Teodolit jest przyrząd optyczny , pomiar kątów zarówno w płaszczyźnie poziomej i pionowej. Służy do wykonywania pomiarów triangulacji , czyli kątów trójkąta.
Jest podstawowym instrumentem w geodezji , kartografii , topografii , inżynierii i archeologii .
W geodeci , aby ich istotny instrument pola.
Teodolit został po raz pierwszy uznany za instrument geodezyjny (1704).
Jest to zapożyczenie z angielskiego teodolitu , zmienionej formy teodelitu , terminu nieznanego pochodzenia prawdopodobnie stworzonego przez Thomasa Diggesa (syna Leonarda Diggesa , o którym mówi się, że jest wynalazcą tego instrumentu). Thomas Digges używa tego terminu w 1571 roku w zlatynizowanej formie theodelitus (patrz NED, który zakłada, zgodnie z formą terminu, nieprawidłową formację hellenizującą). Angielska forma teodolit jest po raz pierwszy poświadczona przez warianty teodolit w 1669 r., Teodolet w 1701 r. W NED i teodolit w Harris, Lexicon Technicum, lub w uniwersalnym angielskim słowniku Sztuki i Nauki , t. I, 2nded., London, 1708 [i ds 1sted. 1704 z apr. Littré Add. 1872].
Etymologia terminu ukuty przez Digges jest nieznana.
Teodolit to teleskop zamontowany na osi pionowej i poziomej . Każda z osi jest wyposażona w stopniowane kółko umożliwiające odczyt kątów.
Teodolit jest umieszczony na wsporniku i musi być zaklinowany w płaszczyźnie poziomej. Często umieszcza się go na statywie, dokładnie pionowo do punktu określonego we współrzędnych , za pomocą pionu, pionu „optycznego” lub pionownika „laserowego” oraz kulistej poziomicy . Jego podstawa musi być idealnie pozioma (użycie poziomicy torycznej, a także poziomicy kulistej). Cały ten etap użytkowania nazywany jest „przygotowaniem”. W rzeczywistości jest to główna (pionowa) oś obrotu instrumentu, która jest idealnie pionowa za pomocą poziomów. Nastawiamy zgrubnie poziomicą sferyczną (mniej precyzyjną) i dopracowujemy ją za pomocą poziomicy torycznej (bardzo precyzyjnej). Punkt stacji naziemnej jest idealnie zgodny z tą główną osią. Druga oś obrotu lunety jest prostopadła do głównej osi poprzez wewnętrzną regulację. Dzięki temu będzie idealnie pozioma.
Teodolit należy do rodziny przyrządów do pomiaru kątów, wywodzi się z alidad , starych przyrządów umożliwiających pomiar kątów poziomych lub pionowych przez celowanie przez szczeliny. Przyrządami używanymi tylko do pomiaru kątów poziomych są goniometry , te używane tylko do pomiaru kątów pionowych to eklimetry . Jedynie teodolity umożliwiają zarówno pomiar kątów poziomych, jak i kątów pionowych.
Teodolit może być powiązany z różnymi przyrządami pozwalającymi np. Na pomiar odległości, mówi się wtedy o tachometrze , czy na automatyczną rejestrację pomiarów, mówi się wtedy o tachimetrze. Podobnie, gdy teodolit jest używany do pomiaru pozornych prędkości kątowych poruszającego się ciała, mówimy o kinteodolicie .
W topografii teodolit służy do pomiarów inwentaryzacji terenu ( badania topograficzne ).
Podobnie jak kątomierz, teodolit pozwala zauważyć kąt między dwoma wizualnymi punktami orientacyjnymi (góra, wieża itp.). W praktyce zachowany kąt nie będzie bezpośrednio kątem między dwoma punktami odniesienia, ale między ich pionami: dlatego pomijamy wysokość znaków odniesienia ( kąt podniesienia ), aby zachować tylko łożysko : jest to kąt, który byłby pojawiają się w samolocie. Dlatego teodolit musi być zaklinowany poziomo, aby zmierzyć kąty w tej płaszczyźnie, przy czym celownik może obracać się w pionie w funkcji wysokości punktu odniesienia.
Aby zwiększyć dokładność odczytów w trójkącie ABC, faktycznie mierzyć trzech kątów w A, B i C. Te pomiary są zbędne, suma kątów musi być 200 gon . W praktyce zawsze znajdujemy niewielką różnicę w pomiarze: uważamy, że ta różnica pochodzi z przypadkowych błędów i poprawiamy odczyty, odejmując 1/3 różnicy od każdej z wartości. W przypadku pomiarów z małej odległości geometria jest praktycznie płaska, ale z dużej odległości iz dokładnością odczytu, która pozwala teodolitowi, można wyczuć krzywiznę Ziemi : suma kątów trójkąta nie wynosi już 200 gradów , ale także zależy na obszarze wpisanego trójkąta. W pracach triangulacyjnych na duże odległości, na przykład w celu pomiaru południka ziemskiego, jesteśmy zatem zobowiązani do uwzględnienia tej poprawki (obliczenia trygonometrii sferycznej ) przed korektą odczytów, które w przeciwnym razie byłyby systematycznie zniekształcane.
Dobre warunki widoczności i ukształtowanie terenu pozwalają we Francji na pracę na widokach od 40 do 50 kilometrów na równinie, nieco więcej w odizolowanych, wysokich punktach. Najlepsze teodolity pozwalają na precyzję rzędu dziesiątek stopni . Zachowując dodatkowe miejsce po przecinku, można uniknąć pogorszenia precyzji obliczeń poprzez zaokrąglanie błędów. Sferyczny nadmiar wielokąta wynosi około 1,6 dmgon na 100 km 2 powierzchni. Dla trójkąta o bokach 40 km może osiągnąć 14 dmgon, co jest dalekie od pomijalnego (dziesiątek to kąt, pod którym przy 40 km zobaczylibyśmy obiekt o wielkości około 6 centymetrów - stąd błąd dochodzący do prawie 84 cm ).
Jego użycie jest czasem uzupełniane użyciem odbiornika przesuwanego wzdłuż celownika .
W astronomii teodolit służy do określania azymutu na podstawie bieguna niebieskiego i pozornej wysokości ciała niebieskiego nad horyzontem .
W geodezji służy do określania kątów utworzonych np. Przez trzy szczyty górskie.
W archeologii podczas wykopalisk służy jako przyrząd do pomiaru określonych punktów w rzeźbie terenu, a następnie do rekonstrukcji stanowiska w trzech wymiarach.