Theodolit einfach erklärt

Wir erklären Dir hier alles Wissenswerte zum Thema Theodolite, in Theodolit einfach erklärt.
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Was ist ein Nivelliergerät? Nivelliergerät einfach erklärt.

Ein Theodolit ist ein Präzisionsinstrument, das vornehmlich für die Messung von Horizontal- und Vertikalwinkeln eingesetzt wird. Hauptsächlich wird er von Vermessungsingenieuren genutzt, beispielsweise zum Abstecken von Winkeln und für Fluchtungs- und Ausrichtarbeiten, doch findet er auch in der Astronomie Anwendung. Die Ursprünge dieses Messinstrumentes gehen bis ins 15. Jahrhundert.

Quellen: Wikipedia; Uni Kiel; https://theodolitbaugeschichte-2.jimdo.com/

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Welche Arten von Theodoliten gibt es?

Theodoliten lassen sich nach dem Grad der Genauigkeit klassifizieren. Theodoliten niederer Genauigkeit, die bei Baumessungen und einfachen Geländeaufnahmen zur Anwendung kommen, werden auch als Bau- oder Minutentheodoliten bezeichnet (Standardabweichung 8 mgon oder 26‘‘). Einen Theodolit mittlerer Genauigkeit (Standardabweichung 2 mgon bzw. 6,5‘‘), der hauptsächlich bei Geländeaufnahmen und bei der Einmessung von Polygonzügen als Grundlage für bautechnische Vermessungen zum Einsatz kommt, nennt man auch Ingenieurtheodolit. Für die Feinabsteckung im Bauwesen und verschiedene Spezialanwendungen verwendet man einen Theodolit hoher Genauigkeit (Standardabweichung 0,6 mgon oder 2‘‘), auch Sekundentheodolit. Präzisionstheodoliten (Standardabweichung 0,2 mgon bzw. 0,65”) haben die höchste Genauigkeit.
(Anmerkung: 1 mgon ist der tausendste Teil eines Gon, wobei ein Gon etwa dem 1,11 fachen eines Grads entspricht).

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Im Hinblick auf die Art der Datenerfassung unterscheidet man zwischen optisch-mechanischen und elektronischen Theodoliten. Die optisch-mechanische Erfassung ist technologisch veraltet, heute arbeitet man vornehmlich mit elektronischen Theodoliten.

Quellen: http://www.pasquay.net/IT/files/projekte/michWeb/Hp/Theodolit%20und%20Streckenmessung-Dateien/theo.htm;Volker Mattews: Vermessungskunde Teil 1

Wie messe ich mit dem Theodolit?

Vor jedem Zielvorgang mit dem Fernrohr ist die Okularoptik auf das Auge des Beobachters einzustellen. Hierzu wird ein weit entfernter Gegenstand anvisiert, wobei der Beobachter die Zwischenlinse so lange verschiebt, bis er den Gegenstand scharf sieht. Mit dem Dioptriering lässt sich das Fadenkreuz scharf stellen. Bei der Messung von Horizontalwinkeln müssen verschiedene Zielpunkte nacheinander anvisiert werden, aus der Differenz der verschiedenen Messergebnisse ergibt sich dann der exakte Winkel. Um systematische Instrumentenfehler zu eliminieren, führt man Zielungen und Messungen in zwei Kreislagen durch. Bei diesem Verfahren (Satzmessung oder vollständiger Richtungssatz) misst man in einem ersten Durchgang alle Richtungen im Uhrzeigersinn, anschließend wird das Fernrohr des Theodolits um 180 ° um die Kippachse gedreht und es werden nochmals alle Richtungen gemessen.

Bei der Vertikalwinkelmessung mit dem Theodolit misst man üblicherweise einen Zenitwinkel, wobei die Nullrichtung entlang der Stehachse nach oben zeigt. Wenn die Horizontierung des Messgeräts exakt durchgeführt wurde, lassen sich Vertikalwinkel einfach ablesen.

Die zu bestimmenden Winkelmaße werden in der Einheit „Gon“ abgelesen. 100 Gon entsprechen 90°, entsprechend hat ein Kreis, üblicherweise mit 360° bezeichnet, 400 Gon. Diese Einheit findet ausschließlich im Vermessungswesen Verwendung. Moderne Theodoliten sind mit digitalisierten Teilkreisen ausgestattet und werden elektronisch abgelesen. Hierdurch ergeben sich kürzere Beobachtungszeiten und weniger Irrtümer bei der Erfassung.

Quellen: https://www.michael-kahner.de/c_theodolit.html; https://www.spektrum.de/lexikon/geowissenschaften/theodolit/16521; Herbert Kahmen: Abgewandte Geodäsie – Vermessungskunde

Was ist beim Arbeiten mit dem Theodolit zu beachten?

Eine exakte Messung mit dem Theodolit kann nur unter der Voraussetzung erfolgen, dass die mit dem Fernrohr ausgeführten Zielungen genau lotrecht auf den zentrisch zur Hauptumdrehungsachse (Stehachse) gelegenen Horizontalkreis übertragen werden. Um dies zu gewährleisten, ist der Theodolit mit einem Achsensystem ausgestattet, das bestimmte Bedingungen erfüllen muss:

  1. Die Stehachse oder Vertikalachse muss bei jeder Stellung des Theodolits streng lotrecht stehen. Da ein Stehachsenfehler nicht durch Messungsanordnung eliminiert werden kann, ist die korrekte Ausrichtung der Stehachse vor jeder Messung gewissenhaft zu überprüfen. Ein Stehachsenfehler macht sich durch das Ausschlagen der Libellen bei der Drehung des Instruments um die Vertikalachse bemerkbar. Ist dies der Fall, muss eine erneute Horizontierung vorgenommen werden.
  2. Die beweglich gelagerte Kippachse ist die horizontale Achse des Theodolits, um die sich das Fernrohr drehen lässt. Die Kippachse muss zur Stehachse einen rechten Winkel bilden. Eine Abweichung hiervon wird als Kippachsenfehler bezeichnet. Dieser bewirkt, dass das Fernrohr sich beim Kippen nicht in einer lotrechten Ebene bewegt. Ein Kippachsenfehler lässt sich nachweisen, indem man die Schnur eines Lotes anzielt und sodann das Fernrohr kippt. Bleibt der Schnittpunkt des Fadenkreuzes hierbei nicht auf der Lotschnur, ist zur Berichtigung des Fehlers ein Lager der Kippachse durch entsprechende Stellschrauben zu senken oder zu heben. Der Kippachsenfehler wird durch das Messen in zwei Fernrohrlagen eliminiert.
  3. Die Zielachse (Absehlinie) soll einen rechten Winkel zur Kippachse bilden; im Idealfall schneiden sich die Stehachse, die Kippachse und die Zielachse in einem Punkt. Ein Zielachsenfehler wird wie der Kippachsenfehler auch durch die Messung in zwei Fernrohrlagen ausgeschieden. Bei der Messung in zwei Messreihen wird das Fernrohr für die zweite Messreihe durchgeschlagen (um die Kippachse zur anderen Geräteseite gedreht). Nun dreht man den Oberbau um 180° und visiert die Ziele neu an. Die Ablesung der Zielrichtungen erfolgt also auf dem Horizontalkreis an diametral gegenüberlegenden Stellen. Da die Einflüsse des Zielachsen und –Kippachsenfehlers in den beiden Messungen den gleichen Betrag, jedoch mit entgegengesetzten Vorzeichen haben, erhält man bei der Mittelbildung der Messergebnisse ein fehlerfreies Ergebnis.

Quellen: https://studylibde.com/doc/2038390/der-theodolit; http://www.zeno.org/Lueger-1904/A/Theodolit; Wikipedia

Welche Alternativen gibt es? Tachymeter und Totalstation

Standardmäßig ist es mit dem Theodolit nicht möglich, Distanzen zu messen. Einige Theodolite bieten die Möglichkeit, zu diesem Zweck eine gesonderte Vorrichtung aufzustecken. Theodoliten mit integrierter Entfernungsmessung werden als Tachymeter bezeichnet. Mit einem Tachymeter können beliebige Punkte über ihre Horizontal- und Vertikalwinkel sowie ihre Distanz zum Gerät eindeutig bestimmt werden. Bei modernen Tachymetern wird der hierfür erforderliche rechnerische Aufwand vom Gerät übernommen. Zur Messung sendet der Tachymeter einen Lichtstrahl aus, der am Zielpunkt reflektiert wird. Das Gerät berechnet aus den Winkeln und der Entfernung die Koordinaten des Zielpunktes in Bezug auf das Gerät. Als Totalstation bezeichnet man die Kombination aus Tachymeter und Laptop. Der Vorteil einer Totalstation liegt darin, dass gemessene Informationen sofort am Bildschirm sichtbar sind. Die Übertragung der Daten vom Tachymeter auf den Laptop erfolgt je nach Ausstattung über ein Kabel oder per Bluetooth.

Quelle: https://mediatum.ub.tum.de/doc/1353273/1353273.pdf

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Welche bekannten Hersteller und Modelle gibt es?

Hier findest Du eine Übersicht über aktuelle Theodolite sowie die Herstellerinformationen. Wir arbeiten mit den Herstellern Theis, Nivel System, Nedo und geo-Fennel zusammen. Trotzdem können wir auch die anderen Geräte empfehlen und auf Wunsch auch ein Angebot unterbreiten.

Hersteller Modell Besonderheit
Produktbroschüre Youtube Link Shop
Nivel System

DT-2L

digital, Laserlot, Ziellaser

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Nivel System DT-5 digital, Laserlot Download   zum Angebot
Theis DTC 5.1 digital, Laserlot Download   Angebot anfordern
Nedo ET-5 digital, Laserlot Download hier klicken! Angebot anfordern
Theis Theo 60 mechanischer Theodolit, optisches Lot Download
  nicht mehr lieferbar
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