Daugumoje šiuolaikinių teodolitų įrengiami optiniai svambalai

Pradedant matuoti teodolitas taške (kampo viršūnėje) centruojamas ir nustatomas vertikaliai (gulsčiuojamas). Šie veiksmai atliekami kartu.

Vertikalioji sukimosi ašis pastatoma vertikaliai naudojantis horizontaliojo skritulio gulsčiuku (limbo plokštuma tampa horizontali). Alidadė pasukama taip, kad gulsčiukas būtų maždaug lygiagretus dviejų kelmelio kėlimo sraigtų A ir B krypčiai. Sukant šiuos sraigtus priešingomis kryptimis, gulsčiuko burbulėlis plukdomas į nulinį tašką. Alidadė su gulsčiuku sukama 90°. Nuplaukęs burbulėlis grąžinamas į centrą trečiuoju kėlimo sraigtu C. Veiksmai kartojami tol, kol, sukant alidadę ratu, gulsčiuko burbulėlis bus centre vienos padalos tikslumu. Prieš tai gulsčiuko padėtis teodolite turi būti sureguliuota.

Teodolitas centruojamas sutapdinant vertikaliąją sukimosi ašį VV su vertikalia linija, einančia per vietovės tašką, kuriame statomas teodolitas. Centruojama svambalu. Svambalas gali būti siūlinis, strypinis arba optinis.

Siūlinis svambalas — tai cilindrinės formos nusmailintas 100-150 g svarelis, kuris kabinamas ant siūlo. Kitas siūlo galas tvirtinamas prie teodolito kelmelio. Atpalaidavus kelmelio priveržimo prie stovo sraigtą, teodolitas stumdomas su kelmeliu ant stovo galvutės taip, kad svambalo smaigalys nusistotų virš centravimo taško O. Svambalo padėčiai turi įtakos vėjas. Kai nėra vėjo, siūliniu svambalu galima teodolitą centruoti 3-5 mm tikslumu.

Strypinį svambalą sudaro kintamo ilgio iš lengvo metalo pagamintas centravimo vamzdis. Šis vamzdis tvirtai sujungiamas su kelmeliu. Centruojant teodolitą, apatinis nusmailintas vamzdžio galas sutapdinamas su centravimo tašku O, o kelmelis pastumiamas į šonus taip, kad esančio prie vamzdžio neveikia vėjas, todėl centravimo tikslumas esti didelis. Jis yra apie 1-2 mm.

Metalinį stovelį su strypiniu svambalu patogu naudoti tada, kai teodolitą reikia pastatyti ant betoninio stulpo ar kitokio aukštesnio daikto.

Daugumoje šiuolaikinių teodolitų įrengiami optiniai svambalai. Optinį centravimo įtaisą sudaro laužtas žiūronėlis, įmontuotas alidadėje kaip sudėtinė teodolito dalis. Pagrindinės jo dalys: okuliaras, lęšis su dviem įbrėžtais koncentriniais centravimo apskritimais (vidinio apskritimo skersmuo 2 mm), prizmė, laužianti spindulius 90° ir objektyvas. Traukiant okuliaro vamzdelį, nustatomas ryškus daikto vaizdas. Žiūronėlio vizavimo ašis turi sutapti su vertikaliąja teodolito sukimosi ašimi VV. Kai kurių tipų teodolituose (T15, T15K) svambalą galima reguliuoti pastumiant į šoną okuliaro vamzdelį, prieš tai atpalaidavus vamzdeli laikančius sraigtelius, esančius po dangteliu. Dirbtuvėse galima reguliuoti sraigteliu pakreipiant ir pasukant prizmė apsode. 2T serijos teodolituose (2T2, 2T5, 2T5K) optinis svambalas reguliuojamas dirbtuvėse varžteliais. Teodolite 3T5KII reguliuojama vertikaliosios ašies apačioje esančiais svambalo reguliavimo sraigteliais.

Optiniu svambalu centruojama taip. Teodolitas pastatomas virš taško pagal gulsčiuką vertikaliai ir pastumiamas ant stovo galvutės taip, kad centravimo taškas O būtų matomas koncentrinių apskritimų centre. Optiniu svambalu galima centruoti labai tiksliai (0,5 mm tikslumu).

Teodolitas yra sudėtingas optinis mechaninis prietaisas

Teodolitas yra sudėtingas optinis mechaninis prietaisas, todėl reikia, kad jo konstrukcija atitiktų tam tikras optines mechanines ir geometrines sąlygas. Kai detalės pagamintos nekokybiškai ar sumontuotos netiksliai arba kai kurių teodolito dalių geometrinė padėtis yra netaisyklinga, atsiranda prietaiso klaidų. Tai skritulių necentriškumai, padalų žymėjimo limbuose paklaidos, skalių renas, nepakankamai ryškus ir šviesus vaizdas žiūrone, nestabili vizavimo ašis, žiūrono didinimo ir matymo laukas neatitinka nominalių reikšmių, nesferiškas gulsčiukų ampulių vidinis paviršius (netolygiai plaukioja burbulėlis), gulsčiukų padalos vertė neatitinka numatytos reikšmės, blogai sukiojasi sraigtai ir pan., taip pat atskirų teodolito dalių bei ašių netaisyklinga tarpusavio padėtis. Norint išaiškinti šias klaidas, teodolitas tiriamas, tikrinamas ir reguliuojamas.

Norint nustatyti teodolito dalių charakteristikas bei kokybę, taip pat, ar teodolitas tinkamas matuoti, jis tiriamas. Pirmiausia apžiūrima, įsitikinama, ar veikia visos jo mechaninės ir optinės detalės. Paskui teodolitas tiriamas.

1. Žiūrono vaizdo kokybės nustatymas. Žiūronu stebimos įvairios geometrinės figūros (kvadratas, trikampis, apskritimas ir kt.). Jame turi būti matomas panašus, ryškus, nenuspalvintas šių figūrų vaizdas.

2. Kiek žiūronas didina, dažnai randama Galilėjaus pasiūlytu metodu. Plika akimi ir pro žiūroną žiūrima į 10-15 m atstumu vertikaliai pastatytą matuoklę su centimetrų padalomis. Suskaičiuojama, kiek matuoklės centimetrų telpa tarp toliamačio siūlelių žiūrint plika akimi (šalia žiūrono) ir pro žiūroną.

Kiek žiūronas didina, taip pat galima rasti išmatavus objektyvo ir okuliaro veikliųjų angų skersmenis. Jų santykis yra žiūrono didinimas.

3. Žiūrono matymo lauką galima rasti naudojantis matuokle. Nutaikius į matuoklę žiūroną, suskaičiuojama, kiek centimetrinių matuoklės padalų / telpa žiūrono matymo lauke (nuo viršaus iki apačios). Žiūrono matymo laukas.

Teodolitų žiūronų matymo lauką galima išmatuoti. Abiem žiūrono matymo lauko kraštais paeiliui nutaikoma I ryškų tašką ir atskaičiuojama limbe. Atskaitų skirtumas bus žiūrono matymo laukas.

4. Žiūrono vizavimo ašies stabilumo tyrimas. Reikia, kad fokusuojant žiūrono vizavimo ašis nekeistų padėties. Lygioje vietovėje įvairiais atstumais vienoje tiesėje pastatomi vizavimo taikiniai (pvz., gairės). Žiūronu iš abiejų teodolito padėčių SK ir SD vizuojama I šiuos taikinius ir atskaičiuojama horizontaliajame limbe atitinkamai ak ir ad. Atskaitų skirtumai (dviguba kohrnacinė klaida) 2c=ah—ad-1-180° turi būti nekintami. 2c reikšmės gali keistis tik tiek, kokia yra dviguba limbų atskaičiavimo paklaida.

Žiūroną patogu tirti naudojantis specialiu prietaisu — kolimatoriumi.

5. Alidadės necentriškumo nustatymas. Optinių teodolitų, kurių limbuose atskaičiuojama vienoje pusėje, horizontaliojo skritulio alidadės necentriškumas randamas taip. Teodolito žiūronu iš dviejų padėčių SK ir SD vizuojama I taikinius (gaires), pastatytus 30-50 m atstumu nuo teodolito, taip, kad kryptys į juos sudarytų maždaug 60° ir atskaičiuojama limbe ah bei ad. Taikiniai turi būti viename aukštyje. Vizuojant į pirmąjį taikinį, limbas nustatomas taip, kad atskaita būtų artima 0°. kitus taikinius vizuojama pasukant alidadę.

Valstybinio geodezinio tinklo punktų įtvirtinimas vietovėje

Pirmos klasės poligonometriniai ėjimai projektuojami pagal meridianus ir paraleles. Jie sudaro maždaug 800 km perimetro poligonus. Poligonometriniai ėjimai gali turėti ne daugiau kaip 10 kraštinių. Abiejuose ėjimo galuose nustatomi Laplaso punktai. Astronominių matavimų tikslumas toks pat kaip ir sudarant trianguliacijos tinklus.

Žemesnių klasių valstybiniai poligonometrijos tinklai projektuojami tada, kai reikia sutankinti geodezinių taškų tinklą.

Trilateracijos tinklo parametrai skaičiuojami kiekvienu tokio tinklo panaudojimo atveju. Dabar jie dažniausiai naudojami sudarant 3 ir 4 klasės valstybinius geodezinius tinklus.

Valstybinių horizontaliųjų geodezinių tinklų punktų tankumas priklauso nuo topografinės nuotraukos mastelio. Darant 1:25 000 ir 1:10 000 mastelio nuotraukas, reikia, kad būtų vienas punktas 50— 60 km2 plote, 1:5 000 mastelio nuotraukas, — vienas punktas 20— 30 km2 plote, 1:2000 ir stambesnio mastelio nuotraukas, — vienas punktas 5-15 km2 plote.

Matuojami aukščių skirtumai hi tarp taškų, kurie vadinami niveliacijos reperiais. Išmatavus visus aukščių skirtumus tarp reperių ir žinant vieno reperio altitudę, skaičiuojamos kitų reperių altitudės.

Svarbiausias aukščių pagrindas Lietuvoje yra 1-os ir 2-os klasės valstybinis niveliacijos tinklas. Tokį tinklą pradėta sudaryti daugiau kaip prieš 100 metų.

Svarbiausieji (fundamentiniai) niveliacijos reperiai statomi kas 50-60 km.

Valstybinis horizontalusis ir aukščių geodezinis tinklas projektuojamas ilgam laikotarpiui, todėl sudaromas ypač atsakingai.

Sudarant horizontaliuosius geodezinius tinklus taikomi ne tik antžeminiai, bet ir kosminės geodezijos metodai. Pastaruoju metu pradėtos naudoti globalinės pozicinės sistemos (GPS).

Plačiai valstybiniai geodeziniai tinklai nagrinėjami aukštosios geodezijos kurse.

Valstybinio geodezinio tinklo punktų įtvirtinimas vietovėje

Valstybinio niveliacijos tinklo punktams įtvirtinti vietovėje naudojami gruntiniai ir sieniniai reperiai. Svarbiausieji reperiai, naudojami tik 1-os ir 2-os klasės niveliacijai, būna gruntiniai. Visi kiti valstybinės niveliacijos reperiai būna ir gruntiniai, ir sieniniai.

Gruntinį reperį sudaro kvadratinio pjūvio gelžbetoninis stulpas ir betoninė plokštė, į kurią jis įstatomas. Stulpo viršuje įbetonuojama markė iš nerūdijančio metalo. Markės galvutė sferinė. Niveliuojant ant jos statoma matuoklė ir randama galvutės viršaus altitudė.

Vieno metro atstumu nuo gruntinio reperio statomas atpažinimo ženklas. Prie šio ženklo iš reperio pusės tvirtinama apsauginė ketaus plokštelė (160X220X5 mm) su užrašu „Valstybės saugomas geodezinis punktas“. Atpažinimo ženklo antžeminė dalis nudažoma aliejiniais dažais ryškia spalva (geltona, oranžine, raudona). Juoda spalva užrašomas ženklo numeris.

3-os ir 4-os klasės sieniniai reperiai statomi mūrinių namų sienose maždaug 0,5 m virš žemės paviršiaus praėjus 3-4 metams namą pastačius, o 1-os ir 2-os klasės — praėjus 7-8 metams. Ant reperio galvutės užrašomas darbus atlikusios organizacijos pavadinimas ir reperio numeris. Niveliuojant matuoklė statoma ant reperio galvutės viršaus. Greta ženklo sienoje pritvirtinama apsauginė plokštelė.

Valstybinio horizontaliojo pagrindo punktams įtvirtinti vietovėje naudojami antžeminiai ir požeminiai ženklai.

Šiuolaikiniais teodolitais galima išmatuoti vertikaliuosius kampus nuo – 55° iki +60°

Vertikaliųjų kampų matavimas

Vertikaliojo skritulio nulio vieta. Vertikaliesiems kampams matuoti naudojamas vertikalusis skritulys. Reikia, kad, kai žiūrono vizavimo ašis yra horizontalioje padėtyje, o vertikaliojo skritulio gulsčiuko burbulėlis ampulės centre (arba veikiant kompensatoriui), nulinis atskaičiavimo skalės brūkšnys sutaptų su limbo padalų nuliniu brūkšniu, t. y. atskaita vertikaliajame limbe būtų lygi nuliui. Dažniausiai taip nebūna. Vertikaliojo limbo atskaita tokioje padėtyje vadinama nulio vieta. Ji sutrumpintai žymima. Norint rasti nulio vietą, reikia viduriniu horizontaliuoju žiūrono siūleliu teodolito padėtyje vizuoti į aiškų vietovės tašką bei kiekvieną kartą, nustačius gulsčiuko burbulėlį į vidurį, atskaičiuoti vertikaliajame limbe.

Vertikalusis kampas matuojamas taip:

1. Teodolitas centruojamas ir nustatomas vertikaliai. Padėtyje žiūrono viduriniu horizontaliuoju siūleliu vizuojama tašką. Mikrometriniu sraigtu vertikaliojo skritulio gulsčiuko burbulėlis tiksliai įplukdomas į vidurį (šis veiksmas nereikalingas, kai yra kompensatorius). Atskaičiuojama vertikaliajame limbe. Atskaita atitinkamai pažymima. Matuojant teodolitu 2T30 (T30), naudojamas horizontaliojo skritulio gulsčiukas, kurio burbulėlis į ampulės centrą įplukdomas vienu iš kelmelio kėlimo sraigtų (paskui dar reikia patikrinti, ar tiksliai vizuota).

2. Daromas antrasis vertikaliojo kampo matavimo pusruožtis. Žiūronas verčiamas per zenitą ir jau, esant kitai vertikaliojo skritulio padėčiai, vėl vizuojama į tašką, gulsčiuko burbulėlis įplukdomas į vidurį ir atskaičiuojama limbe. Vertikalusis kampas randamas:

Nulio vietos pastovumas, matuojant vertikaliuosius kampus, rodo matavimų teisingumą. Nulio vietos svyravimas turi būti ne didesnis už dvigubą arba trigubą limbo atskaičiavimo tikslumą. Vertikalieji kampai gali būti teigiami arba neigiami.

Šiuolaikiniais teodolitais galima išmatuoti vertikaliuosius kampus nuo —55° iki +60°.

Nulio vietos reguliavimas. Kad būtų patogiau skaičiuoti vertikaliuosius kampus, reikia, kad būtų artima. Nulio vietos reguliavimo metodika priklauso nuo teodolito tipo.

1. Teodolituose su vertikaliojo skritulio gulsčiuku (T15 ir kt.) reguliuojama keičiant gulsčiuko padėtį. Alidadės mikrometriniu sraigtu gulsčiuko burbulėlis įplukdomas į nulinę padėtį. Sukant žiūrono mikrometrinį sraigtą, vertikaliajame limbe nustatoma atskaita lygi. Tuomet žiūrono vizavimo ašis yra horizontali. Paskui gulsčiuko mikrometriniu sraigtu limbe nustačius nulinę atskaitą, burbulėlis nuplaukia iš nulinės padėties. Reguliavimo sraigteliais burbulėlį sugrąžinus į ampulės vidurį, bus artima nuliui.

2. Reguliuojant teodolitą su kompensatoriumi (T15K, 2T5K, 3T51(11), pirmiausia nustatoma atskaita vertikaliajame limbe. Tada kompensatoriaus reguliavimo sraigteliu, esančiu vertikaliojo skritulio atramoje, limbe nustatoma atskaita, lygi nuliui.

3. Kai teodolite yra tik horizontaliojo skritulio gulsčiukas, kuris naudojamas ir vertikaliesiems kampams matuoti (2T30, T30), priartinant NV prie nulinės reikšmės, keičiama žiūrono vizavimo ašies padėtis. Daroma taip.

Iš abiejų padėčių vizuojama į ryškų tašką ir, įplukdžius gulsčiuko burbulėlį į vidurį, vertikaliajame limbe atskaičiuojama. Sukant žiūroną mikrometriniu sraigtu, nustatomas apskaičiuotas vertikalusis kampas limbe. Žiūrono vidurinis horizontalusis siūlelis nukrypsta nuo vizavimo taško. Siūlelių žiedo reguliavimo sraigteliais vidurinis horizontalusis siūlelis sutapdinamas su stebimuoju tašku. Baigus reguliuoti, nulio vieta nustatoma pakartotinai.

Matavimų kokybė (tikslumas) apibūdinama gautų rezultatų paklaidomis

Matavimų kokybė (tikslumas) apibūdinama gautų rezultatų paklaidomis. Matavimo tikslumo vertinimo kriterijų yra įvairių. Jie vadinami jų kokybės kiekybiniais matais.

Matuojant gaunamos tik apytikslės fizikinių dydžių reikšmės. Tikrosios jų reikšmės lieka nežinomos. Matavimų rezultatų nuokrypių nuo tikrųjų reikšmių priežastys įvairios: netobulas prietaisas, neracionali matavimo metodika, nepalankios sąlygos, žemos kvalifikacijos arba nepatyręs matuotojas ir kt.

Tobulinant matavimo prietaisus, geriau organizuojant lauko ir kameralinius darbus, galima sumažinti matavimų paklaidas. Žymus vokiečių geodezininkas F. Helmertas teigia, kad reikia matuoti:

1) teisingai, t. y. žinoti matavimų teoriją, metodus, techniką ir taisyklingai jais naudotis;

2) tikslingai, t. y. matavimo metodus ir matavimo priemones parinkti taip, kad jie atitiktų tikslumo reikalavimus;

3) ūkiškai, t. y. kad išlaidos atitiktų matavimų tikslumą.

Bet koks matavimas priklauso nuo šių veiksnių: matavimo objekto; asmens, kuris matuoja; matavimo prietaiso; matavimo metodo, t. y. matavimo veiksmų visumos; aplinkos, kurioje matuojama. Konkreti šių veiksnių esmė kiekvienu atveju sudaro matavimo sąlygas. Geodezijoje matavimų sąlygos dažnai reglamentuojamos specialiomis instrukcijomis.

Su matavimo sąlygomis glaudžiai susijęs ir matavimų tikslumo supratimas. Iš dviejų to paties fizikinio dydžio matavimų rezultatų tikslesniu laikomas tas, kuris mažiau skiriasi nuo tikrosios reikšmės, t. y. kurio mažesnė absoliutinė paklaida. Tikroji fizikinio dydžio reikšmė paprastai nežinoma, todėl nežinomas ir matavimo rezultato nuokrypis nuo jos. Be to, išmatuoto dydžio reikšmės nuokrypis nuo jo tikrosios reikšmės sąlygojamas atsitiktinių aplinkybių, todėl gali būti mažas atliekant netikslius matavimus ir didelis — atliekant tikslius. Taigi išmatuoto fizikinio dydžio reikšmių nuokrypiai nuo jo tikrosios reikšmės negali būti matavimų tikslumo kriterijumi.

Vienodos matavimo sąlygos yra tokios, kai:

matuojami vienos rūšies dydžiai;

vienodos kvalifikacijos matuotojai;

vienodos kokybės matavimo prietaisai;

ta pati matavimo metodika;

aplinka matuojant kinta vienodai.

Jeigu bent viena iš šių sąlygų netenkinama, tai jų visuma nėra vienoda. Matavimo rezultatai, gauti vienodomis sąlygomis, vadinami vienodo tikslumo. Jei matavimo sąlygos nevienodos, rezultatai — nevienodo tikslumo.

Ne mažiau dėmesio teorijoje skiriama matematiniam vieno dydžio matavimo rezultatų apdorojimo procesui. Taigi klaidų teorijos uždavinius galima formuluoti taip:

1) matavimų rezultatų pasiskirstymo dėsnio ir tikslumo kriterijų nustatymas;

2) matavimų tikslumo ribų nustatymas;

3) galutinės fizikinio dydžio reikšmės skaičiavimas remiantis daugkartiniu matavimų duomenimis;

4) matavimo rezultatų tikslumo įvertinimas.

Taip pat patariame pasiskaityti apie horizontalių laiptus.

Topografinių planų ir žemėlapių sutartiniai ženklai

Vietovės kontūrai, objektai ir reljefas planuose bei žemėlapiuose vaizduojami sutartiniais ženklais. Sutartiniai ženklai skirstomi į mastelinius arba kontūrinius, linijinius, nemastelinius ir aiškinamuosius.

Masteliniai sutartiniai ženklai planuose ir žemėlapiuose atitinka situacijos elementų matmenis, sumažintus plano masteliu. Jie turi kontūrą (ribą), skiriantį juos nuo kitų ženklų ir pripildytą tam tikrų sutartinių ženklų. Kontūriniais ženklais vaizduojami

krūmai, pievos ir kt. Kartais kaip sutartiniai ženklai vartojamos spalvos: vanduo dažomas mėlynai, miškai — žaliai, plentai — raudonai ir kt.

Linijiniais sutartiniais ženklais vaizduojami siauri keliai ir upeliai, grioviai ir kt. Jų ilgis atitinka elemento matmenis, sumažintus masteliu, o plotis žymimas sutartinai.

Nemasteliniais ženklais žymimi objektai, kurių kontūrai maži ir pavaizduoti jų plano masteliu negalima, pavyzdžiui, pavieniai medžiai, kelrodžiai, paminklai ir kt.

Aiškinamieji ženklai teikia papildomą informaciją apie masteliniais ar nemasteliniais ženklais pavaizduotus objektus. Pavyzdžiui kalnų viršūnių aukščiai, upių ir ežerų vandens horizontai, vietovių pavadinimai ir kt.

Reljefas vaizduojamas vienodo aukščio taškus jungiančiomis kreivėmis. Jos vadinamos horizontalėmis, arba izohipsėmis

Pagal tarptautinį susitarimą elipsoidas geografinės platumos paralelėmis dalijamas į juostas, kurios žymimos lotynų alfabeto didžiosiomis raidėmis nuo ekvatoriaus ašigalių kryptimi. Meridianais elipsoidas dalijamas į kolonas kas 6° geografinės gumos. Kolonos numeruojamos arabiškais skaitmenimis nuo 180° meridiano rytus. Vienas lapas, apribotas meridianais ir paralelėmis, vadinamas 1:1 000 000 masteliu sudaryto žemėlapio trapecija. Jos nomenklatūrą sudaro juostos ir kolonos numeriai. Pavyzdžiui, trapecijos, kurioje yra Kaunas, nomenklatūra.

1:500 000, 1:200 000 ir 1:100 000 mastelio žemėlapių nomenklatūra sudaryta iš 1:1 000 000 žemėlapio nomenklatūros ir atitinkamos raidės arba skaičiaus. Pavyzdžiui, padalijus 1:1 000 000 mastelio trapeciją į keturias dalis ir sunumeravus jas raidėmis A, B, B ir F, gaunama 1:500 000 mastelio lapo nomenklatūra (N-34- F ) , o padalijus į 36 dalis ir sunumeravus romėniškais skaitmenimis 1:200 000 žemėlapio nomenklatūra (N-34-VI). Padalijus 1:1 000 000 mastelio trapeciją į 144 dalis ir sunumeravus arabiškais skaitmenimis, gaunama 1:100 000 žemėlapio nomenklatūra (N-34-25).

1:50000 mastelio žemėlapio trapecijos nomenklatūrą sudaro 1:100 000 mastelio žemėlapio trapecijos nomenklatūra ir atitinkamos raidės A, B, B ar F. 1:25 000 mastelio trapecijos nomenklatūrą sudaro 1:50 000 mastelio trapecijos nomenklatūra.

Norint gauti 1:5000 mastelio trapecijos nomenklatūrą, 1:100 000 mastelio trapecija dalijama į 256 dalis ir numeruojama arabiškais skaitmenimis. Jos nomenklatūrą sudaro 1:100 000 mastelio trapečijos nomenklatūra ir skaičius, parašytas skliausteliuose. 1:2 000 mastelio trapecijos nomenklatūra gaunama taip: 1:5000 trapecija dalijama į 9 dalis

Topografinių žemėlapių ir planų trapecijų matmenys bei notelėje. Ši nomenklatūra naudojama NVS ir kol kas dar Lietuvoje.

Sudarant nedidelės vietovės (iki 20 km2, kartais ir didesnės) planus, planų lapai yra kvadrato formos. Kvadrato kraštinė lygi 40 cm 1:5 000 mastelio planui ir 50 cm 1:2 000, 1:1 000 ir 1:5 000 mastelio planams. 1:5 000 mastelio planų lapai numeruojami arabiškais skaitmenimis. Tokio mastelio plano nomenklatūra yra lapo numeris. Kiekvieną tokį lapą mastelių atitinka keturi 1:2 000 mastelio plano lapai, kurie numeruojami raidėmis A, B, C ir D.

Kiekvieną 1:2 000 mastelio lapą atitinka keturi 1:1 000 mastelio lapai, kurie numeruojami romėniškais skaitmenimis I, II, III, IV ir šešiolika 1:500 mastelio lapų, numeruojamų arabiškais skaitmenimis.

Geodezijos sąvoka ir esmė

Geodezija yra mokslas apie Žemės metriką. Taip jį pavadino graikų filosofas Aristotelis (384-322 m. pr. Kr.). Pavadinimą sudaro du graikų kalbos žodžiai: geo — žemė ir deizo — daliju arba eidos išvaizda, forma. Todėl senovės graikai geodeziją suprato kaip mokslą apie Žemės paviršiaus dalijimą arba apie Žemės formos nustatymą.

Pagal mokslinių tyrimų sritis ir metodus geodezija skirstoma į tokias šakas:

1) teorinė — tiria erdvės ir laiko atskaitos sistemas, fizinės geodezijos ir kt. problemas;

2) sferoidinė (sferinė) — sprendžia geodezinio pagrindo sudarymo dideliame plote ir kt. uždavinius;

3) kosminė – naudodamasi dirbtiniais žemės palydovais sprendžia Žemės formos ir dydžio nustatymo, Žemės paviršiaus kartografavimo, gamtinių išteklią tyrimo ir kitus uždavinius; taip pat nagrinėja radioastronominių stebėjimų taikymo būdus geodeziniams tikslams;

4) dinaminė — tiria geodinaminius reiškinius, vidinę Žemės sandarą ir kt.;

5) taikomoji — sprendžia inžinerinės statybos, naudingųjų iškasenų paieškų ir kitų sričių (architektūros, archeologijos ir kt.) metrologijos uždavinius;

6) jūrų — sprendžia jūrų šelfo ir Pasaulinio vandenyno kartografavimo uždavinius;

7) markšeiderystė – sprendžia požeminės statybos (metropoliteno, šachtų ir kt.) metrologijos uždavinius;

8) geodezinė astronomija — nagrinėja Žemės paviršiaus taškų astronominių koordinačių ir linijų azimutų nustatymo būdus;

9) topografija — tiria Žemės paviršiaus ir akvatorijų nuotraukos metodus;

10) aerofototopografija — kitos rūšies topografinė nuotrauka, nagrinėjanti aeronuotraukos metodo naudojimo būdus topografiniams ir specialios paskirties (miškų, dirvožemio ir kt.) planams bei žemėlapiams sudaryti. Be aeronuotraukos, taip pat naudojama ir antžeminė fotonuotrauka. Prie aerofototopografijos priskiriama ir fotogrametrija, kuri tiria kosminių, antžeminių ir aeronuotraukų apdorojimo metodus;

11) kartografija — sprendžia sferinio Žemės paviršiaus vaizdavimo plokštumoje, žemėlapių ir planų sudarymo, redagavimo ir parengimo išleisti, kosminės informacijos panaudojimo sudarant ir atnaujinant topografinius bei specializuotus žemėlapius, stambaus mastelio kartografavimo automatizavimo, skaitmeninių vietovės modelių sudarymo ir kitus uždavinius;

12) matematinis geodezinių matavimo rezultatų apdorojimas — matematiniais statistiniais metodais analizuojami matavimo rezultatai, įvertinamas jų tikslumas, skaičiuojami galutiniai išmatuoti dydžiai;

13) geodezinių prietaisų kūrimas, gamyba ir tyrimas. Teorinė, sferoidinė, kosminė ir dinaminė geodezija kartu vadinama aukštąja geodezija.

Naudojantis elektroniniais teodolitais, galima automatizuoti matavimo procesus

Šiuo metu yra keletas elektroninių skleidimo būdų limbuose (skrituliuose) atskaičiuoti. Labiausiai paplitę yra kodinis inkrementinis ir dinaminis būdai. Skritulio atskaičiavimas pagrįstas dvejetaine skaičiavimo sistema. Si sistema labai patogi koduoti, nes ją sudaro tik du skaitmenys (0 ir 1). Šiuos skaitmenis lengva išreikšti fizikiniu būdu: šviesu ar tamsu, yra elektros įtampa arba jos nėra ir t. t. Iš dvejetainės sistemos informaciją mikroprocesorius perkoduoja Į įprastinę dešimtainę ir perduoda ją indikatoriui.

Taikant pozicinį kodų būdą, stiklinis skritulys radialiai trafaretiškai sužymimas šviesą praleidžiančiais ir tamsiais laukeliais. Pirmieji laukeliai dalijami į dvi (šviesią ir tamsią) dalis, kiti į keturias dalis ir t. t. Skleidžiama optiniu elektroniniu būdu panaudojant šviesos ir fotodiodus, kurie poromis išdėstomi abiejose skritulio pusėse. Pagal skritulio šviesos laidumo požymius formuojama dvejetainėje sistemoje absoliuti atskaitos reikšmė, kuri indikatoriuje pateikiama jau dešimtainėje sistemoje. Skleidimo tikslumas 0,25-1,5 mgon (maždaug 0,8-4″). Pozicinis kodų metodas pritaikytas teodolite T 1000 (Wild, Sveicarija).

Taikant inkrementinį būdą, skritulys sužymimas radialiniu rastru šviesiais ir tamsiais ruoželiais (inkrementais). Kiekvienas šviesus bei tamsus elementas sukelia fotodiode vieno periodo elektrinį signalą. Signalų skaičių registruoja skaitiklis.

Stebėtojas gauna ne absoliutinę krypties atskaitą, o tik krypties pokytį. Kai rastrų skaičius lygus 25 000, skleidimo tikslumas yra 0,2 mgon ( Inkrementinis būdas plačiai taikomas elektroniniuose teodolituose ir tacheometruose. Tai teodolitai ETh3 ir ETh4 (Opton, VFR), E2 (Kern, Šveicarija), DT-20 (Topcon, Japonija) ir kt.

Dinaminis skleidimo būdas panašus į inkrementinį, tik sužymėtas rastrais skritulys tolygiai sukasi (keli apsisukimai per sekundę). Norint sužinoti kampą, fiksuojama skritulio padalų praėjimo tarp dviejų kampą sudarančių krypčių trukmė. Sis metodas labai tikslus. Jis pritaikytas teodolite T 2000 (Wild, Šveicarija), taip pat elektroniniuose tacheometruose RECOTA ir RETA (Carl Zeiss, Vokietija). Tikslumas yra net 0,1 mgon (0,3″).

Dažnai elektroniniais metodais atskaičiuojama abiejose skritulio pusėse, šitaip pašalinant necentriškumo įtaką. Skritulių kodavimo ir skleidimo metodai nuolat tobulinami. Tobulėjant mikroelektronikai, gaminami lengvesni ir pigesni teodolitai. Ateityje jie turėtų pakeisti jau apie 70 metų naudojamus optinius teodolitus. Naudojantis elektroniniais teodolitais, galima automatizuoti matavimo procesus, nebereikia matavimo rezultatų rašyti į lauko žurnalus. Įvairios firmos pasaulyje gamina nemaža įvairaus tikslumo elektroninių teodolitų. Dažnai jie yra elektroninių tacheometrų sudėtyje.

Teodolitų limbai ir atskaičiavimas

Kompensatoriai dažniausiai yra optiniai mechaniniai. Veikiami sunkio jėgos, jie kompensuoja nedidelių teodolito nuokrypių nuo vertikaliosios padėties įtaką atskaitai vertikaliajame limbe. Kompensuojamoji dalis yra laisvai ant švytuoklės kabanti stoginė prizmė. Per šią prizmę ir lęšius bei limbo padalų brūkšniai projektuojami į skalę su atskaičiavimo indeksu. Optinė prizmės savybė yra ta, kad ji, keisdama padėtį, patraukia vaizdą į priešingą pusę dvigubai toliau, negu pati pasistumia. Veikiama sunkio jėgos, ji užima vertikalią padėtį ir tokiu būdu kompensuojamas posvyris. Limbo brūkšnių projekcijos pasistumia atskaičiavimo indekso ir skalės atžvilgiu. Veikiant kompensatoriui, žiūroną pakartotinai nutaikius į tą patį tašką, atskaita vertikaliajame limbe nepasikeis. Kompensatoriaus veikimo diapazonas — kompensavimo tikslumas.

Gulsčiukas arba kompensatorius teodolite turi būti suderinti taip, kad, veikiant kompensatoriui arba esant gulsčiuko burbu-lėliui ampulės viduryje, atskaita vertikaliajame limbe, kai žiūrono vizavimo ašis horizontali, būtų artima nuliui (teoriškai lygi nuliui). Ši atskaita vadinama vertikaliojo skritulio nulio vieta. Nulio vieta reguliuojama gulsčiuko arba kompensatoriaus reguliavimo sraigteliu.

Teodolitų limbai ir atskaičiavimas

Šiuolaikinių teodolitų limbai gaminami iš optinio stiklo. Jų skersmuo 70-90 mm. Pakraštyje įpresuojama sidabro lydinio plokštelė, kurioje specialia dalijimo mašina tikslumu įbrėžiami laipsnių (kartais gonų) padalų labai ploni brūkšneliai. Vieną limbo padalą atitinkantis centrinis kampas yra limbo padalos vertė. Limbų padalos sunumeruotos 0-360°. Vertikalieji teodolitų limbai dabar žymimi sektoriais. Limbai apsaugoti metaliniais gaubtais.

Limbuose atskaičiuojama mikroskopu, įtaisytu prie pagrindinio žiūrono. Į mikroskopo matymo lauką projektuojamos limbo padalos ir atskaičiavimo brūkšnys — indeksas arba skalė. Pagal tai mikroskopai skirstomi į brūkšninius ir skalinius.

Techninio teodolito mikroskopo vaizdo plokštumoje per jo okuliarą matomi atskaičiavimo brūkšnys arba skalė ir limbo padalų brūkšneliai. Tokios konstrukcijos teodolitai vadinami optiniais.

Brūkšninis mikroskopas įtaisytas mažo tikslumo seno tipo teodolituose. Limbuose atskaičiuojama pagal brūkšnį — indeksą. Dešimtosios limbo padalos dalys atskaičiuojamos iš akies.

Skaliniu mikroskopu sveikos limbo padalos atskaičiuojamos pagal skalės nulinį brūkšnį, kuris yra atskaičiavimo indeksas, o padalos dalys atskaičiuojamos skalėje ir išreiškiamos minutėmis jų dešimtosiomis dalimis. Tokio skalinio mikroskopo atskaičiavimo tikslumas.

Skalės padalų vaizdo ilgis mikroskopo matymo lauke turi tikti limbo padalos ilgį. Nesutapimas vadinamas mikroskopo. Ar yra renas, galima matyti sutapdinus skalės pradinį su vienu limbo laipsnių brūkšniu. Galinio skalės brūkšnio nesutapimas su kitu laipsnių padalos brūkšniu rodys reną.

Skaliniu ir brūkšniniu mikroskopais atskaičiuojama tik vienoje pusėje. Labai tiksliuose teodolituose atskaičiuojama abiejose limbo pusėse (optinis mikrometras).

Senų konstrukcijų teodolitų limbuose atskaičiuojama vernierais (nonijais). Tokie teodolitai vadinami vernieriniais. Jie dabar negaminami.

Elektroninių teodolitų limbų padalos koduotos, o atskaitos matomos indikatoriuose skaitmenimis.

Geodeziniai matavimai

Horizontalieji ir vertikalieji kampai vietovėje dažniausiai matuojami teodolitu. Pirmą kartą teodolitą aprašė 1552 m. anglas T. Digsas (Digges). Pagrindinės teodolito dalys yra vertikalusis ir horizontalusis skrituliai su limbais 1 ir 7 (limbu va dinama apskrita skalė). LL limbo plokštuma. Limbe gaunam matuojamojo kampo projekcija ir atskaičiuojamos jj sudarančio kryptys.

Virš horizontaliojo limbo sukiojamoji skritulio dalis vadinama alidade. Prie jos pritvirtintos žiūrono atramos ir gulčiukas. Gulsčiukas skirtas limbui nustatyti į horizontalią padėtį. Alidadės ašis yra limbo sukimosi ašyje. Šios ašys gali būti sujungtos įvairiai. Veržimo sraigtu galima nejudamai suveržti su limbu, o šiek tiek pasukti mikrometriniu sraigtu. Alidadės sukimosi centro linija laikoma vertikaliąja teodolito ašimi VV. Teodolitai, kurių limbai turi veržimo bei mikrometrinius sraigtus, vadinami kartotiniais. Vertikalioji teodolito sukimosi ašis turi sutapti su limbo sukimosi ašimi. Sis nesutapimas vadinamas alidadės necentriškumu (ekscentricitetu).

Žiūrono atramose yra horizontalioji ašis, prie kurios pritvirtintas vertikalusis skritulys su limbu ir žiūronas. Žiūroną apie šią ašį galima sukti apskritimu. Žiūrono pasukimas puse apskritimo vadinamas žiūrono vertimu per zenitą. Sukimosi centro linija EE laikoma horizontaliąja žiūrono sukimosi ašimi. Taip sukant žiūroną, sukasi ir vertikalusis limbas. Kai reikia pasukti nedaug, žiūronas sukamas mikrometriniu sraigtu. Vertikalusis skritulys žiūrono okuliaro atžvilgiu gali būti dviejose padėtyse: dešinėje (SD) arba kairėje (SK).

Teodolitas statomas į kelmelį , kuris tvirtinimo sraigtu sujungiamas su trikojo stovo galvute. Kelmelis stovo galvutę remiasi trimis kėlimo sraigtais, kuriuos sukant teodolitas pagal gulsčiuką pastatomas vertikaliai. Kad būtų galima leodolitą centruoti matuojamojo kampo viršūnėje, prie kelmelio pritaisomas svambalas. Šis gali būti siūlinis arba optinis.

Prie teodolito dažnai esti busolė magnetiniams matuoti. Ji tvirtinama viršutinėje teodolito dalyje nulinė padala lygiagreti žiūrono vizavimo plokštumai. Todėl vizavimo ašį galima orientuoti magnetinio meridiano kryptimi, o paskui, nukreipus žiūroną matuojamąja kryptimi, horizontaliajame limbe atskaičiuoti magnetinį azimutą. Prieš matuojant reikia limbe nustatyti atskaitą, lygią nuliui. Teodolitai gaminami iš antimagnetinio metalo.

Teodolitas yra sudėtingas optinis mechaninis prietaisas, todėl jį reikia prižiūrėti saugoti nuo smūgių, drėgmės ir neperveržti jo sraigtų. Norint pasukti bet kurią teodolito dalį, prieš tai reikia įsitikinti, ar atpalaiduotas tam tikras veržimo sraigtas. Teodolitą reikia valyti, o sukimosi vietas retkarčiais patepti. Negalima teodolito palikti be priežiūros lauke.

Geodeziniai matavimai

Vertikalusis skritulys skiriamas vertikaliesiems kampams matuoti. Skritulio limbas nejudamai sujungtas su žiūrono sukimosi ašimi. Su šia ašimi sutampa limbo padalų apskritimo centras. Limbas sukasi kartu su žiūronu. Šiuolaikinių teodolitų vertikalieji limbai sudalyti į sektorius 0-75°. Limbe atskaičiuojama pagal skalę arba brūkšnį. Senesnių konstrukcijų teodolitų vertikalieji limbai sudalyti 0-360°. Atskaičiuojant indeksas 4 turi užimti tam tikrą (sąlyginai vertikalią arba horizontalią) padėtį. Tuo tikslu vertikaliajame skritulyje įtaisytas gulsčiukas arba posvyrio kompensatorius. Mikrometriniu sraigtu gulsčiuko burbulėlis nustatomas viduryje, kartu pakreipiant ir atskaičiavimo indeksą.