Was ist ein Theodolit?
Der Theodolit ist ein Vermessungsinstrument zur präzisen Messung von Horizontal- und Höhenwinkeln.
Das auf einem Präzisionsdrehtisch und einem Präzisionsvertikalschwenktisch montierte Fernrohr kann unabhängig voneinander in horizontaler und vertikaler Richtung gedreht werden, um Winkel zwischen entfernten Messpunkten genau zu messen und zu bestimmen.
Theodolite sind unentbehrliche Instrumente für die Vermessung im Bauwesen und im Hochbau und werden immer in Verbindung mit einem Stativ verwendet.
Derzeit sind drei Haupttypen von Theodoliten in Gebrauch: Optische Theodolite, digitale Theodolite und Lasertheodolite.
Anwendungen von Theodoliten
Theodolite werden für Vermessungen im Bauwesen und auf Baustellen eingesetzt.
Da sie Horizontal- und Höhenwinkel genau messen können, eignen sie sich besonders für folgende Anwendungen:
- Rechtwinklige Messungen (90°) auf dem zu vermessenden Gelände.
- Festlegung von präzisen horizontalen Linienführungen.
- Genaue Messung von Höhen- und Neigungswinkeln.
Der Theodolit wird auf einem speziellen Stativ montiert, da er während der Vermessung waagerecht gehalten und perfekt auf dem Referenzpunkt fixiert werden muss.
In Kombination mit präzisen Entfernungsmessungen ist es auch möglich, jeden einzelnen Punkt in jedem beliebigen Raum zu lokalisieren.
Funktionsweise von Theodoliten
Theodolite bestehen im Wesentlichen aus einem Fernrohr, das auf einem Präzisionsdrehtisch in der horizontalen Ebene und einem Präzisionsschwenktisch in der vertikalen Ebene montiert ist.
Dadurch kann das Fernrohr unabhängig voneinander in horizontaler und vertikaler Richtung gedreht und der Winkel zwischen zwei beliebigen Messpunkten genau bestimmt werden.
Die Fernrohrvergrößerung ist bei fast allen Theodoliten auf 30x eingestellt.
Außerdem müssen sie auf einem Stativ befestigt werden, um ihre Position während der Vermessung zu sichern, und verfügen über einen Schraubmechanismus an der Unterseite.
Derzeit gibt es drei Haupttypen von Theodoliten: Solche, die ein gewöhnliches optisches Fernrohr mit einem digitalen Mikrometer kombinieren (optischer Theodolit), solche, die über einen Mechanismus verfügen, der den gemessenen Wert im Sichtfeld anzeigt, indem man durch das Fernrohr auf den Zielpunkt schaut (digitaler Theodolit), und solche, die einen digitalen Theodoliten mit einem Laser für sichtbares Licht kombinieren, um eine klare Vermessungsreferenzlinie zu erzeugen (Lasertheodolit).
In Verbindung mit Entfernungsmessgeräten ist die Positionsbestimmung für alle beliebigen Punkte im Raum möglich.
Arten von Theodoliten
Es gibt drei Arten von Theodoliten: Optische Theodolite, digitale Theodolite und Lasertheodolite.
Optische Theodolite verwenden ein optisches Mikrometer, das in ein optisches Teleskop eingebaut ist, um den Winkel abzulesen, und benötigen keine Batterien, so dass man sich keine Sorgen machen muss, dass ihnen der Strom ausgeht.
Digitale (elektronische) Theodolite messen und zeigen Winkel elektronisch an. Sie zeichnen sich durch schnelle Ablesungen und geringe Ablesefehler aus und sind die gängigste Methode der drei Typen.
Ein Lasertheodolit verfügt über eine Laserdiode und zeichnet sich durch einen Laserpunkt auf dem Beobachtungspunkt aus. Er eignet sich für den Tief- und Tunnelbau.
Unterschiede zwischen Theodoliten, Transiten und Totalstationen
Theodolite und Transite sind Vermessungsinstrumente, die zwei Arten von Winkeln messen: Horizontalwinkel und Höhenwinkel. Das Gerät, das den Winkel auf einer Skala abliest, heißt Transit, während das Gerät, das den Winkel digital anzeigt, als elektronischer Theodolit bezeichnet wird. Im Allgemeinen sind elektronische Theodolite die gebräuchlichste Art von Theodoliten.
Im Gegensatz dazu kann eine Totalstation sowohl die Entfernung als auch den Winkel in einem einzigen Gerät messen. Eine Totalstation kann als Theodolit mit einer zusätzlichen Funktion zur Entfernungsmessung beschrieben werden. Totalstationen werden auch als Lichtwellengeräte bezeichnet, weil sie die Funktion von Lichtwellen-Entfernungsmessern haben. Sie sind teurer als Theodolite, da sie über mehr Funktionen verfügen, z. B. einen Mikrocomputer und ein Betriebssystem, und aus der Ferne bedient werden können.
Außerdem können Totalstationen zwar Entfernungen und Winkel messen, die Genauigkeit der Winkelmessung ist bei Theodoliten jedoch im Allgemeinen höher, weshalb sie auf relativ kleinen Baustellen eingesetzt werden.
Unterschiede zwischen den Winkelmessmethoden für Theodolite
Bei einigen Vermessungsinstrumenten, wie z. B. Theodoliten, muss das Fernrohr nach dem Einschalten gedreht werden, bevor sie zur Vermessung verwendet werden können, während andere sofort nach dem Einschalten verwendet werden können. Dies ist auf den Unterschied zwischen zwei Methoden zurückzuführen: Der inkrementellen und der absoluten Methode.
Bei der inkrementellen Methode wird die Winkeländerung durch Addition der Anzahl der auf dem Winkelmesser eingravierten Schlitze gemessen. Einer der Schlitze ist mit einer Markierung für den Nullpunkt des Winkels versehen, der bei horizontalen Winkeln 0° und bei vertikalen Winkeln 90° beträgt, so dass der Winkel erst gemessen werden kann, wenn er diesen Nullpunkt nach dem Einschalten passiert.
Bei der absoluten Methode wird der aktuelle Winkel durch Ablesen des auf dem Winkelmesser geschriebenen Musters gemessen, so dass der Winkel unmittelbar nach dem Einschalten der Stromversorgung abgelesen werden kann. Allerdings sind sie in der Regel teurer als inkrementale Systeme.
So werden Theodoliten angewendet
Bei der Installation eines Theodoliten werden Zentrierung und Nivellierung durchgeführt, und der erste Schritt besteht darin, die flache und die Dosenlibelle sowie das Zentrierfernrohr zu überprüfen und einzustellen, um sicherzustellen, dass diese Arbeiten korrekt ausgeführt werden.
Nachdem die Überprüfung und Einstellung des Theodoliten abgeschlossen ist, wird der Theodolite installiert. Bei der Verwendung des Theodoliten sind einige Vorsichtsmaßnahmen zu beachten. Da es sich um ein Präzisionsinstrument handelt, sollte das Gehäuse keinen Vibrationen oder Stößen ausgesetzt werden, und beim Transport sollte es nicht auf der Schulter getragen werden, während es am Stativ befestigt ist. Wenn die Kamera im Regen nass wird, trocknen Sie sie gut ab, und wenn das Objektiv schmutzig wird, wischen Sie es vorsichtig mit einem weichen, mit Alkohol angefeuchteten Tuch ab. Nehmen Sie außerdem die Batterien heraus, wenn Sie die Kamera für längere Zeit nicht benutzen. Ziehen Sie das Stativ mit den Zentrierdosen und den Rändelschrauben fest an. Ziehen Sie beim Transport auch die Rändelschrauben fest an und richten Sie die Steinspitze nicht auf Personen.
Zum Aufstellen des Theodoliten stellen Sie zunächst das Stativ auf und führen die „Zentrierung“ durch, bei der die Mitte des Theodolitengehäuses und der Messpunkt auf der gleichen vertikalen Linie ausgerichtet werden. Danach folgt das „Nivellieren“, um die vertikale Achse des Körpers senkrecht auszurichten, und das „Visieren“, um den Mittelpunkt des Fernrohrs mit dem Mittelpunkt des Prismas in Übereinstimmung zu bringen. Diese Schritte werden wiederholt und justiert, bis alles ausgerichtet und messbereit ist.
Nach der Installation werden positive und negative Beobachtungen durchgeführt, um mechanische Einstellfehler zu beseitigen. Anschließend werden das Flachlibellenrohr, das Dosenlibellenrohr und das Zentripetalteleskop überprüft und für normale Messungen justiert.
Zu beachtende Punkte bei der Anwendung von Theodoliten
Bei der Anwendung eines Theodoliten sind eine Reihe von Vorsichtsmaßnahmen zu treffen. Vermeiden Sie Erschütterungen und Stöße, da es sich um ein Präzisionsinstrument handelt, und tragen Sie es beim Transport nicht auf der Schulter, wenn es noch am Stativ befestigt ist. Wenn die Kamera im Regen nass wird, trocknen Sie sie gut ab, und wenn das Objektiv schmutzig wird, wischen Sie es vorsichtig mit einem weichen Tuch mit Alkohol ab. Nehmen Sie außerdem die Batterien heraus, wenn Sie die Kamera für längere Zeit nicht benutzen. Ziehen Sie das Stativ mit den Zentrierdosen und Rändelschrauben fest an. Achten Sie beim Transport auch darauf, dass die Rändelschrauben fest angezogen sind und die Steinspitze nicht auf eine Person gerichtet ist.
Neben dem Theodoliten selbst ist auch die Wahl des Stativs wichtig. Zunächst einmal gibt es zwei Arten von Material: Holz und Aluminium. Holzstative sind weniger anfällig für temperaturbedingte Ausdehnungen, was eine genauere Vermessung ermöglicht, haben aber den Nachteil, dass sie teurer und schwerer sind. Im Gegensatz dazu sind Aluminiumstative leicht und preiswert, so dass sie einfach zu transportieren sind, aber sie sind aufgrund der Wärmeausdehnung weniger genau als Holzstative.