Teodolit (obr. 6.l.)je geodetický prístroj na presné merame a vytyčovanie vodorovných a zvislých uhlov ľubovoľnej veľkosti .Teodolity prešli dlhým vývojom od teodolitov s kovovými kruhmi cez optické až po elektronické ktorými možno automaticky čita uhly.

Obr. 6.l. Teodolit česko-slovenskej výroby Meopta T lC. Foto: J. Zsigó

a preto mal iba vodorovný delený kruh. Neskôr sa k nemu pripojil výškový kruh na meranie zvislých uhlov, do nitkového križa sa pridali ďalšie dva vodorovné vlákna na optické meranie dĺžok a na ďaľekohľad sa pripevnila nivelačná libela. Vznikol tak prístroj so všestranným použitím - univerzálný teodolit, ktorý možno všestranne prakticky využiť v geodézii, astronómii, stavebníctve, strojárstve, baníctve atď.

Konštrukcia všetkých typov teodolitov má dve hlavné časti : dolnú pevnú časť limbus , a hornú - otáčavú časť, alidádu, ktorá je uložená v dolnej časti. Principiálna schéma stavby a spojenia hlavných častí teodolitu je na obr. 6.2.

Dolná stavba teodolitu má trojnožkové podložky 1 s tromi urovnávacími (stavacími) skrutkami 2, ktoré vytvárajú rovnostranný trojuholník. Teodolit pomocou nich sa urovnáva do vodorovnej, resp. zvisléj polohy. Pevné spojenie statívu (stojana) s teodolitom skutočne sprostredkováva upínacia pripevňovacia skrutka, na konci ktorej je háčik na závesnú šnúru olovnice, ktorá dostreďuje teodolit na stanovisku. S podložkou teodolitu je spojený systém ložiskového puzdra 3 zvisléj osi teodolitu 4. Horňá časť ložiskového puzdra kruhového prstenca je nosičom vodorovného kruhu s uhlovou stupnicou 6.

Horná časť teodolitu - alidáda je oproti limbusu otáčavo uložená na guľôčkovom ložisku 5. Skladá sa z dvoch nosníkov 7. Na koncoch nosníkov sú ložiská pre točnú (horizontálnu) os 8 ďalekohľadu, okolo ktorej sa ďalekohľad môže skláňať. Na horizontálnej osi je zámerné zariadenie - ďalekohľad 10 a výškový kruh, ktorý je nosičom výškovej uhlovej stupnice 9. Pri meraní uhlov teodolitom a takisto aj pri iných úlohách, na ktoré sa používajú teodolity, sú potrebné libely.Teodolity preto majú rúrkové libely, a to alidádovú 11 na horizontáciu prístroj a, ďalekohľadovú (nivelačnú) a indexovú libeĺu (alebo namiesto nej kompenzátor), ktorými teodolit a kruhy urovnávame do požadovanej zvislej, resp. vodorovnej polohy.Vodorovný otáčavý pohyb hornej časti v dolnej časti teodolitu, pri - ktorom sa merajú vodorovné uhly ? čítaním na vodorovnom kruhu 6, riadime zámernými pohybovými pomôckami - pohybovkami. Podobne aj zvislý otáčavý pohyb ďalekohľadu riadime pohybovkami. Pri presnom zacielení na meraný objekt čítame na výškovom kruhu 9 zenitové uhly (zenitové vzdialenosti). Na samotné čítanie obidvoch kruhov používame čítacie alebo registračné pomôcky.

Konštrukčná realizácia a úprava teodolitov závisí od jednotlivých výrobcov a rozdiely sa prejavujú najmä mnechanickej a optickej stavu prístrojov.

2. Podložka (podstavec) teodolitu upevňuje statív a používa sa na dostredenie a urovnanie (horizontáciu) prístroja na stanovisku.

Z hľadiska materiálového konštrukčného riešenia rozoznávame teodolity :

- so sklenými kruhmi, ktoré sa označujú aj ako optické teodolity. Zavedenie sklených kruhov znamenalo zásadný pokrok v konštrukcii teodolitov. Stupnice vyryté do skla sú jemnejšie a presnejšie a podstatne menej podliehajú tepelným vplyvom ako kovové kruhy.

Podľa usporiadania zvislých osových systémov a vzájomného spojenia alidády a vodorovného kruhu rozdeľujeme teodolity na jednoosové (majú otáčaciu iba jednu os - os alidády, obr. 6.3a) a dvojosové alebo repetičné (majú otáčaciu os vodorovného kruhu aj os alidádty - obr. 6.3b). Osobitnú skupinu tvoria teodolity s kruhom na posun (reiteračné), ktoré majú aj treciu, ale samostatnú časť vodorovného kruhu (obr. 6.3c). Vodorovný kruh je zabudovaný v puzdre a drží sa iba trením.Repetičné zvislé osové systémy sa používajú v konštrukciách teodolitov s nižšou a strednou présnosťou merania. Stabilitu teodolitu v pod- , ložke zabezpečuje upevňovacia svorka 1 (obr. 6.3b) a nastavovací systém 2 riadi pohyb alidádý. Na pretáčanie deleného kruhu sa tento pevne spojí svorkou 3 s alidádou a pohybom alidády sa otáča. Konštrukčne však nie je vodorovný kruh nezávislý od alidády, a preto môže dôjsť k strhávaniu vodorovného kruhu. Konštrukčná realizácia systému výrobcami je rozmanitá. Reiteračné osové systémy sa uplatňujú v konštrukciách teodolitov so strednou a vysokou présnosťou. Teodolitv s kruhom na posun umožňuje pretáčanie limbového kruhu o určitú hrubú hodnotu. Takýto teodolit má okrem hrubej a jemnej otáčavej osi alidády aj treciu (frikčnú) otáčavú ale samostatnú os vodorovného kruhu, čiže sa nemôže kruh posunúť lidádou a preto teodolity sú vhodné na najpresnejšie práce.

Výškový kruh teodolitu je pevne spojený s jedným koncom otočnej

spolu s ďalekohľadom. Výškový čítací systém sníma údaj výškového kruhu zodpovedajúci polohe zámernej osi. Pri meraní zvislých uhlov je potrebné zariadenie (pomôcka) na presné umiestenie nulovej hodnoty deleného kruhu do zvislého smeru. Pri starších teodolitoch touto pomôckou sú výškové indexy, umiestené diametrálne a vodorovne s indexovou libelou (obr. 6.4). Novšie teodolity majú automatický výškový index, ktorý tvorí opticko-mechanické zariadenie rozličnej konštrukcie, zabudovaný do čítacieho systému teodolitu. Automatické výškavé indexy s čítacím systémom môžu byť kyvadlové alebo kvapalinové kompenzátory [4, 5]. Princíp kompenzátorov indexov je podobný ako pri kompenzátorových nivelačných prístrojoch (pozri stať 8.1.2.2).

- valcovým čapom zvislého osového systému do puzdra v podložke, napr. teodolity firmy Zeiss, Kern, MOM atď. pritom sa na upevnenie používa svorka alebo bajonetový uzáver tromi obvodovými čapmi urovnávajúcieh skrutiek do vhodne upravených dostreďovacích kolíkov v puzdre podstavca napr. firma Wild, teodolit upevňuje pootočením a dotlačením (svorkou alebo pákou).Konštrukciou trojnožkovej podložky a dolnej časti prístroja, terčov,dĺžkomerných lát a pod. sa zabezpečuje presné dostredné umiestenie prístroja a pomôcok pri ich výmene. Ich vzájomná výmena na statíve sa robí bez toho, aby sa muselo meniť dostredenie prístroja a pomôcky (obr: 6.5). Úprava dostredných zariadení sa nazýva aj závislé centrovanie, ktoré sa využíva najmä pri veľmi presných polygónometrických meraniach, pri presnom meran� � dĺžok paralakticky a pod.

Medzi nosné zariadenia teodolitu patria statívy ,pilierové podložky, konzoly a iné zariadenia alebo pomôcky. Statívy sú pomôcky na postavenie teodolitu pri meraní na prirodzenom povrchu. Obyčajne sa vyhotovujú z dreva, napr. jaseňa. Každý statív obr. 6.6 má stativovú dosku (kruhového alebo trojuholníkového tvaru), ktorá je z kovového materiálu (duralamínia, oceľového plechu a pod.) s otvorom uprostred a z nôh stativu so stálou (pevnou)- alebo meniteľnou dĺžkou nôh (zasúvacie nohy), ktoré majú spodnú čast okovanú a zahrotenú. Teodolit so statívom sa spája príchytnou (upevňovacou) skrutkou. Pilierové podložky (obr. 6.7) sú pomôcky, na ktoré staviame teodolit pri meraní na bo~io~h stabilizovaných na betónových pilieroch, drevených vežiach, kamenných podkladoch a pod. Ide v podstate o pevné kovové podložky (napr. firmy Zeiss, Kern) s tromi krátkymi zahrotenými nožičkami, na ktoré sa teodolit pripevňuje rovnakým spôsobom ako na statív.

strojárstve a pod.) sa ako nosné podložky používajú konzoly. Konzolu tvorí kovové rameno asi 0,30 m dlhé, ktoré je na jednom konci upravené koncovou platničkou s otvorom na pripevnenie a dostredenie teodolitu upevňovacou skrutkou.

V podzemných priestoroch (baniach, tuneloch a pod.) sa ako nosné zariadenia používajú rozpery s dostreďovacími hlavicami alebo osobitné gulové čapy na závesné banské teodolity [5].

Medzi tieto zariadenia teodolitov patria mechanické pomôcky na približné a presné nastavenie a zacieľovanie dalekohľadu na zameriavaný bod.Skladajú sa z dvoch skrutiek : svorky a pohybovky (obr. 6.8). Svorkou zamedzujeme, resp. uvoľňujeme hrubý otáčavý pohyb príslušnej pohyblivej časti teodolitu, ktorý vykonávame rukou. Pohybovka (v podstate mikrometrická skrutka) umožňuje jemný pohyb v určitom malom rozsahu pri upnutej svorke, čiže pri zamedzenom hrubom pohybe (napr. pohyb alidády proti limbu). Pri teodolitoch firmy Zeiss Theo radu A a B sú upravené dvojosové (biaxiálne), vedľa seba usporiadané pákové svorky vodorovného aj zvislého pohybu ďalekohľadu a súosové pohybovky týchto pohybov.

Bližšie sa oboznámime so základnými a dôležitýlni častami teodolitu, ktoré sú spoločné pré rozličné druhy a typy teodolitov, sú to najmä , ďalekohľady, mikroskopy, lupy a iné zariadenia alebo pomôcky.

Ďlekohľady rozdeľujeme podľa rozličných hľadísk: Podľa použitých optických častí ich možno deliť na šošovkové (refraktory) a na zrkadlové (reflektory). V prvom prípade sa objektív skladá z jednej alebo viacerých šošoviek, v druhom pripade je objektívom duté zrkadlo. Podľa vytvoreného obrazu ich delíme na terestické (Galileiho), so vzpriameným obrazom a astronomické (Keplerov), s prevráteným obrazom. Z hľadiska zaostrenia obrazu alebo konštrukcie ďalekohľadu rozlišujeme dva typy:

V súčasnosti sa pri geodetických prístrojoch takmer všeobecne používa ďalekohľad so stálou dĺžkou (obr. 6.9). Nazýva sa tak preto, že vzdialenosť medzi objektívom ďalekohľadu a obrazovou rovinou ďalekohľadu je stála. Pôvodne poúžívaný astronomický (Keplerov) ďalekohľad ( 1, 2, 3 )ktorý má premenlivú dĺžku v smere optickej osi ďalekohľadu (vzájomná vzdialenosť objektívu, nitkového kríža a okulára) a obratený obraz, nachádzame v súčasnosti už len pri starších teodolitoch, a preto sa nimi nebudeme zaoberať.

V ďalekohrade so stálou dĺžkou (obr. 6.9), ktorý nazývame aj ako ďalekohľadom s vnútorným zaostrovaním (analaktický) sa predmet vytvorený objektívom 1 ostro premieta do zobrazovacej roviny objektívu pomocou vnútornej zaostrovacej šošovky 2 ktorá sa otáčacím zaostrovacím prstencom 3 môže posunovať v smere optickej osi ďalekohľadu. Premietnutý obraz sa v obrazovej rovine stotožní s rovinou nitkového kríža 4 a spolu s ním sa pozoruje okulárom 5. Tieto ďalekohľady môžu býť dioptrické alebo katoptrické. Dioptrické ďalekohľady majú objektívový systém, ktorý sa skladá z objektívu 1, zo zaostrovacieho člena 2, z nitkového kríža 4 a okulára 5 . Tieto prvky sú umiestené (1 a 5 pevné, 2 pohyblivo) v systéme kovových rúrok tak, že ich geometrické stredy tvoria priamku, optickú os ďalekohľadu. Katoptrické alebo šošovkovo zrkadlové ďalekohľady v objektívovom systéme majú okrem uvedených prvkov reflektujúce zrkadlá a hranoly, ktorými možno ešte viac skrátiť ďalekohľad (takýmto je napr. Zeiss Theo O10 (l, 3).

V obrazovej rovine objektívu je nitkový kríž, ktorého stred so stredom objektívu definuje zámernú os ďalekohlľadu. Nitkový kríž tvoria jemné rysky (predtým vlákna z konského vlasu) vyryté na sklenej tabuľke uloženej v obrazovej rovine. Na rektifikáciu zámernej osi možno nitkový kríž pripevniť na prstenec, ktorý sa dá posúvať dvoma dvojicami skrutiek v dvoch na seba kolmých smeroch (obr. 6.10).

Obr. 6.10. Nitkový kríž a jeho rozličné typy . I - jednoduchý, 2, 3 - dĺžkomerný, 4 - dĺžkomerný pre zvislú latu, 5 – dĺžkomerný

Objektív geodetických prístrojov vytvára zdanlivý a zväčšený obraz objektu v obrazovej rovine ďalekohľadu. Na skvalitnenie obrazu býva objektív a okulár zložený z dvoch alebo viacerých spojkových a rozptylkových šošoviek, a tým sa znižujú mnohé optické chyby (achromatizmus a astigmatizmus). Pri súčasných geodetických ďalekohľadoch sa používa Ramsdenov okulár, ktorý sa skladá z dvoch ploskovypuklých šošoviek, obrátených k sebe vypuklými plochami. Pri Ramsdenovom okulári je vzdialenosť šošoviek stála a nitkový kríž sa zaostruje pohybom okulárovej rúrky [l, 3]. Na získanie priamych obrazcov pozorovaných predmetov bývajú ďalekohľady novších geodetických prístrojov vybavené buď viacšošovkovým terestrickým okulárom, alebo výhodnejším hranolovým systémom.Okuláry niektorých teodolitov možno vymeniť za špeciálne okuláre ako autokolimačný, laserový, okul� �rové hranoly a pod.

- zámernú (priamku),ktorá je spojnicou stredu nitkového kríža a optického stredu objektívu.

Pri zaostrení nitkového kríža zacielime ďalekohľad na rovnomerne osvetlenú plochu (stenu, oblohu a pod.) a skrutkovým pohybom objímky okulára, ktorým sa okulár v malých hraniciach posúva pozdĺž optickej osi, zaostríme nitkový kríž. Merač počas merania toto zaostrenie nemení. Obraz predmetu aj obraz nitkového kríža pri meraní ďalekohľadom musí byť jasný a ostrý. Po zacielení na meraný predmet zaostríme obraz posunom vnútornej zaostrovacej šošovky (pri ďale

kohľade so stálou dĺžkou). Po týchto úpravách rovina nitkového kríža splýva s obrazovou rovinou objektívu a nitkový kríž "sedí" na obraze zacieleného predmetu. Keď nitkový kríž nie je správne zaostrený, obraz nitkového kríža sa pri miernom pohybe hlavy merača naprieč zámernej osi pohybuje proti obrazu zacieleného predmetu, a tým zabraňuje presnému zacieleniu (hovoríme o paralaxe nitkového kríža).

Výkonnosť ďalekohľadu sa posudzuje podľa jeho zväčšenia, zorného poľa, jasnosti a zreteľnosti obrazu a čiastočne aj podľa presnosti cielenia ďalekohľadom. Zväčšenie ďalekohľadu určuje pomer zorného uhla ?, pod ktorým sa javí oku zdanlivý obraz predmetu k zornému uhlu ß, pod ktorým vidieť rovnaký predmet vorným okom (T = ?/ß). Pri ďalekohľadoch uhlomerných prístrojov sa používa zväčšenie T = 15-násobné až 40-násobné, pri veľmi presných nivelačných prístrojoch až 60-násobné. Zorné pole ďalekohľadu je kužeľovitá časť priestoru, ktorú vidieť v okulári pri nastavenom ďalekohľade. Zorné pole je tým menšie, čím väčšie je ,zväčšenie ďalekohľadu, a naopak. Zorné pole ďalekohľadov teodolitov nebýva veľké, ? = 1 ° až 4°, preto je obraz ostrý. Na druhej strane však malé zor né pole sťažuje a predlžuje zacieľovanie. Preto sa ďalekohľady doplňajú hľadáčikom buď formou pomocného ďalekohľadu s malým zväčšením, ale s veľkým zorným poľom, alebo formou hrotového, resp. kolimátorového priezoru. Presnosť zacielenia ďalekohľadom závisí nielen od vlastnosti ďalekohľadu (zväčšenie, jasnosti a zreteľnosti obrazu); ale aj od tvaru, veľkosti, farby a pozadia cieľa nitkového kríža, stavu ovzdušia, svetelných pomerov a od schopnosti a skúsenosti merača a pod. Všeobecne, sa chyba v zacielení vyjadruje rozličnými empirickými vzorcami, napr. mc = 60" : T, kde 60" je rozoznávacia schopnosť ľudského oka, T- zväčšenie ďalekohľadu čiže pre ďalekohľady so zväčšením T - 30-krát je mc = 2".

Podrobnosti o overovaní kvality a vlastnosti ďalekohľadov sú v(1,3,4).

Čítanie na stupniciach delených kruhov, pri ktorých vzdialenosti medzi čiarkami sú veľmi malé (0,1 až 0,3 mm), sa zlepšuje zväčšovacími pomôckami - lupami a najmä mikroskopmi.

Na presné čítanie hodnôt na stupniciach geodetických prístrojov sa používajú rozličné čítacie systémx a pomôcky.Čítacie systémy teodolytov tvoria všetky optické a mechanické pomôcky a časti, ktoré určujú kvantitatívny údaj o veľkosti meraných uhlov .V súčasnosti sa používajú najmä optické čítacie systémy, ktoré sa skladajú z delených sklených kruhov, prenosových optických sústav a vlastných čítacích zariadení.

Staršíe teodolity, s kovovými ,kruhmi, ktoré sa v praxi ešte vyskytujú, majú uhlomerné stúpne najčastejšie s verniérovou čítacou pomôckou,ktorá sa pozoruje lupou. Veniér patril donedávna medzi najrozšírenejšie čítacie pomôck,na geodetických meracích prístrojoch. Verniérový spôsob čítania sa používa okrem teodolitov najmä s kovovými kruhmi aj pri dvojobrazdvých dĺžkomerných latách (pozri kap. 11 ) a pri rozličných dlžkových meracích a grafických systémoch. Uhlové , verniéry sú založené na rovnakom princípe ako dlžkové verniéry, rozdiel je len v tom, že ich stupnice majú tvar kružnicového oblúka. Princíp čítania na verniéri si vysvetlíme na dĺžkovom verniéri (obr. 6.11 ).

1 - verniér, 2 - sťupnica, a, b - čítanie na lineárnom verniéri, c - čítanie na verniéri uhlovej stupnice

položená posúvateľne pozdĺž hlavnej dĺžkovej alebo uhlovej stupnice , pomocou nej môžeme,odmerať zvyšky celých dielikov z hlavnej stupnice.Pri verniéry sa využíva schopnosť našich oči vnímať splynutie, čiže koincidenciu dvoch protiľahlých dielikov s oveľa vyššou presnosťou, ako je tá, ktorú môžeme dosiahnuť pri odhade zvyšku podľa jednoduchého čiarkového indexu alebo ukazovateľa, resp. rysky.

Rozdiel veľkosti obidvoch dielikov ? = a - a' = a/n je verniérová diferencia, ktorej, hodnota sa rovná hodnote dielika hlavnej stupnice delenej počtom dielikov na verniéri. Ak má verniér 10 dielikov, môžeme na hlavnej stupnici čítať desatiny stupnicového dielika. Ak verniér pozorujeme lupou, možno mať odhad presnosti koincidencie na 0,02 mm.

Pri čítaní na verniéri najprv čítame hodnotu celého dielika pred nulovou čiarkou verniéra (obr. 6.11 b), ktorá v tomto prípade je jednoduchýni indexom (čítanie A). Potom sledujeme splývajúcu (koincidujúcu) čiarku verniéra s hlavnou stupnicou. Poradové číslo tejto verniérovej čiarky (na obr. 6.11 b). koinciduje šiesta čiarka, násobená hodnotou príslušnej verniérovej diferencie , dává zvyšok x; keď tento zvyšok prirátame k čítaniu A, dostaneme celkové čítanie. Príklady čítania na uhlových verniérových stupniciach sú na obr. 6.11. c pre šesťdesaťtinné ,stotinné delenie kruhu.Pri verniéroch pozorovaných lupou sa dosahuje čitacia presnosť 20", resp. aj 10".

Čiarkový cítací systém indexov má na čítanie čiarkový index (rysku, čiarku, nitku a pod.), podla ktorého môžeme odčitať celé dieliky a odhadnúť jeho desatiny (obr. 6.12). Používa sa pri teodolitoch s nižšou presnosťou. Ihlové stupnice delenia vodorovného (Hz) pripádne aj i výškového (V) kruhu ša čítajú z jedného miesta. Svetlo vstupuje do teodolitu cez zrkadlo. Zväčšené obrazy delenia vidí pozorovateľ cez čítací mikroskop. V zornom poli mikroskopu zobrazené stupnice sa čítajú proti indexom, napr. na obr. 6.12 sú to hodnoty Hz = 359°28' a V = 96°04'

Stupnicový (mriežkový) čítací systém má vnútorný priebeh svetelných lúčov analogický ako pri čiarkovom čítacom systéme. V zornom poli mikroskopu sú namiesto jednoduchých indexov obrazy obidvoch

Obr. 6.14. Princíp čítania pomocou jednoduchého mikrometra

(obr. 6.14). Zväzok lúčov prichádzajúci do teodolitu prechádza horizontálnym kruhom, planparalelnou doštičkou D a v zornom poli mikroskopu vytvorí obraz stupnice (obr. 6.14a).

6.2.5.5 DIAMETRÁLNY NEKOINCIDENČNÝ ČÍTACÍ SYSTÉM

Tento čítací systém sníma delenie kruhov Hz a T, z dvoch rozličných miest. Vhodnými prenosovými a zväčšujúcimi optickými prvkami vo výrezoch clonky mikroskopu s indexovými ryskami vytvára dve rysky delenia, pričom v ďalšom výreze, takisto s indexom, zobrazuje sa časť stupnice. Niektoré teodolity, napr. firmy Zeiss radu A a B alebo firmy Kern DKM 2-A majú delenie na kruhoch vyznačené priamo dvojryskami. V zornom poli okulára (obr. 6.15) po tom vidno obraz horizontálne vertikálneho kruhu V s dvojryskami, na ktoré treba otáčaním planparalelnej doštičky nastaviť dieliky a na obraze stupnice mikrometra môžeme čítať. Digitalizované čitanie teodolitu Kern DKM 2-A je na

obr. 6.15, kde čítanie má hodnotu H = 56,5334g a H = 85°35'l4". Diametrálny nekoincidenčný čítací systém sa používa pri teodolitoch s vyššou presnosťou merania.

Tento čítací systém je najzložitejší ale aj najpresnejší, a preto sa používa pri sekundových teodolitoch s vyššou presnosťou merania. Sníma sa delenie kruhov z dvoch diametrálnych miest A a B. Koincidenčné optické mikrometre majú dve planparalelné doštičky, ktoré sa súčasne protismerne pootáčajú, a tým privádzajú do koincidencie dieliky dvoch diametrálnych miest deleného kruhu. Schéma meracieho a čítacieho systému teodolitu Wild T 2 je na obr. 6.16 s hodnotou

Obr. 6.17. Opticky digitalizované koincidenčné čítanie 105,822 4g

Na odbremenenie merača od čítania a zapisovania údajov sa vyvinuli rozličné registračné zariadenia, ktoré umožňujú skrátiť čas vlastného merania, zvýšiť presnosť čítania a spracovania meraných údajov počítačmi. Pokrok znamenajú kódové teodolity (MOM KO-B l, Fennel FLT 3) so sklenými kódovými kruhmi formou čiernobielych polí alebo čiarok, ktoré sa snímajú fotograficky alebo elektronicky a umožňujú prenos na diernu pásku, a tým vstup do počítača na vykonanie potrebných výpočtov [2, 5].

Okrern základného vybavenia na meranie uhlov teodolitom sa k nim dodáva celý rad doplnkových zariadení a pomôcok. Doplnkové zariadenia umožňujú širšie použitie teodolitov na špeciálne meračské úlohy alebo v osobitných podmienkach.

Dostreďovacia (prevažovacia) tyč (pozri obr. 7.2) sa skladá z dvoch zasúvacích posuvných rúrok s dostreďovacím hrotom. Na dostreďovacej tyči je pripevnená kruhová libela. Tyč sa pripevní na statív a dostreďuje sa ňou prístroj na stanovisku , Je vhodná najmä pri dostreďovaní teodolitu pri vetre, tráve a pod. Správnosť dostredenia sa overí v dvoch smeroch. Pri nesúhlase sa kruhová libela rektifikuje. V literatúre sa používa pre dostreďovaciu tyč aj názov pevná olovnica.

Premietací - nasadzovací (objektmový) hranol. Skladá sa z jedného alebo dvoch optických klinov, ktoré sa nasadzujú na objektív ďalekohľadu pri prenášaní smeru stranou alebo zvislo, napr. šachtou v podzemných priestoroch. Nasadzovacia libela sa používa pri meraní sklonu horizontalnej osi ďalekohľadu pri veľmi strmých zámerách, napr. pri meraní posunov zámernou priamkou, pri astronomických meraniach a pod.

Autokolimačné ďalekohľady spájajú funkciu ďalekohľadu a kolimátora. Kolimátor je optický prístroj, ktorý vytvára obraz daného skutočného predmetu ležiaceho v jeho predmetovej ohniskovej rovine v nekonečne. Ako kolimátor možno použiť aj ďalekohľad geodetických prístrojov, ktorý sa zaostruje na nekonečno. Kolimátor sa používa na laboratórne justážne a kontrolné účely geodetických prístrojov, ako aj na samotné meranie, napr. vtedy, keď sa pozorujú pohyblivé ciele, ďalej na presné vytyčovacie úlohy a všeobecne tam, kde treba merať (vytyčovať) malé uhlové, resp. dĺžkové hodnoty.

Dôležitým doplnkom pre dnešné teodolity sú zariadenia na zvislé (aj nútené) centrovanie prístroja a iných meračských pomôcok. Jeho princíp je v tom, že trojnožkový podstavec je samostatnou prístrojovou jednotkou s valcovým puzdrom pre hmotnú vertikálnu os teodolitu. Rovnaké čapy majú potom aj ďalšie doplnkové zariadenia k teodolitom, ako sú zámerné terče, dĺžkomerné laty a pod. Ich vzájomná výmena na statíve sa uskutočňuje bez toho, aby sa muselo meniť dostredenie prístroja (obr. 6.5). Systém závislej centrácie sa účelne využíva pri presnom meraní uhlov, optickom meraní dĺžok, presnej polygónometrii atď.

Okrem uvedených doplňujúcich zariadení teodolitov sa používajú skrutkové a konzolové tyče na presné dostredenie teodolitu na stanovisku v priemyselných alebo podzemných priestoroch, ďalej laserové okuláre, ktoré sa používajú pri špeciálnych meraniach, vytyčavaní, overovaní geometrických parametrov strojových zariadeni a pod. Podrobnosti o doplňujúcich zariadeniach k teodolitom sú uvedené v prospektoch výrobcov geodetických pristrojov.

Teodolity prešli dlhým vývojom. Majú rozličnú konštrukciu, úpravu a pracujú na rozmanitých funkčných principoch. V súčasnosti teodolitov vyrába veľa firiem. U nás sa najčastejšie používajú teodolity firiem Zeiss (bývala NDR), MOM (Magyar Optikai Miivek - MR), Wild a Kern (Švajčiarsko), Opton (SRN), Sokkisha (Japonsko). Do roku 1965 vyrábali teodolity aj závody v Česko-Slovenska, napr. Frič, Srb a Štys v Prahe a neskôr Meopta Košire, ktoré vyrobili sériu verniérových a optických teodolitov.

obr. 6.3.Dolná časť sa skladá z trojuholníkového podstavca s urovnávajúcimi skrutkami, v ktorom je ložiskové puzdro na vertikálnu os teodolitu. Puzdro prechádza do kovového kotúča, nazývaného limbus, na ktorom je vodorovný kruh. Vodorovné a zvislé kruhy sú zvyčajne z mosadze.

Teodolit s kruhom na posun (reiteračný) umožňuje pretáčanie limbového kruhu o určitú hrubú hodnotu. Je to v podstate dvojosový teodolit, ktorý má otáčavý limbus a alidádu, ale nemá limbusovú svorku.

Limbus pri novodobých teodolitoch sa neposúva rukou, ale ozubeným kolieskom (pastorkom). Dosiahne sa tak jemnejši posun aj zastavenie, čiže čítánie kruhu možno nastaviť na zvolenú hodnotu. Hlava pastorka býva zabezpečená proti náhodnému nežiadúcemu posunu krytom alebo západkou.

Základná stavba tohto druhu teodolitov je v podstate rovnaká ako pri teodolitoch s kovovými kruhmi. Rozdiel je v tom, že delené kruhy sú sklené a osobitný optický systém umožňuje vykonať čítanie uhlovej hodnoty v čítacom mikroskope, ktorého okulár je pri okulári ďalekohľadu. Vodorovný kruh je vsadený do obvodu kruhového kovového kotúča, centricky nasadeného na vertikálnu os teodolitu (obr. 6.20). Po uvoľnení osobitnej svorky možno vodorovný kruh pootočiť, a tak podľa potreby začiatok delenia nastaviť do ľubovoľného smeru.

a) Sklenými kruhmi môžu prechádzať svetelné lúče, ktoré pomocou hranolových sústav možno prénášať na ľubovoľné miesto prístroja. To umožňuje okulár mikroskopu umiestiť vedľa okulára ďalekohľadu. Takto možno čítanie deleného kruhu vykonať bez toho, aby sa prístroj obchádzal. Meračský výkon sa tým nielen urýchli, ale aj spresní.

Do tejto skupiny teodolitov patria najmä digitálne teodolity s kódovými a impulzovými kruhmi. Tieto teodolity umožňujú automatizáciu čítania a záznam- registráciú meraných údajov vhodnou formou na ďalšie automatické spracovanie. Pri kódových teodolitoch sa delený kruh nanesenou svetlo-tmavou maskou sníma optoelektronicky svetelnými diódami a fotodiódami (obr. 6.21 ). Svetelné signály sa elektricky pretransformujú. Pomocou elektrických impulzov možno napr. automaticky dierovať diernu pásku alebo vytvoriť automatický digitálne čítanie. Digitalizácia - automatická premena meraných údajov na impulzy spojená s automatickým čítaním v digitálnej forme sa vykonáva v elektro-optických jednotkách - prevodníkoch. Na prevodník, ktorý je súčasťou poľnej meračskej súp ravy, možno priamo napojiť dierovač alebo iné registračné (fotoregistračné) zariadenie. Tieto teodolity vznikli z optických teodolitov. Ich vývoj ukazuje, že sa uplatňujú viac ako súčasť elektronických tachymetrov a menej ako samostatné prístroje. V súčasnosti je vypracovaný rad systémov týchto teodolitov [2,5]. V našej praxi sa kódové teodolity vyskytujú iba ojedinele, a preto sa nimi nebudeme podrobnejšie zaoberať. Zo známych kódových teodolitov možno uviesť kódový teodolit firmy Fennel Code teodolit

Tieto teodolity sú treťou generáciou teodolitov. Charakterizuje ich to, že vodorovné a zvislé uhly (smery) sa po zacielení merajú automatizovane, pričom príslušné uhlové údaje sa digitálne vyznačia na jednom alebo na viacerých displejoch.

Elektronické teodolity sa od optických teodolitov odlišujú meraním a čítacím systémom, ktorý riadi mikropočítač. Čítací systém tvorí analógovo-číslicové uhlomerné zariadenie, ktoré elektronicky alebo optoelektronicky mení údaje o polohe kruhov na digitálne údaje v jednotkách rovinného uhla. Celý proces merania vodorovných a zvislých uhlov riadi vhodný mikroprocesorový systém. Signály pri väčšine elektronických teodolitov sa snímajú z dvoch rozličných miest. Elektronické teodolity zvyšujú kvalitu, rýchlosť a racionalizáciu vyhodnocovacích prác. Vznik a vývoj týchto teodolitov súvisí najmä s rozvojom mikroelektroniky a so snahou po automatizácii meračských a vyhodnocovacích prác. Konštruujú sa ako samostatné prís troje, napr. Wild T 2002 (obr. 6.22), Kern E 12 a E 2 atď. alebo ako súčasť integrovaných prístrojov elektronických tachymetrov, napr. Zeiss Recota a Reta alebo Opton Elta 3. Elektronický teadolit Wild T 2002 má 32-násobné zväčšenie ďalekohľadu, hmotnosť 8,9 kg a presnosť merania smeru ± 0,1 Sa (mgon) (0,5"). Teodolit možno použiť samostatne, bez prídavných zariadení na meranie uhlov, v spojení s nasadzovacím diaľkomerom firmy Wild DI na meranie uhlov a dĺžok, a ich automatický záznam do registračnej jednotky GRE 4a, resp. GRE 4n. Registračná jednotka umožňuje priame programovanie na samotnom zariadení. Výstup z GRE 4 ide cez prehrávač kaziet a mikropočítač až po tlačiareň. Podrobnejšie o elektronických teodolitoch je uvedené v [5].

6.5 TYPY TEODOLITOV POUŽÍVANÉ V PRAXI

Do 4. presnostnej triedy zaradujeme teodolity s nižšou presnosťou [ > 60cc(20")] označované aj ako malé alebo stavebné teodolity. Používajú sa,pri hrubších geodetických meraniach a na meranie v ťažších podmienkach, najmä v stavebníctve, lesníctve, v geologickom a geo-fyzikálnom prieskume, pri expedíciach alebo pri technicko,hospodárskom mapovaní atď. Teodolity majú malú hmotnosť, jednoduchú mnipuláciu a odolné sú proti poveternosti. Majú zvyčajne jednoduché čítanie delených kruhov, pri optických teodolitoch čiarkový mikroskop a pri kovových kruhoch verniér.

Patria sem napr. teodolity firmy Zeiss Theo 080 ale najmä Zeiss Theo 080 A alebo Zeiss Theo 080 B (obr. 6.23). Prístroje majú veľmi širokú škálu doplnkov a použitia v praxi (najmä v stavebníctve). Dá sa nimi merať smer v dvoch polohách ďalekohľadu so strednou chybou 45cc ( 15") alebo uhol metódou násobenia [(pri troch násobeniach so strednou chybou 20cc (7")]. Delené kruhy majú delenie grádové alebo stupňové. Majú jednoduché čítanie kruhov pomocou čiarkového mikroskopu s najmenším dielikom 10° (5') s možnosťou odhadu na 1° (0,5'). Prístroje majú malú hmotnosť 2 kg. Teodolit Zeiss Theo 080 A a Theo 080 B má 18-násobné zväčšenie ďalekohľadu, vzpriamený a stranove verný obraz, limbus na posun minimálnu zaostrovaciu vzdialenosť 0,9 m, automatický index výškového kruhu. Dvojité číslovanie kruhov umožňuje použiť prístroje aj ako závesný teodolit pri meraní v podzemných priestoroch. Teodolity majú všetky ovládacie skrutky vyhotovené z húževnatých umelých plastov a obraz zvislého kruhu má odlišné sfarbenie ako vodorovný kruh. Teodolity majú širokú súpravu doplňujúcich častí a zariadení.

Do tejto skupiny patria aj teodolity Zeiss Theo 030, MOM TE-E-6, Wild T-05, Meopta Th 30 x , Meopta T 1c atď. Ich opis je uvedený v [1, 2, 3, 7].

Do 3. presnostnej triedy teodolitov s presnosťou merania 15 až 60cc (5 až 20") patria teodolity firmy Zeiss typu Theo 020 A (obr. 6.24). Theo 020 B alebo Theo 0'15 B, ktoré patria medzi veľmi výkonné a univerzálne prístroje. Ďalekohľad teodolitov má 25-násobné alebo 30-násobné zväčšenie, minimálnu zaostrovaciu vzdialenosť 1,5 m, automatický index výškového kruhu,optický dostreďovač s hmotnodťou 4 kg a presnosť smeru meraného v dvoch polohách ďalekohľadu + 10cc( + 3").

Teodolity Theo radu B sa oproti teodolitom Theo radu A líšia najmä farebným spracovaním, snímaterným nosičom a bohatším doplnkovým príslušenstvom, a tým sa zvyšuje ich univerzálnosť. Teodolity radu B majú vzpriamený obraz a farebne odlíšené kruhy, snímateľný nosič so signálnou tyčkou alebo terčom. Používajú sa pri vytyčovacích meraniach so zvislou latou, pri inžiniersko-technických meraniach v strojárstve, pri optickom meraní dĺžok základnicovou latou, v banskom meračstve, pri astronomických meraniach atď. Teodolity sú precízne,

Teodolity Zeiss Theo O10 A a Theo O10 B (obr. 6.26)patria medzi špičkové zeissové teodolity, ktoré majú 30-násobné zväčšenie ďalekohľadu, reiteračný vodorovný kruh, optický dostreďovač, automatický

index výškového kruhu (mechanický kompenzátor) a dalšie príslušenstvá.Hmotnosť prístroja je 4,4 kg a minimálna zaostrovacia vzdialenosť 1,5 m. Teodolity majú biaxiálne svorky a súosové pohybovky.Kruhy majú delené dvojité, rysky. Stredná chyba smeru meraného v dvoch polohách ďalekohľadu je 3cc ( 1 "), stredná chyba ustálenia výškového indexu 1cc - (0,3"). Čas ustálenia je menej ako 1 s. Presnosť optického dostredenia na 1,5 m je ±-0,3 mm.

Teodolit firmy Wild T 2 patrí medzi špičkové univerzálne prístroje tejto triedy s limbusom na posun. Je vhodný pre všetky meračské práce. Má 30-násobné zväčšenie ďalekohľadu, mechanický kompenzátor indexu výškového kruhu, optický dostredovač vmontovaný do teodolitu, vymeniteľnú trojnožku s čiastočne závislým dostreďovacím zariadením teodolitu a terčov, centrálne elektrické osvetlenie. V čítacom mikroskope má merač obraz len výškového alebo len vodorovného kruhu. Teodolit má priame opticky digitalizované koincidenčné čítanie

(obr. 6.17) s presnosťou na 0,1 mgon ( 1 "). Na obr. 6.27 je teodolit Wild T 2 s laserovým vybavením GLO2. Teodolit sa používa na triangulačné práce, na optické meranie dĺžok základnicovou latou, na vytyčovacie práce a pod.

ďalekohľadu, hmotnosť nad 11 kg, koincidenčné čítanie kruhov pomocou optického mikrometra s presnosťou menej ako lcc (0,2"), citlivosť alidádovej libely 6 až 10"/2 mm. Používajú sa prevažne na meranie uhlov v trigonometrických sieťach vyšších rádov, posunov stavebných objektov, na astronomické merania a pod. Na priemyselné účely je vhodný Wild T3A s autokolimačným ďalekohľadom. Delené kruhy majú stupňové alebo gradové delenie. Podrobný opis teodolitov je uvedený v prospekte výrobcov. Prehrad vybraných optických teodolitov je v tab. 6.1.

Obr. 6.28. Teodolit Wild T 3 s čítaním na koincidenčnom optickom mikrometri 73°26' + - mikrometer 1' 59.6" = 73°27' 59,6" Stále viac sa vyvíjajú univerzálne teodolity, pomocou ktorých sa dosiahne opratívnosť automatizácia merania a spracovania údajov na stanovisku

Výrazne sa vývoj orientuje na geodetické prístroje potrebné na vytyčovanie. Niektoré nové typy elektronických prístrojov majú stavebnicový systém. Jedným z nich je systém Kern s nasadzovacím ,dĺžkomerom DM 502 alebo DM 503 s digitálnym teodolitom E 1 alebo elektronický teodolit Wild T 2000 kombinovaný s distomatom DI 1 000, DI 3 000 alebo DIOR 3002. Tieto systémy majú automatizované programové meranie, a v dôsledku toho ich možno využiť najmä pri mapovacích, vytyčovacích prácach a kontrolných meraniach geometrických parametrov stavebných objektov.

Pri meraní uhlov teodolitom sa získajú správne výsledky len vted keď osi teodolitu majú správnu vzájomnú geometrickú polohu, funkcia,

- horizontálnu, čiže otočnú os ďalekohľadu (H),- os najcitlivejšej libely, ktorou môže byť os alidádovej libely alebo os nasadzovacej libely (L),

1. zámerná os musi byť kolmá na horizontálnu os Z^ H2. horizontálna os musí byť kolmá na vertikálnu os H^ V

3. os libely použitej na urovnanie teodolitu musí byť kolmá na vertikálnu os L^ V.

6.7 OŠETROVANIE PRÍSTROJOV A POMÔCOK.

BEZPEČNOSTNÉ PREDPISY

Všetky meračské prístroje a pomôcky treba udržiavať v čistom a v suchom stave a pri dlhšom skladovaní konzervovať. Príštroj musíme starostlivo ošetrovať a opatrne s ním zaobchádzať. Fri prerušení prác chránime prístroj proti dažďu a prachu ochranným krytom. Pri prenášaní prístroja zo studených do teplých miestností, a naopak, nechávame prístroj v uzavretom púzdre, aby sa teplotne ustálil. Po vybratí prístroja z púzdra necháme prístroj na stanovisku aklimatizovať asi 10 až 15 minút na teplotu prostredia. Po použití prístroja odstránime z neho prach mäkkým štetcom a vlhkosť mäkkou handričkou najlepšie jemnou jelenicou. Optické časti čistíme nemastným, mäkkým štetcom a potom jemnou plátenou handričkou. Pri prístrojoch, ktorých súčasťou sú akumul� �tory alebo lasery, musia sa dodržiavať príslušné bezpečnostné predpisy a ochranné pracovné prostriedky [9]. Osobitnú pozornosť treba venovať žeravinám, napr. hydroxidu draselnému, kyseline sírovej a pod. plynom, skratom pri dotyku kovových predmetov s elektrinou atď.