Referat: Theodolit

1. Geschichte des Theodolit2. Nutzen des Theodolit3. Moderne Theodolite

4. Beschreibung eines modernen Theodolit5. Wie Arbeitet man mit einem Theodolit?

6. Technische Daten

Christian Weidling BZ10

1. Geschichte des Theodolit

Der Präzisions-Theodolitvon Georg von Reichenbach

1805 baut Georg von Reichenbach (1771 - 1826) mit diesem Theodoliten das genaueste geodätische Instrument seiner Zeit. Das Winkelmeßgerät dient dazu, Landkarten herzustellen. Neben hoher Meßgenauigkeit sind einfache Bedienbarkeit und Transportfähigkeit die widersprüchlichen Anforderungen, die ein geodätisches Instrument bis heute erfüllen muß. Die Konstruktion des Theodoliten von Reichenbach ist so elegant, daß sie über 100 Jahre lang Vorbild für alle Instrumentenbauer bleibt. Ob in Australien, Rußland, den USA oder im heimischen Bayern, wo immer die Welt im 21. Jahrhundert neu vermessen wird, sind geodätische Instrumente von Reichenbach im Einsatz. Insbesondere das Militär ist an neuen Karten interessiert, nachdem sich in den Feldzügen zu Beginn des Jahrhunderts ihre Bedeutung für den Kriegsverlauf bestätigt hat.

1. Geschichte des Theodolit Münchener Präzisionstechnik

Theodoliten und andere Präzisions-Instrumente machen den Namen ihres Konstrukteurs Georg von Reichenbach in aller Welt bekannt. Nach seinem Militärdienst gründet der Ingenieur 1802 in München gemeinsam mit dem Uhrmacher Joseph Liebherr seine erste Werkstatt, um genaue geodätische und astronomische Geräte zu bauen. Reichenbach entwickelt eine neue Kreisteilmaschine und konstruiert bessere Drehbänke für seine Werkstatt. Mit diesen Geräten kann er Theodoliten herstellen, bei denen die Feinheit und Genauigkeit der Kreisteilung, der Achsen und Lager alles bis dahin Bekannte übertrifft. 1803 baut Reichenbach auch die erste bayerische Dampfmaschine; Wasserpumpen und Hochofengebläse folgen in den nächsten Jahren.

Georg von Reichenbach (1771 - 1826)

1. Geschichte des TheodolitFür seine vielfältigen in der Mechanik erworbenen Verdienste wird Reichenbach 1811 vom bayerischen König Max I. Joseph geadelt. Vom Theodolit zum Satellit Georg von Reichenbach baut den Präzisions-Theodoliten noch nach den klassischen Regeln der Feinmechanik und Optik. Heute trägt auch die Elektronik zur Landvermessung bei: Die Meßergebnisse der Theodoliten werden automatisch erfaßt und mit Computern zuverlässig ausgewertet. Der technische Fortschritt steigert die Anforderungen an die Präzision geodätischer Meßinstrumente. Ohne den Gyromat 2000 wäre zum Beispiel der Bau des Tunnels unter dem Ärmelkanal nicht möglich gewesen. Die heutige geodätische Präzisionstechnik ermöglicht die Navigation von Schiffen und Flugzeugen über Satellitensignale. Sie erlaubt es aber auch, einen unbemannten Marschflugkörper im Tiefflug in ein über 5000 Kilometer weit entferntes Ziel zu steuern.

TheodolitWinkelmessinstrument zur Bestimmung sowohl von Horizontalwinkeln als auch vertikalen Winkeln (Hoehen); in der Geodaesie und gelegentlich in der Astronomie benutzt. Die aelteste erhaltene Urform des Theodoliten stellt der Azimutalquadrant von Landgraf Wilhelm IV. von etwa 1560 im Hess. Landesmuseum in Kassel dar. Die aelteste Beschreibung eines Theodoliten stammt von Leonhard Digges von 1552.

1. Geschichte des Theodolit

Auf jedem Zehnmarkschein findet man dieses Hauptdreieckssystem des Königreichs Hannover abgebildet. Carl Friedrich Gauss, dessen Portarit ebenfalls den Zehnmarkschein ziert, hat es in den Jahren 1821 bis 1825 vermessen.

Ein historischer Theodolit

1. Geschichte des Theodolit

Weitere Historische Theodolite

2. Nutzen des Theodolit Mit dem Theodoliten werden vor allem Winkelmessungen durchgeführt

(Horizontalwinkel und Vertikalwinkel). In der modernen Vermessungstechnik enthalten die Theodoliten aber auch elektronische Tachymeter für eine sehr genaue Distanzmessung.In dieser Information beschreibe ich den Einsatz des Theodoliten bei der Winkelmessung, der Entfernungsmessung,dem Einschneiden und der Polarvermessung.Während beim Einschneiden die Lage eines Punktes mit Hilfe der Winkelmessung ermittelt wird, wird bei der Polarvermessung durch Entfernungs- und Winkelmessungen die Erstellung einer Karte möglich.Um ordentliche Meßergebnisse zu erhalten, muß der Theodolit richtig aufgestellt werden. Wer das noch nie gemacht hat, oder noch unsicher ist, sollte es mit der Anleitung Aufstellen des Theodoliten versuchen.Doch auch zur Höhenmessung, beim Streckennivellement zur Profilerstellung und zur Profilerstellung ohne Standortwechsel kann der Theodolit benutzt werden, wenn man darauf achtet, daß das Fernrohr horizontal eingestellt ist.Das ist nur der Fall, wenn die Ablesung an der Vertikalkreisanzeige im Ableseokular entweder 90 bzw. 270 Altgrad oder 100 bzw.300 Neugrad beträgt.Doch liefert hier der Einsatz des Nivelliergerätes genauere Ergebnisse.

3. Moderne Theodolite

Bei den neuen Theodoliten ist das Prinzip genauso wie bei den Alten und Historischen Geräten.

Vergrößerung: 20 x

Objektivöffnung:

42 mm

Kürzeste Zielweite:

2 m

Direkte Ablesung:

10 mgon

:Schätzung: 2 mgon

Gewicht 3,8 kg

4. Beschreibung eines Theodolit

Oberbau (1) Fernrohr (2) Okular (3) Ableseokular (4) Objektiv (5) Vertikalkreis (6) Feintrieb (7) Klemme (8) Horizontalkreis (9) Röhrenlibelle (10) Unterbau mit Dreifuss

(11) Dosenlibelle (12)

4. Beschreibung eines Stativs

Zentrierstativ 1. lnstrumenten-

Auflageflächen2. Stativkopf 3. Stativteller4. Klemmgriff5. Zentrierstock 6. Zentrierhülse7. Befestigungshebel8. Auslöseknopf9. Führungsring, zugleich

Ablesestelle der Instrumentenhöhe10. Dosenlibelle

5. Wie Arbeitet man mit einem Theodolit?

Den Theodoliten nur im Behälter transportieren. Vor dem Aufstellen prüfen, ob auch alle Schrauben des Stativs fest sind. Zum Aufstellen des Stativs wird zunächst ein Schnurlot, oder ein Zentrierstock mit

Libellenblase in die Zentralanzugsschraube des Stativs gedreht. Das Stativ wird nun so aufgestellt, daß das Schnurlot innerhalb von 2 cm über dem Vermessungspunkt einpendelt, von dem aus gemessen werden soll. Bei Benutzung eines Zentrierstockes muß die dazugehörige Libellenblase einspielen. Der Stativteller (1) soll etwa horizontal sein, nachdem die Stativbeine gleichmäßig fest in den Boden eingetreten wurden.

Der Theodolit wird vorsichtig auf den Stativteller gesetzt, und mit der Zentralanzugsschraube zunächst locker befestigt.

GROBES ZENTRIEREN Durch seitliches Verschieben des Theodoliten auf dem Stativteller (1) wird das

Lot, bzw. die Libellenblase des Zentrierstockes, genau eingespielt. Wenn dies geschehen ist, wird die Zentralanzugsschraube mäßig fest angezogen.

HORIZONTIEREN Zuerst wird die runde Dosenlibelle (2) des Theodoliten durch Verkürzen und

Verlängern der Stativbeine eingespielt.Zum genauen Horizontieren geht man folgendermaßen vor: Die Seitenklemme (5) muß gelockert sein. Dann wird der Theodolit gedreht bis die Röhrenlibelle (Alhidadenlibelle) (3) parallel zu zwei Fußschrauben(4) steht. An diesen beiden Schrauben wird nun gegenläufig gedreht bis die Luftblase in der Mitte einspielt.Dann wird der Theodolit um einen Viertelkreis weitergedreht, und die Libelle durch Drehen NUR der dritten Fußschraube eingespielt. Diese beiden Schritte so lange wiederholen, bis die Röhrenlibelle in jeder Richtung einspielt. FEIN ZENTRIEREN

5. Wie Arbeitet man mit einem Theodolit? Wenn nun durch das Horizontieren die Zentrierung des Theodoliten über dem

Vermessungspunkt wieder ungenau wurde, muß die Zentralanzugsschraube wieder leicht gelöst werden und der Theodolit neu zentriert werden ( siehe oben ). Dann ggf. erneut Horizontieren. Diese Schritte wenn nötig wiederholen, bis der Theodolit in allen Stellungen richtig steht.Jetzt befindet sich der Theodolit in genauer Horizontlage, und während der gesamten Messung darf diese nicht mehr verändert werden.Deshalb muß man gut darauf achten, daß man sich beim Ablesen der Werte nicht am Gerät abstützt oder das Stativ anstößt. Sonst muß die Anfangseinstellung überprüft werden.

AUSRICHTEN Nun wird das Fernrohr gegen einen hellen Hintergrund, z.B. den Himmel, gerichtet und das

Fernrohrokular gedreht, bis das Fadenkreuz scharf und tiefschwarz erscheint. Bei gelöster Seiten- und Höhenklemme , das Fernrohr über das Richtglas auf das Ziel richten. Dann die Klemmen leicht anziehen und durch Drehen der Seiten- und Höhentriebschrauben das Fadenkreuz auf die Mitte der Latte bzw. des ZiEin Blick durch den Theodolit. Er vergrößert 32 x. Deutlich ist das Fadenkreuz zu erkennen. Die Straßenlaterne ist ca. 120 m entfernt.elpunktes ausrichten. Nun den Fokussierknopf drehen bis der Zielpunkt scharf erscheint.Die Fokussierung ist dann einwandfrei, wenn Fadenkreuz und Lattenteilung sich auch unter verändertem Blickwinkel nicht gegeneinander verschieben. ( Auge vor dem Okular hin und her bewegen.)

Ein Blick durch den Theodolit. Er vergrößert 32 x. Deutlich ist das Fadenkreuz zu erkennen. Die Straßenlaterne ist ca. 120 m entfernt.

6. Technische Daten Technische Daten Fernrohr Vergrößerung . . . 32 x

Objektivöffnung . . .45 mmKürzeste Zielweite . . . 1,7 mMultiplikationskonskante . . . 100Additionskonstante . . . 0

Kreise und Kreisablesung Teilungsdurchmesser:

Horizontalkreis:bezifferte/ unbezifferte Teilung . . . 75 mm /72mmVertikalkreis:bezifferte/ unbezifferte Teilung . . . 69 mm /71 mmTeilungsintervall . . . 20c /20‘Teilungsintervall der Mikrometerskala . . . 2cc /1"Kreisablesung geschätzt . . . 0,5cc /0,2Vergrößerung der Ablesemikroskope:Horizontalkreis . . . 43 xVertikalkreis . . . 48 x

Kompensator Einspielgenauigkeit . . . < ± 1cc /0,3"

Einspielzeit . . . 3 SekundenKompensationsbereich . . . ± 4c /2‘Kompensationsfehler . . . < 5% der Stützenschiefe

Stützenlibelle Angabe der Stützenlibelle . . . 22" /2 mm Optisches Lot Fokussierbereich . . . 0,7 m — unendlich Abmessungen und Gewichte Kippachsenhöhe . . . 171 mm

Abmessungen des Behälters . . . 30x16x21 cmGewicht des Instrumentes . . . 6,2 kgGewicht des Behälters . . . 2,4 kg

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Vielen Dank für eure Aufmerksamkeit

ENDE