Teodolite e misura di angoli

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Teodolite e misura di angoli

Misura di Angoli azimutali e zenitali

Il teodolite è lo strumento che misura angoli azimutali e zenitali ed è costituito da:

una base fissa, solidale con il terreno per mezzo di un apposito piastrino oppure di un treppiedi, dotata di tre viti calanti che permettono l’orientamento dell’asse primario a1 secondo la verticale;
un’alidada che ruota intorno all’asse primario a1 e individua un asse secondario a2 ;
un cannocchiale che ruota intorno all’asse secondario a2 e definisce un terzo asse a3 detto asse di collimazione.

Lo strumento è rettificato se l’asse secondario a2 è normale all’asse primario a1 e se l’asse di collimazione a3 è normale all’asse secondario; in sintesi:
a2^ a1 e a3 ^ a2
Quando uno strumento rettificato viene messo in stazione (operazione con cui l’asse primario coincide con la verticale per il punto di stazione) l’asse secondario a2 si dispone orizzontale e l’asse di collimazione a3 descrive un piano verticale.
I 3 assi si incontrano in un punto C detto centro dello strumento; le distanze zenitali sono riferite a C ed è perciò necessario conoscere la posizione ed in particolare l’altezza del punto di stazione sul terreno o dal centrino del pilastro di osservazione.
La messa in stazione è un’operazione che deve essere eseguita ogni volta che si utilizza lo strumento in campagna per effettuare misure. Lo strumento dispone inoltre di:

un cerchio per le misure di angoli azimutali (Cerchio Orizzontale) che è perpendicolare all’asse a1 e solidale alla base durante le misure mentre l’indice di lettura è posto sull’alidada che ruota;
un cerchio per le misure di angoli zenitali (Cerchio Verticale) che è normale all’asse a2 e fisso ad esso per cui ruota insieme al cannocchiale mentre l’indice di lettura è fisso all’alidada.
una livella sferica per rendere orizzontale il piano individuato dalla base;
due livelle toriche (o meccanismi autolivellanti) per realizzare le operazioni di verticalità dell’asse primario.

Se si ruota il cannocchiale intorno all’asse a2 l’asse di collimazione descrive un piano verticale a cui è associata una lettura sul CO; ne deriva che dirigendo l’asse di collimazione prima verso il punto A e poi verso il punto B ed eseguendo le relative letture LA e LB, la differenze LB – LA è uguale all’angolo azimutale ACB.
Sul CV si possono valutare le rotazioni dell’asse di collimazione intorno all’asse secondario a2: si supponga nota la lettura Z corrispondente alla posizione verticale dell’asse di collimazione (zenit strumentale), la distanza zenitale ZA è pari alla differenza fra la lettura al CV in corrispondenza alla collimazione del punto A e quella dello zenit strumentale.
Nei teodoliti il cannocchiale può ruotare liberamente sul suo asse: ciò permette di poter collimare un punto in due posizioni diverse dello strumento ruotando sia il cannocchiale che l’alidada. Queste due posizioni di collimazione, molto importanti come vedremo nel seguito, si indicano brevemente con C.D. e C.S. (cerchio a destra, cerchio a sinistra) intendendo con ciò la posizione del cerchio zenitale nei riguardi dell’osservatore anche conosciute con il nome di letture coniugate.
Quando l’asse principale dello strumento non interseca il cerchio azimutale nel suo centro e l’asse secondario (asse di rotazione del cannocchiale) non interseca il cerchio zenitale nel suo centro si introduce un errore di eccentricità rispettivamente nelle letture azimutali ed in quelle zenitali. L’errore di eccentricità è variabile con legge sinusoidale in funzione dell’angolo che l’indice di lettura forma con la direzione dell’eccentricità e rispetto a due indici posti in posizione diametralmente opposta assume valore uguale ma segno opposto. Per eliminare tale errore si deve perciò disporre sull’alidada di un secondo indice di lettura diametralmente opposto al primo ed eseguire per ogni punto collimato le due letture. Negli strumenti moderni la lettura azimutale o zenitale sono il risultato della media delle letture effettuate agli indici opposti.

Precisione strumentale del teodolite

La misura degli angoli azimutali e zenitali ha una precisione che dipende da una parte dallo strumento e dall’altra dall’ambiente in cui si opera, dai segnali che si collimano ed altro.
Lo scarto quadratico medio strumentale della misura di un angolo azimutale varia entro limiti molto ampi da 0,3cc (circa 0.1”) a 5 c .
In linea generale si può dire che per misure effettuate con strumenti poco precisi lo scarto quadratico medio strumentale coincide con quello ottenibilenelle misure mentre per misure effettuate con strumenti di elevata precisione il secondo è sempre più alto non scendendo mai al disotto di 1cc-1.5cc (0.1”-0.5”).
La massima precisione ottenibile dalle misure zenitali è alquanto inferiore, sia per la minor dimensione del CV, sia a causa dell’influenza della rifrazione atmosferica.
Infine una considerazione sul nome dello strumento; è ancora in uso, ma in via di eliminazione, la distinzione tra teodoliti e tacheometri riservando il secondo nome per gli strumenti meno precisi. La tendenza è quella di usare il nome di teodolite affiancandogli il suo s.q.m..

Fonte: citazione da http://digilander.libero.it/csier/Salvataggi/Topografia/TeodoliteMisuraDIAngoli.doc

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