Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu Wrocław, 15.05.2008r.

WKŚiG

I rok budownictwa

Ćwiczenie nr 4

Budowa niwelatora i teodolitu

Rok ak. 2007/08 Krzysztof Ciura gr. 1

1. Niwelator

Jest to instrument geodezyjny, mocowany na trójnożnym statywie, umożliwiający przeprowadzanie pomiarów różnicy wysokości (niwelacji) pomiędzy punktami terenowymi. Po zgrubnym spoziomowaniu niwelatora (czyli doprowadzeniu jego osi głównej do położenia pionowego przy pomocy libelli okrągłej) w niwelatorach libellowych trzeba ręcznie spoziomować rurkową libellę niwelacyjną. W niwelatorach automatycznych końcowe poziomowanie osi celowej lunety odbywa się przy pomocy kompensatora. Przy wykorzystaniu łat geodezyjnych, ustawionych pionowo na punktach terenowych - pikietach, wykonywane są odczyty. Różnica odczytów z łat geodezyjnych określa różnicę wysokości między punktami terenowymi. Niwelatory dzielimy na :

• libellowe - przestarzałej konstrukcji, praktycznie już nie wykorzystywane, przed wykonaniem każdego pojedynczego odczytu z łaty należy dodatkowo poziomować oś celową lunety przy użyciu libelli kolimacyjnej

• "automatyczne" - obecnie bardzo powszechne, wyposażone w automatyczny kompensator zamiast ręcznie obsługiwanej libelli niwelacyjnej

• laserowe - realizujące płaszczyznę poziomą poprzez wysyłanie widzialnej wiązki laserowej, w wersji rotacyjnej - wirujący promień lasera realizuje w przestrzeni powierzchnię poziomą

• cyfrowe - wykorzystujące specjalne łaty geodezyjne umożliwiające automatyczne wykonanie odczytu ze specjalnych łat z kodem kreskowym

Niwelator libellowy składa się z :

• z lunetą stałą:

• spodarka, trójkątny lub okrągły element, zawierający gniazda śrub ustawczych (lub pierścienie klinowe) i tuleję, w której obraca się oś alidady; w dolnej części spodarki znajduje się podstawka i jej płytka, z którą łączy się statyw geodezyjny;

• alidada, obracająca się względem spodarki i limbusa, posiada urządzenia odczytowe pozwalające wykonać odczyt podziałki kątowej limbusa;

• luneta, składająca się z obiektywu, wewnętrznej soczewki ogniskującej, płytki ogniskowej, na której znajduje się celowniczy krzyż kresek oraz z okularu;

• libella niwelacyjna (rurkowa) o przewadze 25 do 30;

• libella okrągła zwykle o przewadze 10', mocowana na alidadzie lub w korpusie zespołu lunety i libelli niwelacyjnej.

• ze śrubą elewacyjną:

• spodarka;

• alidada;

• luneta;

• libella niwelacyjna;

• libella okrągła;

• dodatkowy mechanizm elewacyjny, pozwalający nadawać zespołowi lunety i libelli niewielkie kąty pochylenia w płaszczyźnie pionowej, a tym samym za pomocą śruby elewacyjnej ustawiać pęcherzyk libelli niwelacyjnej w górowaniu;

• opcjonalnie koło poziome, umozliwiające wykorzystywać instrument w niwelacji metodą punktów rozproszonych.

Niwelator automatyczny:

Instrumenty te posiadają zamiast libelli niwelacyjnej specjalny układ mechaniczno-optyczny, zwany kompensatorem, który, mimo przechylenia osi celowej, skieruje poziomą wiązkę promieni dokładnie na środek krzyża kresek. Zapewnia to przyspieszenie prac polowych, gdyż uwalnia obserwatora od konieczności doprowadzania pęcherzyka libelli niwelacyjnej do górowania za każdym razem, kiedy zmienia kierunek celowania. Nie zwalnia to jednak mierzącego z konieczności wstępnego spoziomowania niwelatora przy pomocy libeli okrągłej.

Niwelator libelowy, którego schemat pokazano na rysunku powinien-spełniać następujące warunki geometryczne:

1) płaszczyzna P, styczna do libeli sferycznej w jej punkcie głównym, powinna być pozioma,

2) oś pionowa VV musi być prostopadła do płaszczyzny P,

3) kreska pionowa siatki celowniczej powinna leżeć w płaszczyźnie kolimacyjnej niwelatora,

4) oś libeli niwelacyjnej LL powinna być równoległa do osi celowej

Przykładowy odczyt z łaty geodezyjnej

Odczyt:

23 na łacie oznacza, że mamy do czynienia z 23 decymetrem, środkowa linijka wskazuje siódmą kreskę, a więc jest to siódmy centymetr, a dokładniej jest w jej połowie, czyli piąty milimetr. Daje to odczyt 2375 mm.

2. Teodolit

Jest to instrument geodezyjny przeznaczony do pomiaru kątów poziomych oraz kątów pionowych. Wyróżnia się teodolity optyczne oraz elektroniczne. W teodolitach optycznych zastosowane jest szklane koło poziome (limbus) i koło pionowe z naniesionym podziałem kątowym (w Polsce praktykowany jest dziesiętny podział gradowy, w którym kąt prosty równa się 100 gradom), z którego obserwator wykonuje odczyt kierunku. W teodolitach elektronicznych odczyt kierunku jest wykonywany automatycznie.

Teodolit wyposażony jest w lunetę, która wraz z korpusem instrumentu może obracać się wokół pionowej osi instrumentu. Umożliwia to swobodne i dokładne wykonanie odczytu kierunków poziomych oraz pionowych.

Budowa teodolitu :

1 - spodarka
2 - tuleja złączona ze spodarką
3 - koło poziome
4 - alidada
5 - dźwigary lunety
6 - luneta
7 - koło pionowe sprzęgnięte z lunetą
vv - pionowa (inaczej główna lub obrotu alidady) oś teodolitu
hh - pozioma oś obrotu lunety
ll - oś libelli alidadowej (rurkowej)
pg - płaszczyzna główna libelli okrągłej

Każdy teodolit musi spełniać następujące zasadnicze warunki geometryczne:

• os główne instrumentu, identyczna z osie obrotu alidady, powinna być pionowa l przechodzić przez punkt terenu, nad którym jest ustawiony teodolit,

• osie libel alidadowych powinny być prostopadłe do osi głównej teodolitu,

• oś obrotu lunety powinna być prostopadła do osi głównej teodolitu i przy spoziomowanym instrumencie musi zajmować położenie poziome,

• oś celowa lunety musi być prostopadła do poziomej osi obrotu lunety.

---