Ein Theodolit ist ein Präzisionsinstrument, um Winkel in den horizontalen und vertikalen Flugzeugen zu messen. Theodolite werden hauptsächlich verwendet, um Anwendungen zu überblicken, und sind zu Spezialzwecken in Feldern wie Metrologie und Rakete-Start-Technologie angepasst worden. Ein moderner Theodolit besteht aus einem beweglichen Fernrohr, das innerhalb von zwei rechtwinkligen Äxten — die horizontale Achse oder Drehzapfen-Achse und die vertikale Achse bestiegen ist. Wenn das Fernrohr an einem Zielgegenstand angespitzt wird, kann der Winkel von jeder dieser Äxte mit der großen Präzision normalerweise zu Sekunden des Kreisbogens gemessen werden.

Durchfahrt bezieht sich auf einen Spezialtyp des Theodolits entwickelt am Anfang des 19. Jahrhunderts. Es hat ein Fernrohr gezeigt, das über "schnipsen konnte" ("queren das Spielraum" durch), leichtes Zurückzielen und Verdoppelung von Winkeln für die Fehlerverminderung zu erlauben. Einige Transitinstrumente waren dazu fähig, Winkel direkt zu dreißig Sekunden zu lesen. In der Mitte des 20. Jahrhunderts ist "Durchfahrt" gekommen, um sich auf eine einfache Form des Theodolits mit weniger Präzision zu beziehen, an Eigenschaften wie Skala-Vergrößerung und Mikrometer Mangel habend. Obwohl genaue elektronische Theodolite weit verbreitete Werkzeuge geworden sind, findet die Durchfahrt noch Gebrauch als ein Leichtgewichtswerkzeug auf Baustellen.

Außerdem ist die Brunton Taschendurchfahrt, die allgemein für Feldmaße durch Geologen und Archäologen verwendet ist, im dauernden Gebrauch seit 1894 gewesen. Einige Typen von Durchfahrten messen vertikale Winkel nicht.

Das Niveau des Baumeisters ist häufig für eine Durchfahrt falsch, aber es misst weder horizontale noch vertikale Winkel. Es verwendet eine Richtwaage, um ein Fernrohr-Niveau zu veranlassen, eine Gesichtslinie entlang einem Niveau-Flugzeug zu definieren.

Konzept der Operation

Beide Äxte eines Theodolits werden mit Teilkreisen ausgestattet, die das Vergrößern von Linsen durchgelesen werden können. (R. Anders hat M. Denham geholfen, diese Technologie 1864 zu entdecken), Der vertikale Kreis, der über die horizontale Achse 'durchquert', sollte 90 ° lesen (100 Student im Aufbaustudium), wenn die Anblick-Achse, oder 270 ° horizontal ist (300 Student im Aufbaustudium), wenn das Instrument in seiner zweiten Position ist, d. h. "ist" oder "getaucht" umgekippt. Die Hälfte des Unterschieds zwischen den zwei Positionen wird den "Index-Fehler" genannt.

Die horizontalen und vertikalen Äxte eines Theodolits müssen rechtwinklig sein, wenn nicht dann besteht ein "horizontaler Achse-Fehler". Das kann durch das Übereinstimmen der röhrenförmigen Geisterluftblase-Parallele zu einer Linie zwischen zwei footscrews und das Setzen der zentralen Luftblase geprüft werden. Ein horizontaler Achse-Fehler besteht, wenn die Luftblase zentral abläuft, wenn die röhrenförmige Geisterluftblase (gedreht durch 180 °) umgekehrt wird. Um sich anzupassen, entfernen Sie Hälfte des Betrags die Luftblase ist vom Verwenden der sich anpassenden Schraube, dann Wiederniveau, Test heruntergelaufen und raffiniert die Anpassung.

Die optische Achse des Fernrohrs, genannt die "Anblick-Achse", definiert durch das optische Zentrum der objektiven Linse und das Zentrum des Fadenkreuzes in seinem im Brennpunkt stehenden Flugzeug, muss auch auf der horizontalen Achse rechtwinklig sein. Wenn nicht, dann "collimation Fehler" besteht.

Index-Fehler, horizontaler Achse-Fehler und collimation Fehler werden regelmäßig durch die Kalibrierung bestimmt und werden durch die mechanische Anpassung entfernt. Ihre Existenz wird in der Wahl des Maß-Verfahrens in Betracht gezogen, um ihre Wirkung auf die Maß-Ergebnisse zu beseitigen.

Ein Theodolit wird auf seinem Dreifuß-Kopf mittels eines erzwungenen im Mittelpunkt stehenden Tellers oder tribrach bestiegen, der vier Daumenschrauben, oder in modernen Theodoliten, drei für das schnelle Planieren enthält. Vor dem Gebrauch muss ein Theodolit vertikal über dem zu messenden Punkt mit einem senkrechten Bob, optischem Lot oder Laserlot genau gelegt werden. Das Instrument ist dann das Satz-Niveau-Verwenden, das footscrews und kreisförmige und genauere röhrenförmige Geisterluftblasen zielt.

Geschichte

Der Begriff Dioptrie wurde manchmal in alten Texten als ein Synonym für den Theodolit gebraucht. Das ist auf ein älteres astronomisches Instrument genannt einen dioptra zurückzuführen.

Vor dem Theodolit wurden Instrumente wie die geometrischen quadratischen und verschiedenen Teilkreise (sieh circumferentor), und Halbkreise (sieh graphometer), verwendet, um entweder vertikale oder horizontale Winkelmaße zu erhalten. Es war nur eine Frage der Zeit, bevor jemand zwei Messgeräte in ein einzelnes Instrument gestellt hat, das beide Winkel gleichzeitig messen konnte. Gregorius Reisch hat solch ein Instrument im Anhang seines Buches Margarita Philosophica gezeigt, die er in Strasburg 1512 veröffentlicht hat. Es wurde im Anhang von Martin Waldseemüller, einem Topographen von Rheinland und Kartenzeichner beschrieben, der das Gerät in demselben Jahr gemacht hat. Waldseemüller hat sein Instrument den polimetrum genannt.

Das erste Ereignis des Wortes "Theodolit" wird im Vermessen-Lehrbuch Eine geometrische Praxis genannt Pantometria (1571) von Leonard Digges gefunden, der postum von seinem Sohn, Thomas Digges veröffentlicht wurde. Die Etymologie des Wortes ist unbekannt. Der erste Teil des Neuen lateinischen theo-delitus könnte vom Griechen stammen, ", um anzuschauen oder aufmerksam auf" zu schauen, oder, "um zu laufen", aber der zweite Teil ist rätselhafter und wird häufig einer ungelehrten Schwankung von einem der folgenden griechischen Wörter zugeschrieben: "offensichtlich" oder "klar", oder "lange", oder "Sklave" oder eine unbeglaubigte Zusammensetzung von Neolatin sich verbindender "Weg" und "Ebene" bedeutend. Es ist auch darauf hingewiesen worden, dass-delitus eine Schwankung des Lateins lässig im Sinne "des ausgestrichenen" ist.

Es gibt etwas Verwirrung über das Instrument, auf das der Name ursprünglich angewandt wurde. Einige identifizieren den frühen Theodolit als ein Azimut-Instrument nur, während andere es als ein altazimuth Instrument angeben. Im Buch von Digges hat der Name "Theodolit" ein Instrument beschrieben, um horizontale Winkel nur zu messen. Er hat auch ein Instrument beschrieben, das sowohl Höhe als auch Azimut gemessen hat, den er ein topographicall Instrument [sic] genannt hat. So hat der Name ursprünglich nur für das Azimut-Instrument gegolten und ist nur später verbunden mit dem altazimuth Instrument geworden. Die 1728-Enzyklopädie vergleicht "graphometer" mit "dem Halbtheodolit". Gerade als spät als das 19. Jahrhundert das Instrument, um horizontale Winkel zu messen, nur einen einfachen Theodolit und das altazimuth Instrument, den einfachen Theodolit genannt wurde.

Das erste Instrument mehr wie ein wahrer Theodolit war dasjenige wahrscheinlich, das von Joshua Habermel in Deutschland 1576 gebaut ist, mit dem Kompass und Dreifuß abgeschlossen.

Die frühsten altazimuth Instrumente haben aus einer Basis bestanden, die mit einem Vollkreis an und ein vertikales Winkelmessen-Gerät, meistenteils ein Halbkreis in Grade eingeteilt ist. Ein alidade auf der Basis wurde verwendet, um einen Gegenstand für das horizontale Winkelmaß zu sichten, und ein zweiter alidade wurde auf dem vertikalen Halbkreis bestiegen. Spätere Instrumente hatten einen einzelnen alidade auf dem vertikalen Halbkreis, und der komplette Halbkreis wurde bestiegen, um verwendet zu werden, um horizontale Winkel direkt anzuzeigen. Schließlich, das einfache, wurde offener Anblick alidade durch ein Zielen-Fernrohr ersetzt. Das wurde zuerst von Jonathan Sisson 1725 getan.

Der Theodolit ist ein modernes, genaues Instrument 1787 mit der Einführung des berühmten großen Theodolits von Jesse Ramsden geworden, der er das Verwenden eines sehr genauen sich teilenden Motors seines eigenen Designs geschaffen hat. Die Nachfrage konnte durch Auslandstheodolite wegen ihrer unzulänglichen Präzision nicht befriedigt werden, folglich wurden alle Instrumente, die hohen Präzisionsanforderungen entsprechen, in England gemacht. Trotz der vielen deutschen Instrument-Baumeister am Ende des Jahrhunderts gab es keine verwendbaren deutschen verfügbaren Theodolite. Ein Übergang wurde von Breithaupt und der Symbiose von Utzschneider, Reichenbach und Fraunhofer verursacht.

Als Technologie in den 1840er Jahren fortgeschritten ist, wurde der vertikale teilweise Kreis durch einen Vollkreis ersetzt, und sowohl vertikale als auch horizontale Kreise wurden fein in Grade eingeteilt. Das war der Transittheodolit. Theodolite wurden später an eine breitere Vielfalt von mountings und Gebrauch angepasst. In den 1870er Jahren wurde eine interessante Wasserversion des Theodolits (ein Pendel-Gerät verwendend, um Welle-Bewegung entgegenzuwirken), von Edward Samuel Ritchie erfunden. Es wurde durch die amerikanische Marine verwendet, um die ersten Präzisionsüberblicke über amerikanische Häfen auf den Atlantik und Golfküsten zu nehmen. Mit ständigen Verbesserungen hat sich das Instrument fest zum modernen Theodolit entwickelt, der von Landvermessern heute verwendet ist.

Operation im Vermessen

Triangulation, wie erfunden, durch Gemma Frisius 1533, besteht daraus, solche Richtungsanschläge der Umgebungslandschaft von zwei getrennten Einstellungen zu machen. Die zwei grafisch darstellenden Papiere sind überlagert, ein Skala-Modell der Landschaft, oder eher die Ziele darin zur Verfügung stellend. Die wahre Skala kann durch das Messen einer Entfernung sowohl im echten Terrain als auch in der grafischen Darstellung erhalten werden.

Moderne Triangulation, wie, z.B, geübt, durch Snellius, ist dasselbe durch numerische Mittel durchgeführte Verfahren. Die Block-Anpassung von Photogrammetric von Stereopaaren von Luftfotographien ist eine moderne, dreidimensionale Variante.

Gegen Ende der 1780er Jahre Jesse Ramsden, Yorkshireman von Halifax, wurde England, wer den sich teilenden Motor entwickelt hatte, um winkelige Skalen genau zu innerhalb einer Sekunde des Kreisbogens zu teilen, beauftragt, ein neues Instrument für die britische Amtliche Landesvermessung zu bauen. Der Theodolit von Ramsden wurde im Laufe der nächsten paar Jahre verwendet, um das ganze südliche Großbritannien durch die Triangulation kartografisch darzustellen.

Im Netzmaß beschleunigt der Gebrauch des erzwungenen Zentrierens Operationen, während er die höchste Präzision aufrechterhält. Der Theodolit oder das Ziel können von, oder socketed in, der erzwungene im Mittelpunkt stehende Teller mit der Submm-Präzision schnell entfernt werden. Heutzutage verwenden GPS für die geodätische Positionierung verwendete Antennen ein ähnliches steigendes System. Die Höhe des Bezugspunktes des Theodolits — oder das Ziel — über dem Boden-Abrisspunkt muss genau gemessen werden.

Die amerikanische Durchfahrt hat Beliebtheit während des 19. Jahrhunderts mit amerikanischen Gleise-Ingenieuren gewonnen, die Westen stoßen. Die Durchfahrt hat den Gleise-Kompass, Sextanten und Oktanten ersetzt und war bemerkenswert, indem sie ein Fernrohr kürzer gehabt worden ist als die Grundarme, dem Fernrohr erlaubend, vorbei gerade unten vertikal rotieren gelassen zu werden. Die Durchfahrt ist in der Lage gewesen, auf seinem vertikalen Kreis 'zu schnipsen' und leicht den genauen 180 Grad-Anblick dem Benutzer zu zeigen. Das hat die Betrachtung von langen Geraden, solcher als erleichtert, als es den amerikanischen Westen überblickt hat. Vorher hat der Benutzer das Fernrohr auf seinem horizontalen Kreis zu 180 rotieren gelassen und musste den Winkel sorgfältig überprüfen, als er 180 Grad-Umdrehungen gedreht hat.

Moderne Theodolite

In heutigen Theodoliten wird das Lesen aus den horizontalen und vertikalen Kreisen gewöhnlich elektronisch getan. Die Ausgabe wird durch eine Drehung encoder getan, der, z.B mit Codes von Gray, oder zusätzlich mit gleich weit entfernten leichten und dunklen radialen Bändern absolut sein kann. Im letzten Fall spinnen die Kreise schnell, Winkelmaß auf das elektronische Maß von Zeitunterschieden reduzierend. Zusätzlich kürzlich sind CCD Sensoren zum im Brennpunkt stehenden Flugzeug des Fernrohrs hinzugefügt worden, das erlaubt sowohl ins Visier autonimmt als auch des automatisierten Maßes des restlichen Zielausgleichs. All das wird in der eingebetteten Software durchgeführt.

Außerdem werden viele moderne Theodolite, kostbare bis zu 10,000 $ pro Kopf, mit einheitlichen electro-optischen Entfernungsmessen-Geräten, allgemein infrarot gestützt ausgestattet, das Maß in erlaubend, geht man von ganzen dreidimensionalen Vektoren — obgleich in Instrument-definierten polaren Koordinaten, die dann in ein vorher existierendes Koordinatensystem im Gebiet mittels einer ausreichenden Anzahl von Kontrollpunkten umgestaltet werden können. Diese Technik wird eine Resektionslösung oder das freie Stationspositionsvermessen genannt und wird weit verwendet, indem sie das Vermessen kartografisch darstellt. Die Instrumente, "intelligente" Theodolite haben das Selbstregistrieren tacheometers oder "die Gesamtstationen" genannt, führen die notwendigen Operationen durch, Daten in innere sich einschreibende Einheiten, oder in Außendatenspeichergeräte sparend. Gewöhnlich werden Ruggedized-Laptops oder PDAs als Datensammler für diesen Zweck verwendet.

Gyrotheodolites

Ein gyrotheodolite wird verwendet, wenn das Nordsüdbezugslager des Meridians ohne astronomische Sternsehenswürdigkeiten erforderlich ist. Das kommt hauptsächlich im unterirdischen Bergbau und in der Tunnel-Technik vor. Zum Beispiel, wo eine Röhre unter einem Fluss gehen muss, könnte eine vertikale Welle auf jeder Seite des Flusses durch einen horizontalen Tunnel verbunden werden. Ein gyrotheodolite kann an der Oberfläche und andererseits am Fuß der Wellen bedient werden, um die Richtungen zu identifizieren, die zum Tunnel zwischen der Basis der zwei Wellen erforderlich sind. Verschieden von einem künstlichen Horizont oder Trägheitsnavigationssystem kann ein gyrotheodolite nicht umgesiedelt werden, während es funktioniert. Es muss wieder an jeder Seite wiederangefangen werden.

Der gyrotheodolite umfasst einen normalen Theodolit mit einer Verhaftung, die ein bestiegenes Gyroskop um zur Sinnfolge der Erde und davon die Anordnung des Meridians enthält. Der Meridian ist das Flugzeug, das sowohl die Achse der Folge der Erde als auch den Beobachter enthält. Die Kreuzung des Meridian-Flugzeugs mit dem horizontalen enthält das wahre geografische erforderliche Nordsüdbezugslager. Der gyrotheodolite wird gewöhnlich das im Stande Sein genannt, wahren Norden zu bestimmen oder zu finden.

Ein gyrotheodolite wird am Äquator und sowohl in den nördlichen als auch in südlichen Halbkugeln fungieren. Der Meridian ist an den geografischen Polen unbestimmt. Ein gyrotheodolite kann an den Polen nicht verwendet werden, wo die Achse der Erde auf der horizontalen Achse des Spinners genau rechtwinklig ist, tatsächlich wird es innerhalb von ungefähr 15 Graden des Pols nicht normalerweise verwendet, weil der Ostwestbestandteil der Folge der Erde ungenügend ist, um zuverlässige Ergebnisse zu erhalten. Wenn verfügbar, sind astronomische Sternsehenswürdigkeiten im Stande, den Meridian zu geben, der besser trägt als hundertmal die Genauigkeit des gyrotheodolite. Wo diese Extrapräzision nicht erforderlich ist, ist der gyrotheodolite im Stande, ein Ergebnis schnell ohne das Bedürfnis nach Nachtbeobachtungen zu erzeugen.

Siehe auch

• Winkelmesser
• Pummeliges Niveau
• Leica Geosystems
• LIDAR
• Makrometer
• Flugzeug-Tisch
• Die Methode von Rankine
• Das Vermessen
• Tacheometry
• Gesamtstation
• Tribrach
• Dreifuß