что видно в теодолите фото
Что видно в теодолите фото
Геодезия – одна из самых древних наук. Уже в XVII в. появились первые устройства для проведения промеров. В их числе был и оптический теодолит.
Краткое содержимое статьи:
Описание прибора. Его виды
Теодолит называется геодезический прибор, служащий для измерения как вертикальных, так и горизонтальных углов на местности. Принято выделять теодолиты следующих видов:
В зависимости от сложности конструкционного решения геодезические приборы могут быть:
Простого типа. Здесь алидада и вертикальная цилиндрическая ось связаны между собой.
Повторительного типа. Вращение лимба и алидады может быть как совместным, так и раздельным. Благодаря приборам подобного типа можно проводить измерения углов не только по классической методике, но и способом повторений.
Теодолиты могут быть оснащены самой разнообразной оптикой, начиная с фотоаппарата и кончая видеокамерой. Отсюда и соответствующие названия – фототеодолит и кинотеодолит.
Современные теодолиты весьма высокоточны и технологичны. Например, гиротеодолит позволяет производить измерения азимута во всех направлениях.
Самым популярным сегодня видом теодолита является электронный теодолит. Во всём, что касается точности измерений, он гораздо лучше своего оптического аналога. Подобные приборы оснащены электронным дисплеем и встроенной памятью.
Оптический теодолит
Достоинства оптического теодолита:
Электронный теодолит
К положительным сторонам электронного теодолита относятся:
Правила работы с теодолитом
Как же пользоваться теодолитом? Это не так сложно, как кажется на первый взгляд.
Вначале необходимо поместить прибор в вершину угла, который вы хотите измерить. Причём лимб должен быть своим центром в данной точке.
Затем воспользуйтесь алидадой (вращаемой линейкой) – совместите её с одной из сторон угла и отмечайте показания по кругу.
Далее переместите алидаду ко второй стороне угла и зафиксируйте получившуюся цифру. Разница этих двух показаний и будет равна величине угла. Вот и весь принцип работы теодолита.
Конструкция теодолита
Как показывают фото данного прибора, в его состав входят:
Все рассмотренные выше составные детали помещены в корпус, устанавливаемый на треногу.
Теодолитная съёмка
Теодолитная съёмка – это группа мероприятий, проводимых при помощи теодолита с целью построения контурного плана местности. Она состоит из двух этапов:
Рассмотрим инструкцию для проведения теодолитной съёмки:
ТЕОДОЛИТЫ
Теодолит геодезический — угломерный инструмент, применяющийся при геодезических, маркшейдерских, астрономических и некоторых других работах для измерения горизонтальных углов между линиями и углов наклона линий (при астрономических измерениях — зенитных расстояний).
Термин «теодолит» был впервые применен англичанином Диггсом в 1552г. при описании инструмента для измерения горизонтальных углов на основе астролябии. Так что первые теодолиты были горизонтальными и горизонтальные теодолиты использовались до конца 19 века. В 1576г. в Германии И.Габермель построил «универсальный инструмент», действовавший по принципу теодолита.
Первый теодолит, обладавший всеми характерными чертами современных простейших теодолитов, построил английский механик Джон Сиссон в 1730г.
Возможно названия «теодолит» происходит от греч. Theaomai (смотрю) и Dolichos (длинный) — «далекосмотрящий». Действительно, если Диггс заменил диоптры алидады астролябии зрительной трубой, то и получил «далекосмотрящий» вариант астролябии.
Иллюстрацией замены диоптров астролябии зрительными трубами можно считать инструмент, приведенный ниже, который назван теодолитом горизонтальным или астролябией (за рубежом называют «графометр») с двумя трубами (каждая заменяет парные диоптры).
Теодолиты относятся к наиболее точным и универсальным геодезическим приборам, широко применяемым при топогеодезических съемках, особенно при использовании метода триангуляции. Этот метод заключается в разбивке на местности между конечными пунктами ряда треугольников, в которых измеряются только углы и одна выходная сторона. Решение треугольников дает возможность получить требуемое расстояние с большой точностью. В конце XIX века инструкция предписывала геодезистам при производстве триангуляционных работ использовать только высокоточные угломерные приборы: теодолиты и универсалы.
В ХХ в. развитие геодезических приборов шло бурными темпами. Усилия конструкторов были направлены на то, чтобы сделать приборы более легкими, компактными, удобными в обращении и простыми в изготовлении, затем стали добиваться повышения точности отсчитывания и более полного использовании оптики (использование «просветленной оптики», антирефрексных покрытий), а также возможности простого и быстрого отсчета, по возможности со стороны окуляра зрительной трубы, с одновременным наблюдением шкал горизонтального и вертикального кругов. Кроме того, ввиду повысившейся чувствительности деталей приборов к внешним воздействиям (толчкам, пыли, влажности) их стали защищать крышками, кожухами и т.п.
Теодолиты с металлическими лимбами
Такие теодолиты еще называют «оптико-механическими» или «механическими», чтобы отличить от оптических теодолитов с прозрачными лимбами. Это, конечно, условность — и те, и другие имеют оптические и механические элементы и строго все теодолиты со зрительной трубой относятся к «оптико-механическим» приборам.
Один из самых старых теодолитов в собрании ГСИ итальянской фирмы «La Filotecnica ing. A. Solmoiraghi» (приборы данной фирмы, достаточно известной на рубеже XIX-XX веков, очень редки на территории России) датируется 1870-ми годами.
Два зарубежных теодолита: J.Gambs ХIХ в. и фирмы Г.Герляха начала ХХ в. дают представление о ранних конструкциях теодолитов без вертикального лимба. Первый французский повторительный теодолит с редкой системой зажима и малого вращения горизонтального лимба и прилегающего круга, связанного в свою очередь с горизонтальным кругом меньшего диаметра у треноги, при котором также имеются и зажимной винт и малых смещений.
У следующего теодолита зрительная труба имеет выдвижной объектив, что характерно для американских приборов, но еще используется только перекрестье нитей без дальномерных, одно окошко для считывания показаний без лупы-микроскопа, хотя верньер дает точность отсчета в 1 минуту.
В отличие от повторительных теодолитов у простых теодолитов лимб жестко скреплен со стойкой, что мы видим у пражского теодолита (чешские теодолиты — редкость в нашей стране).
Самый первый экспонат музея ГСИ — теодолит с металлическими лимбами и буссолью фирмы «М.Таубер, К.Цветков и К» Константиновского Межевого института, впоследствии МИИГАиК. С учетом начала работы фирмы с 1908 г. данный прибор (зав.№430) можно датировать 1910-ми годами.
Именно с этого прибора, со слов Шагаева А.М., и началась история музейного собрания ГСИ. Сотрудники ГСИ постепенно пополняли коллекцию, передавая в дар сохранившиеся у них геодезические приборы и литературу, а потом, после выделения специального помещения и организации экспозиции музея — приборы стали уже целенаправленно приобретать для музея, особая роль в этом пополнении коллекции принадлежит Техническому директору ГСИ Филатову С.В., увлеченному историей развития геодезических инструментов.
Теперь уже коллекция включает более 500 приборов, выделился обменный фонд, приборы участвуют в различных выставках, временно предоставляются для экспонирования в других музеях, в частности, демонстрируются в экспозиции открывшегося московского Планетария.
Данный теодолит относится к повторительным, т.е горизонтальный лимб может вращаться относительно основания (в отличие от «простых» теодолитов, у которых горизонтальный лимб наглухо скреплен с основанием). Повторительные теодолиты известны с начала ХIХ века и к концу века они практически вытеснили «простые» теодолиты.
В середине ХIХ века теодолиты оснащаются верньерами, а для конца ХIХ века уже характерна конструкция теодолита с верньерами на обоих лимбах 10-минутной точности.
В начале ХХ века в повторительные теодолиты уже оснащаются микроскопами-лупами для счета показаний на обоих кругах.
Вызывают интерес довольно редкие конструкции теодолитов на одной опоре:
А также теодолит московской фирмы Ф. Швабе
Можно отметить, что первые советские теодолиты — те же приборы отечественных фирм царского времени. Так теодолит фирмы Ф.Швабе, у которого уже имеется защитный кожух горизонтального лимба,
соседствует с полным советским аналогом, выпущенным в 1920-х гг., той же одноминутной точности отсчетов, с выдвижным окуляром зрительной трубы.
У повторительного теодолита фабрики «Геодезия» Геокартпрома (бывшей фирмы «М.Таубер, К.Цветков и К») оба лимба закрыты защитными кожухами, установлена буссоль, уровень при вертикальном лимбе, точность горизонтального лимба 30 секунд, вертикального — 1 минута. Характерная конструкция того времени.
Примерно в это же время (1930-е гг.) английская фирма «E.R.Watts & Son» выпускает теодолиты без буссоли, уже с кремальерным винтом внутренней фокусировки трубы и трегерной пластиной снизу.
А завод Геофизика (преемник фирмы Швабе, впоследствии завод № 217, затем УОМЗ) в 1930-е гг. уже выпускает теодолиты с защитных кожухом вертикального лимба и необычным «торцевым» считыванием показаний, зрительная труба уже имеет внутреннюю фокусировку посредством кремальерного кольца и большее увеличение.
Горный теодолит фирмы «Брейтгаупт и сын» дает представление о конструкции горного теодолита, предложенного П.А.Олышевым в 1846 г. Принцип его работы не сильно отличается от буссолей с угломером и трубой, представленных в разделе «Приборы специального назначения» (№540, №560).
Конструкция «плоского» послевоенного горного теодолита фирмы Эртель с трубой с внутренней фокусировкой также более отвечает конструкции «буссоли с угломером и трубой» в силу малой точности и отсутствия горизонтального лимба.
В коллекции ГСИ, конечно, имеются распространенные советские теодолиты без буссоли серий ТГ (теодолит горный), выпускаемых Харьковским заводом маркшейдерских инструментов в 1930-60-е гг.:
ТГ-3 с призменным окуляром, позволяющим вести наблюдение в стесненных условиях и под крутыми углами
В комплект горного теодолита ТГ-1 входила внецентренная съемная труба ЭТ-1, более поздние внецентренные трубы (до ЭТ-5) также подходили к основанию ТГ-1, поэтому геодезисты часто заменяли комплектную трубу более поздней.
Теперь в музее есть модернизированная модификация ТГ-1М, причем с заводским номером 001, то есть, горный теодолит, открывающий серийный выпуск данной модели.
Завод маркшейдерских инструментов выпускал в 1950-60-е гг. и малогабаритные маркшейдерские теодолиты, и тахеометры, такие как теодолит-тахеометр ОТТГ-30 системы Н.А.Гусева (в музее имеет заводской номер 004, то есть из первой серии), который, по словам А.В. Рыженко (ранее сотрудника ВНИМИ) «стоил этот тахеометр в 1955 г. огромных денег (по сути это и привело к закрытию этого проекта из-за нерентабельности)»
Малогабаритные маркшейдерские теодолиты типа МГТ-30 (малый горный теодолит 30-секундной точности) имели небольшие масс-габаритные характеристики (высота 270 мм, вес 2,5 кг), полностью оправдывали название и позволяли устанавливать их на длинной консоли, прикрепленной к стенке горной выработки.
Прообразом же МГТ-30 стала опытная разработка ВНИМИ, выпущенная под маркой «Т2», теперь уже прочно связавшейся с модификацией совсем иного теодолита.
Сравнительно недорогие и широко распространенные теодолиты серий «ТГ» (теодолиты горные) сохраняли долгое время основные конструктивные характеристики теодолитов с металлическими лимбами, что поспособствовало увлечению в 1990-х гг. снятием оригинального покрытия с приборов — «под старину», для повышения рыночного спроса, хотя прибор сразу терял в цене для знающих коллекционеров.
Теодолиты-тахеометры серий ТТ Уральского оптико-механического завода (УОМЗ) были популярны в послевоенные годы.
Среди экспонатов ГСИ выделяется теодолит-тахеометр типа ТТ-2 военного времени, оборудованный специальными насадками, призмой окуляра, противовесом, подсветкой — всем для работы в подземных выработках.
Теодолиты-тахеометры ТТ-6 оборудовались съемной ориентир-буссолью над стойкой. Здесь наглядно проявлено удобство применения откидного зеркала при ориентир-буссоли, позволяющее контролировать со стороны окуляра ориентировку прибора, ранее такие зеркала применялись при цилиндрических уровнях, сменились двумя призмами на концах уровня, что привело к появлению «разрезанного» или контактного уровня.
Интерес привлекает американская демонстрационная модель теодолита на деревянном основании конца ХIХ — начала ХХ вв., наглядно иллюстрирующая основные части прибора.
Небольшой раздел экспозиции представляет ряд шаропилотных теодолитов, которые можно отнести к приборам специального назначения (для слежения за метеорологическим шаром-пилотом), конструктивно они отличаются ломаной трубой и грубым отсчетным горизонтальным лимбом (в 1 градус).
Принцип работы шаропилотного теодолита хорошо иллюстрирует «директор направлений» начала ХХ в.: ломаная призменная конусовидная зрительная труба меняет угол наклона посредством винта и зубчатой передачи на вертикальном квадранте, ниже винт выведения из зацепления с зубчатой поверхностью и освобождения трубы в вертикальной плоскости. Винт наведения при горизонтальном лимбе также выводится из зацепления специальным рычажком., что позволяет быстро грубо ориентировать трубу в нужном направлении.
Компактный французский шаропилотный теодолит имеет оригинальное техническое устройство измерения вертикальных углов посредством связанного с подъемом трубы движения горизонтальной линейной шкалы
а также шаропилотный теодолит парижской фирмы «Huet»,
крупных размеров немецкий шаропилотный теодолит.
А также отечественные, типа АШТ (Аэрологический шаропилотный теодолит) 1941 г. выпуска
до усовершенствованного шаропилотного теодолита 2АШТ
Особая модификация теодолитов — тахеометры с особым устройством вертикальной измерительной части (линейных штоков вместо вертикального лимба для получения линейных, а не угловых градусных значений). В данном французском тахеометре применен принцип тангенциальной шкалы. При отсутствии дальномерных нитей прибор позволял «быстро» («тахео») измерять расстояния до рейки путем наведения на нулевую отметку с последующим переводом рычага на соседний фиксатор (соответствует коэффициенту 100). Разность отсчетов, умноженная на коэффициент 100 показывала расстояние в метрах.
Оптические теодолиты
Оптическими называют теодолиты с прозрачными лимбами — появившаяся возможность считывания в проходящем свете тончайших рисок, нанесенных на стекло, резко повысило точность измерения. Оптические теодолиты стали быстро вытеснять теодолиты с металлическими лимбами, считывание показаний которых было возможно только в отраженном свете.
В музее имеется один из первых музейных экспонатов — трофейный цейсовский оптический теодолит, покрытый белой эмалью. Такое покрытие использовалось фирмой непродолжительное время, что позволяет датировать прибор 1938-42 гг. Шкаловый микроскоп сбоку и 2 поворотных зеркальца снизу придают теодолитам этого типа характерный вид.
Похожую конструкцию наблюдаем и у отечественного теодолита эвакуированного на Урал завода № 217 (бывш. Ф.Швабе, Геофизика), ставшего после войны Уральским оптико-механическим заводом (УОМЗ).
Примерно та же конструкция наследуется теодолитом ТТ-50 того же УОМЗ. Такие теодолиты были популярны в 1950-60-е гг., обладали большим увеличением зрительной трубы и просветленной оптикой, улучшающей наблюдения особенно в условиях слабой освещенности.
Для киевского оптического теодолита ТБ-3 и других, нижеперечисленных, уже характерно параллельное расположение трубы шкалового микроскопа сбоку зрительной трубы.
Два прибора УОМЗ с прикрепленной сверху стойки ориентир-буссолью имеют близкую конструкцию:
— теодолит оптический ТТ3
и теодолит оптический Т10В
В музее есть и другие оптические теодолиты УОМЗ 1970-х гг:
— теодолит оптический Т20
и теодолит оптический номограмный ТаН
Среди отечественных оптических теодолитов привлекают внимание технический теодолит 2Т30М с двумя трубами,
а также маркшейдерский теодолит ОМТ-30, предназначенный для работы в подземных выработках, имеющий специальную подсветку от батареи сбоку и снабженный призмой на окуляре для возможных наблюдений сверху и сбоку в ограниченных условиях неудобного положения прибора.
Маркшейдерские оптические теодолиты 1970-х годов Венгерских оптических заводов (МОМ) сильно отличаются по внешнему виду даже друг от друга:
теодолит Gi-C2
и теодолит Te-E65
А вот цейсовские маркшейдерские оптические теодолиты наследовали конструктивные особенности
фрейбергских подвесных маркшейдерских теодолитов с металлическими лимбами с возможностью крепления к стене горной выработки и возможностью работы в перевернутом положении
Представляют интерес еще два оптических цейсовских прибора: теодолит-тахеометр номограммный,
а также теодолит оптический точный с зеркально-линзовой трубой
В отечественных теодолитах ОТ-02 и теодолитах фирмы «Вильд» впервые была применена саморегулирующаяся система, обеспечивающая высокую устойчивость вертикальной оси прибора при вращении алидад, что придало приборам характерный вид усеченного конуса нижней части. Отсчетные изображения по обоим лимбам сведены в один микроскоп. В музее ГСИ среди оптических теодолитов этого типа выделяются два зеленых близнеца: первый фирмы «Вильд»,
второй отечественный с надписью «Опытный №1»,
с которого можно было бы отсчитывать начало производства советских оптических теодолитов серии ОТ (оптический теодолит). Но в музее ГСИ представлен и аналогичный теодолит 1951г. выпуска того же завода «Аэрогеоприбор» с заводским номером 9167.
Говорят, в советских приборах видели детали с вильдовскими клеймами, это не удивительно, если вспомнить, что после победы 1945г. целые трофейные производственные конвеерные линии стали работать на советских предприятиях.
По воспоминаниям геодезистов, поработавших этими инструментами: «Работать Вильдом было одно удовольствие. Ни люфтов, все подогнано, надежен. с ОТ-2 так намучаешься — а внешне вроде одно и то же. »
Еще одна более поздняя модификация точного оптического теодолита фирмы «Вильд», изготовленная в 1985 г., уже не имеет конусного основания. Данным прибором с нивелиром (инвентаризационный номер 696) «строились объекты Выборгского района ЛО, такие как ОАО «Выборгская целлюлоза» в бывшем Иоганессе, теперь в пгт Советский; РПК «Лукойл» в г. Высоцк; Мурманская развязка и как минимум 5% территории Выборгского района ЛО для зарождающейся частной собственности на землю» (по данным Поповой Г.В.)
Московский завод «Аэрогеоприбор» ЦНИИГАиК выпускал наиболее точные приборы (универсалы, оптические теодолиты) в СССР, его ведущая роль сохранилась и после переименования «Аэрогеоприбора» в ЭОМЗ (Экспериментальный оптико-механический завод), оптический теодолит Т-1 иллюстрирует деятельность ЭОМЗ.
В музее представлен еще один специфический вид теодолитов — гиротеодолиты, в которых уже применен отличающийся от магнитного способ ориентирования инструмента в меридиональном направлении — гироскопический, не зависимый от положения магнитных полюсов и от магнитного склонения, от магнитных материалов, избавивший судовые навигационные приборы от проблемы девиаций магнитных компасов. Идея гирокомпаса принадлежит Фуко (Франция, 1852г.), но была реализована лишь в ХХ в. в навигации.
Имеются как отечественные приборы: гиротеодолит АГ-СБ01
И гиротеодолит СБ-1
А также зарубежные гиротеодолиты
Заключает эту линейку гироскопических приборов совместная советско-венгерская разработка последних лет СССР — гирокомпас МВГ-1, переданный музею ГСИ бывшими сотрудниками ВНИМИ.
Электронные теодолиты (тахеометры)
Электронные теодолиты оснащаются жидкокристаллическим дисплеем и системой датчиков. После того, как прибор устанавливается и выставляется по точкам, между которыми необходимо выставить угол, он самостоятельно определяет наклон и выводит его в цифровом значении на свой дисплей, что позволяет минимизировать работу оператора, в отличии от оптических теодолитов.
В музее хранится первый в СССР (заводской №1) электронный теодолит ТК-15 (буквы ТК означают «теодолит кодовый»), который, по воспоминаниям В.И,Глейзера (ООО «Геодезические приборы», в 1980-х сотрудник ВНИМИ) «был разработан лабораторией Автоматических приборов ВНИМИ и изготовлен на ОЭЗ ВНИМИ. Автор и руководитель работ по его созданию — зав. лаб. к.т.н. Вольдемар Гарьевич Шульц. Изготовлен и прошел производственные испытания на предприятиях ЭСТОНСЛАНЕЦ один опытный образец, за которым последовала новая разработка цифрового теодолита, но это уже начало 1990-х. Прибор разработан на уровне изобретения (авторского свидетельства). Новизна в построении системы взятия отсчёта.»
Воспоминания также бывшего сотрудника ВНИМИ А.В.Рыженко дают дополнительную информацию: «В ЭЛЕКТРОННЫХ (кодовых) ТЕОДОЛИТАХ применялись специальные лимбы, с нанесенными определенным образом черным и белыми полосами, которые подобны штрих-коду. Система фиксации результатов измерений основана на двоичном коде электронно-вычислительных машин: белые полосы на лимбе сооответсвуют «0», черные «1». Полученные при просвете полос сигналы обрабатываются и записываются в память прибора. Подобный принцип позволяет в режиме реального времени выводить на дисплей прибора значения измеряемых углов. Таким образом, исключаются ошибки при снятии отсчетов человеком, и, следовательно, повышается скорость выполнения и качество работ.
Электронный теодолит ТК-15 был создан на базе выпускаемого заводом маркшейдерских инструментов (ЗМИ) теодолита Т-15 (Т-15М), позднее харьковчане выпускали Т-15МКП (теодолит маркшейдерский с компенсатором), в разработке которого поучаствовал ВНИМИ. Было собрано всего три экземпляра, из которых еще один ушел в «ЗМИ», а последний забрал «УОМЗ» (естественно с документацией).
Благодаря трудам ВНИМИ, а также тому, что между заводами и научными институтами была кооперация, на «УОМЗ» к концу 1980-х —началу 1990-х стали собирать первые серийные электронные теодолиты»
Также здесь хранится один из первых серийных маркшейдерских электронных тахеометров в СССР (заводской №002) 2ТЭ15М. Из воспоминаний А. В. Рыженко: «Разработчики и конструкторы ВНИМИ собрали в 1989 г. взрывобезопасный (для угольных шахт) электронный теодолит 2ТЭ15М (маркшейдерский) на базе теодолита 2Т5К (УОМЗ), который, к сожалению, так и не пошел в серию.»
В разработке советских электронных теодолитов учитывался опыт немецких производителей, в частности и ФРГ (Западной Германии).
- что видно в телескоп хаббл
- что видно в ультрафиолетовом свете