Teodolit

S Vikipedije, slobodne enciklopedije

Sovjetski optički teodolit
Presek kroz teodolit prikazuje složenost puta zraka svetlosti.
Totalna stanica za geodetska merenja.

Teodolit (engl. theodolite < lat. theodolitus) geodetski je instrument za merenje horizontalnih i vertikalnih uglova. Takođe, može se koristiti i za merenje kosih dužina. Tradicionalna upotreba je bila za geodetsko merenje, ali se takođe korišćeni u velikoj meri za građevinarstvo i izgradnju infrastrukture, kao i neke specijalizovane aplikacije kao što su meteorologija i lansiranje raketa.[1] Prvi teodolit konstruisan je u Nemačkoj, u 16. veku.

Glavni delovi su vodoravni i uspravni krug s lestvicama, durbin i dodatni uređaji za očitanje uglova i postavljanje u vodoravan položaj. Durbin se može okretati oko vodoravne osovine, a zajedno s kućištem s nosačima (alhidadom) i oko uspravne osovine. Prema građi i načinu očitanja teodoliti su mehanički (s odvojenim povećalima ili mikroskopima za očitanje naspramnih mesta kruga i mehaničkim mikrometrima), optički i elektronički. Prema dodacima, konstrukciji i nameni, teodolit može biti: kompasni, daljinomerni (tahimetar), žiroteodolit ili giroteodolit, viseći, repeticijski, astronomski. Postoje različiti dodatci teodolitu koji omogućuju njegovu svestranu upotrebu, na primer okularna prizma, objektivni klin, pentagonalna prizma, zenitni okular, pribor okulara, optički mikrometar (ispred objektiva), predleće, zenitni visak, merne saonice, laserski i autokolimacijski okular, kompas, žiroskop.

U meteorologiji se koristi optički teodolit, kojim se svakog minuta mere uglovi (azimut) i nagibi pod kojima se kroz durbin vide meteorološki baloni pri njihovom dizanju u atmosferi (takozvani pilot-balonsko merenje brzine i smera visinskih vetrova), te radiosondažni teodolit, kojim se automatski prati kretanje balona s radiosondama u višim slojevima atmosfere radi dobijanja podataka o temperaturi, vlazi, pritisku vazduha i vetru. Radiosondažni teodolit prima radiosignale kojima se automatski upravlja okretanje teodolita i merenje uglova.[2]

Delovi teodolita[uredi | uredi izvor]

Teodolit se sastoji od dva osnovna dela: alhidade (pokretni deo teodolita) i stativa, koji je nepokretan i koji nosi alhidadu.

Alhidada[uredi | uredi izvor]

Alhidada se sastoji od sledećih delova:

  • optičkog (laserskog) viska;
  • nepokretne ploče, na kojoj se nalaze zavrtnji za fino horizontiranje;
  • horizontalnog limba;
  • cevaste i centrične libele;
  • vertikalnog limba;
  • durbina sa končanicom;
  • grubi nišan;
  • zavrtnja za fino pomeranje;
  • mikroskopa za očitavanje merenih uglova.

Nepokretna ploča sadrži tri zavrtnja, koji služe sa horizontiranje instrumenta. Takođe, ploča predstavlja oklop, unutar kojeg se nalazi horizontalni limb, koji služi za očitavanje horizontalnih uglova. Horizontalni limb je nepokretna staklena ploča, sa podelom na manje delove, koji, u zavisnosti od preciznosti instrumenta, variraju od 1‘ do 1“. Podela na horizontalnom limbu se očitava pomoću optičkog mikroskopa. Kroz središte horizontalnog limba prolazi vertikalna osa teodolita.

Centrična libela služi za grubo horizontiranje instrumenta. Ovakvo horizontiranje najčešće se vrši pomeranjem noga stativa. Za fino horizontiranje instrumenta koristi se cevasta libela, koja je mnogo osetljivija. Fino horizontiranje instrumenta vrši se pomoću zavrtnja, koji se nalaze na nepokretnoj ploči. Cevasta libela se najpre dovede između dva zavrtnja i, njihovim istovremenim okretanjem, podesi tako da mehur libele vrhuni. Zatim se alhidada okrene za 90° oko svoje ose, da bi se okretanjem trećeg zavrtnja dovelo da mehur libele vrhuni. Na taj način je izvršeno fino horizontiranje instrumenta, čime je ispunjen jedan od uslova neophodnih za merenje horizontalnih uglova.

Durbin se sastoji iz okulara (sa končanicom) i objektiva. Služi za precizno viziranje pravca. Na gornjem delu durbina nalazi se nišan, koji se koristi za grubo viziranje pravca.

Osovina oko koje se okreće durbin povezana je sa vertikalnim limbom. Vertikalni limb je izrađen na isti način kao i horizontalni. Razlika je u tome što je postavljen u vertikalnoj ravni i kroz njegovo središte prolazi horizontalna osa.

Optički visak omogućava precizno centrisanje instrumenta iznad tačke, koja predstavlja stanicu. Optička osa viska mora se poklapati sa vertikalnom osom instrumenta, a normalna na horizontalnu osu, kako bi bio ispunjen radni uslov.

Stativ[uredi | uredi izvor]

Stativ je drveni ili plastični tronožac koji služi za stabilizaciju alhidade nad stajnom tačkom. Noge stativa se mogu izvlačiti, što omogućava grubo centrisanje i horizontisanje instrumenta.

Istorija[uredi | uredi izvor]

Istorijska zaleđina[uredi | uredi izvor]

Jesi Ramsdenov Veliki teodolit iz 1787.
Teodolit iz 1851. godine, koji prikazuje otvorenu konstrukciju, i skale nadmorske visine i azimuta koje se direktno čitaju
Teodolit tranzitnog tipa sa krugovima od šest inča, proizveden u Britaniji, otprilike 1910. u preduzeću Troughton & Simms
Vajld T2 tedolit koji je prvobitno dizajnirao Hajnrih Vajld 1919.

Pre teodolita, instrumenti kao što su groma, geometrijski kvadrat i dioptra i razni drugi graduirani krugovi (vidi geodetski kompas) i polukrugovi (vidi grafometar) korišćeni su za dobijanje vertikalnih ili horizontalnih merenja ugla. Vremenom su njihove funkcije bile kombinovane u jedan instrument koji je mogao istovremeno da meri oba ugla.

Prva pojava reči „teodolit“ nalazi se u geodetskom udžbeniku Geometrijska praksa nazvana Pantometrija (1571) Leonarda Digesa.[3] Poreklo reči je nepoznato. Prvi deo novolatinog teo-delitusa mogao bi proisteći iz grčkog θεᾶσθαι, „posmatrati ili pažljivo gledati“.[4] Drugi deo se često pripisuje neskolastičkoj varijaciji grčke reči: δῆλος, što znači „evidentno“ ili „jasno“.[5][6] Predložene su i druge novolatinske ili grčke izvedenice, kao i englesko poreklo iz „alidada“.[7]

Rane preteče teodolita ponekad su bile azimutni instrumenti za merenje horizontalnih uglova, dok su drugi imali altazimutski nosač za merenje horizontalnih i vertikalnih uglova. Gregorius Rajš je ilustrovao azimutni instrument u apendiksu svoje knjige Margarita Philosophica iz 1512. godine.[3] Martin Valdsimiler, topograf i kartograf, napravio je uređaj te godine[8] nazivajući ga polimetrum.[9] U Digesovoj knjizi iz 1571. godine izraz „teodolit“ primenjen je samo na instrument za merenje horizontalnih uglova, ali je on takođe opisao instrument koji meri visinu i azimut, a koji je nazvao topografskim instrumentom [sic].[10] Verovatno je prvi instrument približan pravom teodolitu sagradio Jošua Habemel 1576. godine, u kompletu sa kompasom i tronošcem.[8] Ciklopedija iz 1728. upoređuje „grafometar“ sa „poluteodolitom“.[11] Još u 19. veku, instrument za merenje horizontalnih uglova nazivao se jednostavni teodolit, a azimutni instrument, obični teodolit.[12]

Prvi instrument koji kombinuje suštinske karakteristike modernog teodolita sagradio je 1725. godine Džonatan Sison.[12] Ovaj instrument imao je nosač za altazimut sa nišanskim teleskopom. Osnovna ploča imala je libele, kompas i zavrtnje za podešavanje. Krugovi su čitani skalom nonijusa.

Razvoj teodolita[uredi | uredi izvor]

Teodolit je postao moderan, precizan instrument 1787. godine, uvođenjem čuvenog velikog teodolita Jesija Ramsdena, koji je on stvorio koristeći vrlo tačan razdeoni motor sopstvenog dizajna.[12] Ramsdenovi instrumenti su korišćeni za glavnu triangulaciju Velike Britanije. U to vreme su proizvođači kao što je Edvard Trauten u Engleskoj pravili instrumente najviše preciznosti.[13]‍:pp. 6–44 Kasnije je prve praktične nemačke teodolite napravio Brajtaupt zajedno sa Ucšnajderom, Rajhenbahom i Fraunhoferom.[14]

Kako je tehnologija napredovala, vertikalni delimični krug zamenjen je punim, a vertikalni i horizontalni krugovi su fino graduirani. Ovo je bio tranzitni teodolit. Ova vrsta teodolita razvijena je od astronomskih tranzitnih instrumenata 18. veka koji su korišteni za merenje tačnih položaja zvezda. Ovu tehnologiju su početkom 19. veka preneli na teodolite proizvođači instrumenata kao što su Edvard Trauton i Vilijam Sims[13]‍:pp. 6–24 i postala je standardni dizajn teodolita. Razvoj teodolita podstaknut je specifičnim potrebama. Tokom 1820-ih napredak u nacionalnim geodetskim projektima, poput Ordnance Survey u Britaniji, stvorio je zahteve za teodolitima sposobnim da pruže dovoljnu tačnost za triangulaciju i mapiranje velikih razmera. Geodetsko premeravanje Indije je u to vreme proizvelo zahteve za robusnijim i stabilnijim instrumentima poput teodolita sa Everestovog šablonskog teodolita sa svojim nižim centrom teže.

Železnički inženjeri koji su radili u Britaniji tokom 1830-ih teodolit su obično nazivali „tranzitom“.[15] Četrdesete godine 19. veka započele su period brze izgradnje železnica u mnogim delovima sveta, što je rezultiralo velikom potražnjom za teodolitima svuda gde su se železnice gradile.[13]‍:pp. 123–125 Takođe je bio popularan među američkim železničkim inženjerima koji su napredovali na zapad i zamenio je železnički kompas, sekstant i oktant. Teodoliti su kasnije prilagođeni širokom spektru nosača i upotreba. Tokom 1870-ih Edvard Samjuel Riči je izumeo zanimljivu verziju teodolita u vodi (pomoću klatna za sprečavanje kretanja talasa).[16] Koristila ga je američka mornarica za obavljanje prvih preciznih istraživanja američkih luka na obalama Atlantika i Meksičkog zaliva.[17]

Početkom 1920-ih došlo je do promena u dizajnu teodolita uvođenjem Vajlda T2 koji je napravilo preduzeće Vajld Hirbrug. Hajnrih Vajld je dizajnirao teodolit sa podeljenim staklenim krugovima sa obe strane sa očitavanjima na jednom okularu blizu teleskopa, tako da posmatrač nije morao da se pomeri da ih pročita. Vajldovi instrumenti nisu bili samo manji, lakši za upotrebu i tačniji od rivala tog doba, već i zapečaćeni, što ih je štitilo od kiše i prašine. Kanadski geodeti su izvestili da dok Vajld T2 sa krugovima od 3,75 inča nije bio u stanju da obezbedi tačnost za primarnu trouglaciju, tačnost je bila jednaka tradicionalnom dizajnu od 12 inča.[13]‍:pp. 79–80 Instrumenti Vajld T2, T3 i A1 pravljeni su dugi niz godina.

Godine 1926, održana je konferencija u Tavistoku u Devonu, u Velikoj Britaniji, gde su Vajldovi teodoliti upoređivani sa britanskim. Vajldov proizvod je nadmašio britanske teodolite, te su proizvođači poput Cooke, Troughton & Simms i Hilger & Watts krenuli u poboljšanje tačnosti svojih proizvoda kako bi odgovarali njihovoj konkurenciji. Cooke, Troughton & Simms su razvili Tavistočki obrazac teodolita, a kasnije i Vikers V. 22.[13]‍:pp. 80–82

Vajld je nastavio da razvija DK1, DKM1, DM2, DKM2 i DKM3 za kompaniju Kern Aarau. Stalnim usavršavanjem, instrumenti su se neprekidno razvijali u savremeni teodolit koji danas koriste geodeti. Do 1977, Vajld, Kern i Hjulet-Pakard nudili su „Totalne stanice“ koje su kombinovale ugaona merenja, elektronsko merenje udaljenosti i mikročipne funkcije u jednoj jedinici.

Od 90-tih godina 20-tog veka teodoliti se više ne proizvode i ne komercijalizuje već su u potpunosti zamenjeni Totalnim stanicama.[traži se izvor]

Reference[uredi | uredi izvor]

  1. ^ Thyer, Norman (mart 1962), „Double Theodolite Pibal Evaluation by Computer”, Journal of Applied Meteorology and Climatology, American Meteorological Society, 1 (1): 66—68, doi:10.1175/1520-0450(1962)001<0066:DTPEBC>2.0.CO;2 Slobodan pristup 
  2. ^ teodolit, [1] "Hrvatska enciklopedija", Leksikografski zavod Miroslav Krleža, www.enciklopedija.hr, 2015.
  3. ^ a b Daumas, Maurice, Scientific Instruments of the Seventeenth and Eighteenth Centuries and Their Makers, Portman Books, London (1989) ISBN 978-0-7134-0727-3
  4. ^ „Theaomai - Greek Lexicon”. Arhivirano iz originala 08. 12. 2008. g. Pristupljeno 04. 07. 2021. 
  5. ^ „languagehat.com : THEODOLITE.”. languagehat.com. 
  6. ^ „Take Our Word for It Issue 16”. takeourword.com. 
  7. ^ Melivll, E.H.V. (1909). „Derivation of the word "Theodolite"”. Nature. 81 (2087): 517—518. doi:10.1038/081517b0. 
  8. ^ a b Colombo, Luigi; Selvini, Attilio (1988). Sintesi di una storia degli strumenti per la misura topografica [Summary of a history of topographic measurement tools] (na jeziku: italijanski). Arhivirano iz originala 2007-11-13. g. 
  9. ^ Mills, John FitzMaurice, Encyclopedia of Antique Scientific Instruments, Aurum Press, London, (1983) ISBN 0-906053-40-4
  10. ^ Turner, Gerard L'E., Elizabethan Instrument Makers: The Origins of the London Trade in Precision Instrument Making, Oxford University Press, (2000) ISBN 978-0-19-856566-6
  11. ^ Cyclopaedia, vol. 2 p. 50 for "Semi-Circle"
  12. ^ a b v Turner, Gerard L'E. Nineteenth Century Scientific Instruments, Sotheby Publications, (1983) ISBN 0-85667-170-3
  13. ^ a b v g d Anita McConnell, Instrument Makers to the World ISBN 978-1850720966
  14. ^ Ralf Kern: Wissenschaftliche Instrumente in ihrer Zeit/Band 4: Perfektion von Optik und Mechanik. Cologne, 2010, pp. 349–360.
  15. ^ Conder, F R (1983). The Men who Built Railways (reprint from 1837). Thomas Telford. str. 4–56. ISBN 9780727701831. 
  16. ^ American Academy of Arts and Sciences, Proceedings of the American Academy of Arts and Sciences, Vol. XXIII, May 1895 – May 1896, Boston: University Press, John Wilson and Son (1896), pp. 359–360
  17. ^ American Academy, pp. 359–360

Spoljašnje veze[uredi | uredi izvor]

Teodolit na Vikimedijinoj ostavi.


Preuzeto iz „https://sr.wikipedia.org/w/index.php?title=Теодолит&oldid=26520439”