé rovině. Spojením otáčení kolem těchto dvou os dosáhneme možnosti zacílit do všech směrů a přímek, které procházejí průsečíkem těchto dvou os. Osa "Z" je záměrná osa (přímka) dalekohledu (což je spojnice středu nitkového kříže a středu objektivu), zacílením ji ztotožníme s přímkou pořebnou pro měřický výkon. Vzájemná kolmost těchto os je nazývána "osové podmínky teodolitu". Jedná se o tyto podmínky: V je svislá, Hz je kolmá na V a je tedy vodorovná, Z je kolmá na Hz. Případné odchylky od absolutní kolmosti jsou nazývány osovými chybami teodolitu a o odstranění těchto chyb, případně jejich eliminaci měřickým postupem je zpracována rozsáhlá odborná literatura.

Teodolity mohou být doplněné i některými dalšími součástkami, např. optickým dostřeďovačem, magnetickým usměrňovačem, nivelační libelou, dálkoměrem apod.

[editovat] Použití

Teodolity se používají v zeměměřictví (geodézii) a to již od 19. století pro měření prostorových souřadnic. Za tu dobu prodělaly zásadní konstrukční a technologocký vývoj, ale myšlenka dvou otočných os na sebe kolmých a kolmé záměrné přímky zůstává stále zachována. Rovněž tak zůstává zachována podmínka, že dalekohledem teodolitu musí být vidět na měřený bod (nebo na bod náhradní k měřenému bodu zpravidla blízký). Potřeba určovat teodolitem všechny tři prostorové souřadnice měřeného bodu vedla k doplňování teodolitů dálkoměrem. Nejčastějším typem dálkoměru byl nitkový dálkoměr, který byl ve druhé polovině 20. století součástí prakticky všech běžných teodolitů. Takto doplněný teodolit byl nazýván tachymetr nebo tacheometr a umožňoval určit pro daný bod tři prostorové souřadnice (vodorovný směr, svislý úhel a vzdálenost) najednou. Převod těchto "kulových" prostorových souřadnic na souřadnice "válcové" (vodorovný směr, převýšení a vodorovná délka) nebo souřadnice "pravoúhlé" (tři pravoúhlé souřadnice nejčastěji označované XYZ nebo také 3D) je snadno odvoditelný (předpokládá se znalost goniometrických funkcí) a je zásadním teoretickým poznatkem pro práci s teodolitem. Do šedesátých let 20. století dálkoměry intstalované v teodolitech svojí přesností zoufale pokulhávaly za přesností pomůcek pro odečítání vodorovných a svislých úhlů a rovněž teodolity byly konstruovány s využitím znalostí z přesného strojírenství a optiky. Pro teodolity vyrobené v této době se dnes používá název "optický" teodolit.

[editovat] Totální stanice

S příchodem elektroniky a úspěšného ovládnutí technologie měření délek pomocí světelného paprsku (přesnost měřené délky je uváděna v milimetrových hodnotách, přičemž dosah světelného dálkoměru překračuje kilometrové hodnoty), prodělaly teodolity zásadní změnu. Pro elektronický teodolit doplněný světelným dálkoměrem se používá název totální stanice.