Номер 6.29, страница 37 - гдз по геометрии 7 класс учебник Смирнов, Туяков

6.29.Теодолит — наиболее совершенный угловой инструмент, который применяется для выполнения геодезических работ.

Что такое теодолит и его назначение

Теодолит, как указано в определении, является высокоточным геодезическим инструментом, предназначенным для измерения горизонтальных и вертикальных углов на местности. Эти измерения являются основой для большинства геодезических, топографических, маркшейдерских и строительных работ. С помощью теодолита определяют направления на различные точки, а разность этих направлений дает искомый угол. Точность современных теодолитов может достигать долей угловой секунды, что позволяет использовать их для создания государственных геодезических сетей и при строительстве уникальных сооружений, таких как мосты, тоннели и высотные здания.

Ответ: Теодолит — это угломерный инструмент, используемый в геодезии для точного измерения горизонтальных и вертикальных углов, что необходимо для создания карт, планов, строительства и других инженерных задач.

Основные части и устройство теодолита

Классический оптический теодолит состоит из нескольких ключевых узлов. Алидада — это вращающаяся часть инструмента, на которой закреплена зрительная труба и отсчетная система. Она вращается вокруг вертикальной оси прибора. Лимб — это горизонтальный стеклянный круг с нанесенными на него угловыми делениями (от 0° до 360°), который остается неподвижным при вращении алидады. Измерение горизонтального угла заключается в снятии отсчетов по лимбу. Зрительная труба служит для точного наведения на удаленные объекты. Она может вращаться в вертикальной плоскости. Вертикальный круг — это аналог лимба, но расположенный в вертикальной плоскости и жестко скрепленный со зрительной трубой; он служит для измерения вертикальных углов. Для приведения прибора в рабочее положение используются уровни (цилиндрический и круглый) и подъемные винты на подставке, называемой трегером. Вся конструкция устанавливается на прочный штатив.

Ответ: Основными частями теодолита являются алидада со зрительной трубой, горизонтальный круг (лимб), вертикальный круг, уровни и трегер для установки и выравнивания прибора.

Принцип работы и процесс измерений

Работа с теодолитом начинается с его установки на точке, координаты которой известны или должны быть определены. Процесс включает три основных этапа: центрирование, горизонтирование и непосредственно измерения. Центрирование — это точное совмещение вертикальной оси прибора с центром геодезического пункта на земле, что достигается с помощью нитяного или оптического отвеса. Горизонтирование — это приведение вертикальной оси прибора в отвесное положение (а плоскости лимба — в горизонтальное) с помощью уровней и подъемных винтов.
Для измерения горизонтального угла (например, угла $\beta$ между направлениями на точки A и B с точки стояния O) выполняют следующие действия:
1. Наводят зрительную трубу на левую точку (A) и снимают отсчет по горизонтальному кругу: $O_A$.
2. Наводят зрительную трубу на правую точку (B) и снимают отсчет: $O_B$.
3. Угол вычисляется как разность отсчетов: $\beta = O_B - O_A$. Для повышения точности измерения выполняют несколькими приемами, включая перестановку вертикального круга (из положения "круг лево" в "круг право").
Для измерения вертикального угла (угла наклона $\nu$) измеряют угол между направлением визирования и горизонтальной плоскостью. Отсчет снимается по вертикальному кругу. Для точного определения угла необходимо знать "место нуля" (МО) — отсчет по вертикальному кругу при горизонтальном положении зрительной трубы. Формула для вычисления угла наклона: $\nu = КЛ - МО$, где $КЛ$ — отсчет по вертикальному кругу.

Ответ: Принцип работы теодолита заключается в измерении разности направлений (отсчетов по градуированным кругам) на объекты для определения углов после точной установки прибора над точкой (центрирования и горизонтирования).

Применение теодолита в геодезических работах

Теодолиты являются основой для широкого спектра геодезических работ:
•Создание опорных геодезических сетей. Методами триангуляции (построение сети треугольников и измерение в них всех углов) и полигонометрии (проложение теодолитных ходов, в которых измеряются углы и длины сторон) создается каркас из точек с известными координатами, который служит основой для всех последующих съемок.
•Теодолитная (тахеометрическая) съемка. Это основной метод создания топографических планов и карт. С точек теодолитного хода измеряют углы и расстояния до объектов местности (зданий, деревьев, элементов рельефа и т.д.), что позволяет определить их плановое и высотное положение.
•Инженерно-геодезические изыскания и строительство. При строительстве теодолит используется для выноса проекта в натуру (разбивки осей зданий и сооружений), контроля вертикальности колонн и стен, монтажа технологического оборудования и наблюдения за деформациями готовых объектов.
•Кадастровые работы. Теодолит применяют для определения и закрепления на местности границ земельных участков.

Ответ: Теодолиты применяются для создания опорных сетей, топографической съемки, разбивочных работ в строительстве и определения границ земельных участков.

Современные виды угломерных инструментов

С развитием технологий на смену классическим оптическим теодолитам пришли более совершенные приборы.
Электронные теодолиты автоматизировали процесс снятия отсчета. Вместо наблюдения в микроскоп значения углов выводятся на цифровой дисплей, что исключает ошибки наблюдателя и ускоряет работу.
Электронные тахеометры — это следующий шаг эволюции. Они представляют собой комбинацию электронного теодолита и светодальномера (EDM). Такой прибор позволяет одновременно измерять горизонтальные и вертикальные углы, а также расстояние до точки. Встроенный микропроцессор позволяет сразу вычислять координаты точек $(X, Y, H)$, площади, превышения и решать другие геодезические задачи непосредственно в поле.
Роботизированные тахеометры и сканирующие системы (лазерные сканеры) — это наиболее современные инструменты, которые могут автоматически наводиться на цель (отражатель) и выполнять измерения без непосредственного участия оператора, а сканеры способны за короткое время создавать подробное трехмерное облако точек, описывающее поверхность объекта или местности.

Ответ: Современными аналогами и развитием теодолита являются электронные теодолиты, тахеометры (в том числе роботизированные) и лазерные сканеры, которые значительно автоматизируют и расширяют возможности геодезических измерений.