teodolito

Instituto tecnológico de cancun

Ing. Leopoldo Alberto Justino ferraes

topografia

teodolito

Juan Arturo Aguilar Martinez

TEODOLITO Un teodolito es un instrumento de precisión para la medición de ángulos en los planos horizontal y vertical. Teodolitos se utilizan principalmente para aplicaciones topográficas, y se han adaptado para fines especializados en campos como la metrología y la tecnología del cohete de lanzamiento. Un teodolito moderna consiste en un telescopio movible montado dentro de dos ejes perpendiculares-la horizontal o eje de muñones, y el eje vertical. Cuando el telescopio está apuntando a un objeto de destino, el ángulo de cada uno de estos ejes se puede medir con gran precisión, normalmente a segundos de arco. Teodolitos, como el tránsito Pocket Brunton comúnmente empleado para las mediciones de campo por los geólogos y arqueólogos, han estado en uso continuo desde 1894. Teodolitos pueden ser ya sea de tránsito o no es de tránsito. Teodolitos tránsito son aquellos en los que el telescopio puede girar en un círculo completo en el plano teodolitos para no verticales de tránsito son aquellos en los que el telescopio puede girar solamente en un semicírculo en el plano vertical. Algunos tipos de teodolitos de tránsito no permiten la medición de los ángulos verticales. El nivel del constructor es a veces confundido con un teodolito de tránsito, sino que mide los ángulos horizontal ni vertical. Se utiliza un nivel de burbuja para ajustar un nivel telescopio para definir una línea de visión a lo largo de un plano horizontal.

Concepto de operación Un teodolito está montado en su cabeza del trípode por medio de una placa de centrado forzada o la plataforma nivelante que contiene cuatro tornillos de apriete manual, o en teodolitos modernos, tres para la rápida nivelación. Antes de usar, un teodolito debe colocarse con precisión vertical sobre el punto a medir utilizando una plomada, plomada óptica o plomada láser. El instrumento se establece a continuación, el nivel utilizando tornillos nivelantes nivelación y circulares y más precisos burbujas espíritu tubulares. Ambos ejes de un teodolito están equipadas con círculos graduados que se pueden leer a través de lentes de aumento. El círculo vertical que "tránsitos" sobre el eje horizontal debe leer 90 cuando el eje visual es horizontal o 270, cuando el instrumento está en su segunda posición, es decir, "entregado" o "cayó". La mitad de la diferencia entre las dos posiciones se llama el "error de índice". Los errores en la medición Los ejes horizontal y vertical de un teodolito deben ser perpendiculares, si no, entonces un "error de eje horizontal" existe. Esto se puede comprobar mediante la alineación del espíritu burbuja tubular paralela a una línea entre dos patas nivelantes y establecer el centro de la burbuja. Un error en el eje horizontal está presente si la burbuja se escapa central cuando la burbuja espíritu tubular se invierte. Para el ajuste, el operador retira la mitad de la cantidad que la burbuja ha huido con el tornillo de ajuste, y luego re-nivel, probar y refinar el ajuste. El eje óptico del telescopio, llamado el "eje de visión", definido por el centro óptico de la lente del objetivo y el centro de la cruz en su plano focal, también debe ser perpendicular al eje horizontal. Si no, entonces existe un "error de colimación". Índice de error, error de eje horizontal y el error de colimación se determinan periódicamente la calibración y se eliminan mediante el ajuste mecánico. Su existencia se tiene en cuenta en la elección del procedimiento de medición con el fin de eliminar su efecto sobre los resultados de la medición.

Historia El término dioptrías se utiliza a veces en textos antiguos como sinónimo de teodolito. Esto se deriva de un instrumento astronómico más antiguo llamado un dioptra. Antes del teodolito, se utilizaron instrumentos como las geométricas círculos y semicírculos graduados cuadrados y varios para obtener cualquiera de mediciones de ángulos verticales u horizontales. Era sólo cuestión de tiempo antes de que alguien puso dos dispositivos de medición en un solo instrumento que pueda medir ambos ángulos al mismo tiempo. Gregorius Reisch mostró como un instrumento en el apéndice de su libro Margarita Philosophica, que publicó en Estrasburgo en 1512. Fue descrito en el apéndice de de Martin Waldseemller, un topógrafo y cartógrafo Renania, que hizo el equipo en el mismo año. Waldseemller llamó a su instrumento, el polimetrum. La primera aparición de la palabra "teodolito" se encuentra en el libro de texto topografía Una práctica geométrica llamada Pantometria por Leonard Digges, que fue publicado póstumamente por su hijo, Thomas Digges. La etimología de la palabra es desconocido. La primera parte de la Nueva América teo-delitus podría provenir del griego? E? S? A? ", A la vista o mirar con atención a" o? E "Correr", pero la segunda parte es más desconcertante y, a menudo se atribuye a una variación unscholarly de una de las siguientes palabras griegas: D, que significa "evidente" o "claro", o d ? ? "Largo", o d ? "Esclavo", o un compuesto Neolatin unattested combinar? D? "Camino" y T? "Plain". También se ha sugerido quedelitus es una variación de los deletus supino Latina, en el sentido de "tachado".

Hay una cierta confusión sobre el instrumento en el que el nombre se aplicó originalmente. Algunos identifican a principios del teodolito como instrumento acimut solamente, mientras que otros especifican como instrumento altazimuth. En el libro de Digges, el nombre "teodolito" describe un instrumento para medir ángulos horizontales solamente. También se describe un instrumento que mide tanto la altitud y el azimut, que él llamó un instrumento topographicall. Así, el nombre que se aplica inicialmente sólo para el instrumento de azimut y sólo más tarde se asoció con el instrumento altazimuth. El 1728 Cyclopaedia compara "grafómetro" a "medio-teodolito". Incluso en fecha tan tardía como el siglo 19, el instrumento de medición de ángulos horizontales sólo se llama una simple teodolito y el instrumento altazimuth, el teodolito simple. El primer instrumento más como un verdadero teodolito fue probablemente la construida por Joshua Habermel en Alemania en 1576, completa con la brújula y el trípode. Los instrumentos altacimutales primeras consistían en una base graduada con un círculo completo en la extremidad y un dispositivo de medición del ángulo vertical, normalmente, un semicírculo. Un alidada en la base se utiliza para la vista un objeto para la medición de ángulo horizontal, y un segundo alidada se monta en el semicírculo vertical. Más tarde instrumentos tenían un solo alidada en el semicírculo vertical y todo el semicírculo se montan de manera que se utiliza para indicar directamente ángulos horizontales. Con el tiempo, la simple alidada, abierto-vista fue reemplazado con un telescopio avistamiento. Esto se hizo por primera vez por Jonathan Sisson en 1725. El teodolito se convirtió en un instrumento moderno, exacto en 1787 con la introducción del famoso grande teodolito de Jesse Ramsden, que creó usando un motor de división muy precisa de su propio diseño. La demanda no se pudo cumplir por teodolitos extranjeros debido a su falta de precisión, por lo tanto, todos los instrumentos que satisfagan las exigencias de precisión se realizaron en Inglaterra. A pesar de los muchos constructores de instrumentos alemanes en el

cambio de siglo, no había teodolitos alemanes utilizables disponibles. Una transición se produjo por Breithaupt y la simbiosis de Utzschneider, Reichenbach y Fraunhofer. Mientras que la tecnología avanzaba, en la década de 1840, el círculo vertical parcial fue sustituido por un círculo completo, y los círculos verticales y horizontales fueron finamente graduada. Este fue el teodolito de tránsito. Teodolitos fueron posteriormente adaptadas a una variedad más amplia de elementos de montaje y usos. En la década de 1870, una versión a base de agua interesante del teodolito fue inventado por Edward Samuel Ritchie. Fue utilizado por la Marina de los EE.UU. a dar los primeros estudios de precisión de los puertos estadounidenses en el Atlántico y las costas del Golfo. En la primera parte del siglo 20, Heinrich Wild produjo teodolitos que se hizo popular con los inspectores. Su Wild T2, T3, y los instrumentos A1 se hicieron durante muchos años, y él se va a desarrollar el DK1, DKM1, DM2, DKM2 y DKM3 para otra empresa. Con continuas mejoras constantemente instrumentos convertido en el teodolito moderno usado por los peritos en la actualidad. Operación en topografía La triangulación, como inventado por Gemma Frisius hacia 1533, consiste en hacer esas parcelas de dirección del paisaje desde dos puntos de vista diferentes. Los dos documentos gráficas se superponen, proporcionando un modelo a escala del paisaje, o más bien los objetivos en él. La verdadera escala se puede obtener mediante la medición de una distancia, tanto en el terreno real y en la representación gráfica. Triangulación moderna como, por ejemplo, la practicada por Snell, es el mismo procedimiento ejecutado por medios numéricos. Ajuste de bloque fotogramétrico de pares estereoscópicos de fotografías aéreas es una variante moderna, tridimensional. A finales de la década de 1780 Jesse Ramsden, un hombre de Yorkshire de Halifax, Inglaterra, que se había desarrollado el motor de la división para dividir escalas angulares con una precisión de un segundo de arco, fue el encargado de

construir un nuevo instrumento para la encuesta sobre la artillería británica. El teodolito Ramsden se utilizó en los próximos años para asignar todo el sur de Gran Bretaña por triangulación. En la medición de la red, el uso de forzado de centrado acelera las operaciones manteniendo al mismo tiempo la más alta precisión. El teodolito o el objetivo pueden ser retirados rápidamente de, o en socketed, la placa de centrado forzado con precisión sub-mm. Hoy en día las antenas GPS utilizados para el posicionamiento geodésico utilizan un sistema de montaje similar. La altura del punto de referencia del teodolito-o la meta-por encima del punto de referencia de tierra debe ser medido con precisión. El tránsito estadounidense ganó popularidad durante el siglo 19 con los ingenieros del ferrocarril americano empujan oeste. El tránsito sustituye la brújula ferrocarril, sextante y octante y se distingue por tener un telescopio más cortos que los brazos de base, permitiendo que el telescopio sea girada verticalmente pasado hacia abajo. El tránsito tenía la capacidad de "dar la vuelta" sobre en su círculo vertical y demostrar fácilmente el exacto de 180 grados de vista al usuario. Esto facilita la visualización de las líneas rectas largas, como cuando la topografía del oeste americano. Previamente, el usuario gira el telescopio en su círculo horizontal a 180 y tuvo que revisar cuidadosamente el ángulo al girar giros de 180 grados. Teodolitos modernos En teodolitos de hoy, la lectura de los círculos horizontales y verticales se hace generalmente por vía electrónica. La lectura se realiza mediante un codificador giratorio, que puede ser absoluta, por ejemplo, usando códigos Gray o incrementales, usando luz equidistantes y bandas radiales oscuros. En este último caso los círculos giran rápidamente, la reducción de la medición del ángulo de medición electrónica de diferencias de tiempo. Además, últimamente sensores CCD se han añadido al plano focal del telescopio que permite tanto la autofocalización y la medición automatizada de la meta de la compensación residual. Todo esto se implementa en software incrustado.

Además, muchos teodolitos modernos, con un costo de hasta $ 10,000 cada uno, están equipados con dispositivos de medición de distancia electro-ópticos integrados, basados generalmente infrarroja, lo que permite la medición de una sola vez de los vectores tridimensionales completos - aunque en instrumentos definidos por coordenadas polares, que luego se puede transformar a un sistema de coordenadas pre-existente en la zona por medio de un número suficiente de puntos de control. Esta técnica se conoce una solución resección o la estación libre de posición topografía y es ampliamente utilizado en la cartografía de la topografía. Los instrumentos, teodolitos "inteligentes" llamadas taquímetros autoregistro o "estaciones totales", realice las operaciones necesarias, guardar los datos en unidades de registro de internos, o en dispositivos de almacenamiento de datos externos. Por lo general, los ordenadores portátiles o PDAs robustos son utilizados como recolectores de datos para este fin. Gyrotheodolites A gyrotheodolite se utiliza cuando se requiere que el rumbo de referencia de norte a sur del meridiano en ausencia de lugares de interés astronómicas estrellas. Esto ocurre principalmente en la industria de la minería subterránea y en la ingeniería de túneles. Por ejemplo, donde un conducto debe pasar por debajo de un río, un eje vertical en cada lado del río puede estar conectado por un túnel horizontal. Un gyrotheodolite puede ser operado a la superficie y luego de nuevo a los pies de los ejes para identificar las direcciones necesarias para túnel entre la base de los dos ejes. A diferencia de un horizonte artificial o sistema de navegación inercial, un gyrotheodolite no puede ser trasladado durante su funcionamiento. Se debe reiniciarse de nuevo en cada sitio. El gyrotheodolite comprende un teodolito normal con un archivo adjunto que contiene un giroscopio montado con el fin de sentido de la rotación de la Tierra y de que la alineación del meridiano. El meridiano es el plano que contiene tanto el eje de la rotación de la Tierra y el observador. La intersección del plano meridiano con la horizontal contiene el verdadero norte-sur rumbo de referencia geográfica

requerida. El gyrotheodolite que normalmente se conoce como ser capaz de determinar o encontrar el norte verdadero. A gyrotheodolite funcionará en el ecuador y en los hemisferios norte y sur. El meridiano está definido en los polos geográficos. Un gyrotheodolite no se puede utilizar en los polos, donde el eje de tierras es precisamente perpendicular al eje horizontal de la hiladora, de hecho no se utiliza normalmente dentro de aproximadamente 15 grados del polo porque el componente este-oeste de la rotación de la Tierra es insuficiente para obtener resultados fiables. Cuando esté disponible, astronómicos lugares estrella son capaces de dar el cojinete meridiano hasta mejor que un centenar de veces la precisión del gyrotheodolite. Cuando no se requiere esta precisión adicional, la gyrotheodolite es capaz de producir un resultado rápidamente sin la necesidad de observaciones de noche.