Teodolit

Sebuah teodolit merupakan instrumen presisi untuk mengukur sudut pada bidang horisontal dan vertikal. Theodolites terutama digunakan untuk survei aplikasi, dan telah diadaptasi untuk tujuan khusus di bidang-bidang seperti teknologi peluncuran roket meteorologi dan. Sebuah teodolit modern terdiri dari sebuah teleskop bergerak dipasang dalam waktu dua tegak lurus sumbu - sumbu horizontal atau trunnion, dan sumbu vertikal. Ketika teleskop ini menunjuk pada objek target, sudut masing-masing sumbu dapat diukur dengan ketelitian tinggi, biasanya untuk detik busur.

Transit mengacu pada tipe khusus teodolit dikembangkan di awal abad 19. Fitur ini teleskop bisa "flip over" ("transit lingkup") untuk memudahkan penampakan belakang dan dua kali lipat dari sudut untuk mengurangi kesalahan. Beberapa instrumen transit mampu membaca sudut langsung ke tiga puluh detik. Pada pertengahan abad 20, "transit" datang untuk merujuk ke bentuk sederhana dari teodolit dengan kurang presisi, kekurangan fitur seperti perbesaran skala dan mikrometer. Meskipun theodolites elektronik yang tepat telah menjadi alat luas, transit masih digunakan sebagai alat ringan pada lokasi konstruksi. Selanjutnya, Brunton Pocket Transit, biasa digunakan untuk pengukuran lapangan dengan ahli geologi dan arkeolog, telah terus digunakan sejak 1894. Beberapa jenis transit tidak mengukur sudut vertikal.

Tingkat pembangun sering keliru untuk transit, tetapi tindakan tidak sudut horisontal maupun vertikal. Menggunakan tingkat semangat untuk mengatur tingkat teleskop untuk menentukan garis pandang sepanjang tingkat pesawat.

Konsep operasi
Kedua sumbu dari teodolit dilengkapi dengan lingkaran busur  yang dapat dibaca melalui lensa pembesar. (R. Anders membantu M. Denham menemukan teknologi ini pada tahun 1864) Lingkaran vertikal 'transit' yang tentang sumbu horisontal harus membaca 90 ° (100 lulusan) ketika sumbu penglihatan horisontal, atau 270 ° (300 lulusan) ketika instrumen berada di posisi kedua, yaitu, "turned over" atau "jatuh". Setengah dari perbedaan antara dua posisi ini disebut "kesalahan indeks".

Sumbu horisontal dan vertikal teodolit harus tegak lurus, jika tidak maka "sumbu horizontal kesalahan" ada. Hal ini dapat diuji dengan mensejajarkan paralel pusat gelembung tubular ke saluran antara dua footscrews dan pengaturan pusat gelembung pusat. Sebuah kesalahan sumbu horisontal ada jika gelembung berjalan dari pusat ketika gelembung tubular dibalik (diputar 180 °). Untuk mengatur, menghapus separuh jumlah gelembung telah melarikan diri dengan menggunakan sekrup menyesuaikan, kemudian relevel, menguji dan menyempurnakan penyesuaian.

Sumbu optik teleskop, yang disebut "sumbu penglihatan", ditetapkan oleh pusat optik lensa objektif dan pusat garis bidik di bidang focal, juga harus tegak lurus dengan sumbu horisontal. Jika tidak, maka "kesalahan collimation" ada.

Indeks kesalahan, kesalahan sumbu horisontal dan kesalahan collimation secara teratur ditentukan oleh kalibrasi dan dihapus oleh penyesuaian mekanis. Keberadaan mereka tidak diperhitungkan dalam pemilihan prosedur pengukuran untuk menghilangkan pengaruh mereka pada hasil pengukuran.

teodolit Sebuah dipasang di kepala tripod perusahaannya melalui piring terpaksa centering atau tribrach berisi empat sekrup, atau dalam theodolites modern, tiga untuk meratakan cepat. Sebelum digunakan, teodolit harus ditempatkan vertikal tepat di atas titik yang akan diukur dengan menggunakan bob dipasang, optik menurun atau laser anjlok. Instrumen ini kemudian mengatur tingkat menggunakan footscrews pendataran dan melingkar dan lebih tepat gelembung semangat tabung.

Sejarah
Diopter Istilah ini kadang-kadang digunakan dalam teks-teks tua sebagai sinonim untuk teodolit. ini berasal dari sebuah instrumen astronomi yang lebih tua disebut dioptra.

Sebelum teodolit, instrumen seperti lingkaran geometris persegi dan berbagai lulus (circumferentor) dan setengah lingkaran (graphometer) digunakan untuk mendapatkan baik pengukuran sudut vertikal atau horizontal. Itu hanya soal waktu sebelum seseorang menaruh dua perangkat ukur ke satu instrumen yang dapat mengukur kedua sudut secara bersamaan. Gregorius Reisch menunjukkan instrumennya dalam lampiran bukunya Margarita Philosophica, yang diterbitkan di Strasburg tahun 1512. Digambarkan dalam lampiran oleh Martin Waldseemüller, sebuah topographer Rhineland dan pembuat peta, yang membuat perangkat di tahun yang sama disebut  Waldseemüller. instrumen nya polimetrum tersebut.

Kejadian pertama kata "teodolit" ditemukan dalam buku pelajaran survei Praktek geometrik bernama Pantometria (1571) oleh Leonard Digges, yang diterbitkan secara anumerta oleh anaknya, Thomas Digges. etimologi dari kata tersebut tidak diketahui. Bagian pertama dari theo Latin Baru-delitus mungkin berasal dari bahasa Yunani, "untuk dilihat atau melihat perhatian pada ", [7] tetapi bagian kedua lebih membingungkan dan sering dihubungkan dengan sebuah variasi tdk seperti seorang sarjana dari salah satu kata Yunani yang berarti "jelas", delitus adalah variasi dari deletus terlentang Latin, dalam arti" dicoret ".

Ada beberapa kebingungan tentang instrumen yang nama awalnya diterapkan. Beberapa mengidentifikasi teodolit awal sebagai instrumen azimut saja, sementara yang lain menetapkannya sebagai instrumen altazimuth. Dalam buku Digges's, nama "teodolit" dijelaskan alat untuk mengukur sudut horisontal saja. Dia juga menggambarkan sebuah alat yang diukur baik ketinggian dan azimut, yang ia sebut alat topographicall. Dengan demikian nama awalnya hanya diterapkan ke instrumen azimuth dan hanya kemudian menjadi terkait dengan instrumen altazimuth. The 1728 ensiklopedi membandingkan "graphometer" untuk "setengah-teodolit". Bahkan sebagai sebagai akhir abad ke-19, instrumen untuk mengukur sudut horisontal hanya disebut teodolit sederhana dan instrumen altazimuth, teodolit polos.

Instrumen pertama lebih seperti teodolit sejati adalah kemungkinan yang satu dibangun oleh Joshua Habermel (de: Erasmus Habermehl). Di Jerman pada 1576, lengkap dengan kompas dan tripod
Instrumen altazimuth awal terdiri dari basis lulus dengan lingkaran penuh di dahan dan alat ukur sudut vertikal, yang paling sering setengah lingkaran. Sebuah alidade pada dasar yang digunakan untuk melihat objek untuk pengukuran sudut horisontal, dan alidade kedua dipasang pada setengah lingkaran vertikal. Kemudian instrumen memiliki alidade tunggal pada setengah lingkaran vertikal dan seluruh setengah lingkaran dipasang sehingga dapat digunakan untuk menunjukkan sudut horisontal langsung. Akhirnya, sederhana, terbuka-sight alidade diganti dengan teleskop penampakan. Ini pertama kali dilakukan oleh Jonathan Sisson pada tahun 1725.

teodolit ini menjadi instrumen, modern akurat pada tahun 1787 dengan pengenalan teodolit terkenal besar Jesse Ramsden, yang ia dibuat menggunakan mesin pemisah yang sangat akurat dari desain sendiri. Sebagai teknologi berkembang, di tahun 1840-an, lingkaran sebagian vertikal diganti dengan lingkaran penuh, dan kedua lingkaran vertikal dan horisontal yang halus lulus. Ini adalah teodolit transit. Theodolites yang kemudian diadaptasi ke berbagai mountings lebih luas dan menggunakan. Pada 1870-an, versi waterborne menarik dari teodolit (menggunakan perangkat pendulum untuk melawan gerakan gelombang) diciptakan oleh Edward Samuel Ritchie.  Ia digunakan oleh Angkatan Laut AS untuk mengambil presisi survei pertama pelabuhan Amerika di Atlantik dan pantai Teluk [14] Dengan penyempurnaan terus,. instrumen yang terus berevolusi menjadi teodolit modern yang digunakan oleh surveyor saat ini.

Operasi di survei
Triangulasi, seperti yang ditemukan oleh Gemma Frisius sekitar 1533, terdiri dari pembuatan plot arah seperti dari lanskap sekitarnya dari dua sudut pandang yang terpisah. Kedua kertas grafik ditumpangkan, menyediakan sebuah model skala lanskap, atau lebih target di dalamnya. Skala benar dapat diperoleh dengan mengukur satu jarak baik di medan nyata dan dalam representasi grafis.

triangulasi modern seperti, misalnya, dilakukan oleh Snellius, adalah prosedur yang sama dilakukan dengan cara numerik. Fotogrametri blok penyesuaian pasang stereo foto udara adalah varian, modern tiga-dimensi.

Pada akhir 1780-an Jesse Ramsden, seorang Yorkshireman dari Halifax, Inggris yang telah mengembangkan mesin pemisah untuk membagi skala sudut akurat dalam kedua dari busur, ditugaskan untuk membangun instrumen baru untuk Inggris Ordnance Survey. Teodolit Ramsden digunakan selama beberapa tahun ke depan untuk memetakan seluruh Inggris selatan oleh triangulasi.

Dalam pengukuran jaringan, penggunaan kecepatan terpaksa centering Facebook operasi tetap menjaga presisi tertinggi. Teodolit atau target bisa cepat dihapus dari, atau socketed ke dalam, pelat terpaksa centering dengan sub-mm presisi. Saat ini antena GPS digunakan untuk penentuan posisi geodetik menggunakan sistem mounting serupa. Tinggi titik referensi dari teodolit-atau target-di atas acuan tanah harus diukur tepat.

Transit Amerika mendapatkan popularitas selama abad ke-19 dengan insinyur kereta api Amerika mendorong barat. transit ini menggantikan kereta api kompas, sextant dan octant dan dibedakan dengan memiliki teleskop lebih pendek dari lengan dasar, memungkinkan teleskop yang akan diputar secara vertikal lalu lurus ke bawah. transit yang memiliki kemampuan untuk 'flip' di atas pada lingkaran vertikal dan mudah menunjukkan pemandangan 180 derajat yang tepat kepada pengguna. Hal ini memfasilitasi penampilan garis-garis lurus panjang, seperti ketika survei Barat Amerika. Sebelumnya pengguna diputar teleskop pada lingkaran horisontal untuk 180 dan harus hati-hati memeriksa sudut ketika balik berputar 180 derajat.

Modern theodolites
Dalam theodolites hari ini, pembacaan keluar dari lingkaran horizontal dan vertikal biasanya dilakukan secara elektronik. pembacaan dilakukan dengan encoder rotary, yang bisa mutlak, misalnya menggunakan kode Gray, atau tambahan, menggunakan lampu jarak yang sama dan band radial gelap. Dalam kasus terakhir lingkaran berputar dengan cepat, mengurangi pengukuran sudut untuk pengukuran elektronik perbedaan waktu. Selain itu, akhir-akhir ini sensor CCD telah ditambahkan ke bidang fokus teleskop sehingga kedua auto-target dan pengukuran otomatis target sisa offset. Semua ini diimplementasikan dalam perangkat lunak tertanam.

Harga theodolite modern bisa sampai $ 10.000 masing-masing, dilengkapi dengan terintegrasi perangkat elektro-optik mengukur jarak, umumnya inframerah, sehingga memungkinkan pengukuran dalam satu pergi dari vektor tiga dimensi yang lengkap - meskipun dalam instrumen-didefinisikan polar-koordinat, yang kemudian dapat ditransformasikan ke sistem koordinasi yang sudah ada sebelumnya di daerah tersebut dengan cara cukup banyak titik kontrol. Teknik ini disebut solusi reseksi atau survei stasiun posisi bebas dan secara luas digunakan dalam survei pemetaan. Instrumen, "cerdas" theodolites disebut self-mendaftar tacheometers atau "stasiun total", melaksanakan operasi yang diperlukan, menyimpan data ke dalam unit mendaftar internal, atau ke perangkat penyimpanan data eksternal. Biasanya, laptop atau PDA ruggedized digunakan sebagai pengumpul data untuk tujuan ini.

Gyrotheodolites
J gyrotheodolite digunakan ketika bantalan referensi utara-selatan meridian diperlukan adanya pemandangan bintang astronomi. Hal ini terutama terjadi di industri pertambangan bawah tanah dan dalam rekayasa terowongan. Sebagai contoh, di mana saluran harus lewat di bawah sungai, sebuah poros vertikal pada setiap sisi sungai mungkin dihubungkan oleh sebuah terowongan horizontal. J gyrotheodolite dapat dioperasikan di permukaan dan kemudian di kaki poros untuk mengidentifikasi petunjuk yang dibutuhkan untuk terowongan antara dasar dua poros. Tidak seperti horison tiruan atau sistem navigasi inersia, J gyrotheodolite tidak dapat direlokasikan ketika sedang beroperasi. Itu harus ulang lagi di setiap situs.

J gyrotheodolite ini terdiri dari teodolit normal dengan lampiran yang berisi giroskop yang dipasang sehingga rasa rotasi bumi dan dari penyelarasan meridian. meridian adalah pesawat yang berisi sumbu rotasi bumi dan pengamat. Perpotongan pesawat meridian dengan horizontal berisi referensi geografis yang benar utara-selatan bantalan yang diperlukan. J gyrotheodolite ini biasanya disebut sebagai dapat menentukan atau mencari utara benar.

J gyrotheodolite akan berfungsi di khatulistiwa dan baik di belahan utara dan selatan. meridian ini terdefinisi di kutub geografis. J gyrotheodolite tidak dapat digunakan di kutub mana sumbu bumi justru tegak lurus dengan sumbu horisontal spinner, memang itu biasanya tidak digunakan dalam waktu sekitar 15 derajat tiang karena komponen timur-barat rotasi bumi tidak cukup untuk memperoleh diandalkan hasilnya. Bila tersedia, pemandangan bintang astronomi mampu memberikan bantalan meridian untuk lebih dari seratus kali keakuratan J gyrotheodolite tersebut. Dimana presisi tambahan tidak diperlukan, J gyrotheodolite mampu menghasilkan hasil dengan cepat tanpa membutuhkan pengamatan malam.    

 

Bagian Theodolit

Bagian-bagian yang penting dari alat theodolit:

   Teropong yang dilengkapi dengan garis bidik

   Lingkaran skala vertical

   Sumbu mendatar

   Indeks pembaca lingkaran skala tegak

   Penyangga sumbu mendatar

   Indeks pembaca lingkaran skala mendatar

   Sumbu tegak

   Lingkaran skala mendatar

   Nivo kotak

   Nivo tabung

   Tribrach

   Skrup kaki tribrach

 

Gambar 16.1 : Bagian-bagian Alat Teodolit

 

 

Gambar 16.2 : Macam-macam bentuk benang silang (diapragma)