En teodolit er et optisk instrument som måler vinkler i både horisontale og vertikale plan. Den brukes til å måle en triangulering , det vil si vinklene til en trekant.
Det er et viktig instrument innen geodesi , kartografi , topografi , ingeniørfag og arkeologi .
De landmålere gjøre sine store feltet instrument.
En teodolit ble først utnevnt til et oppmålingsinstrument (1704).
Det er et lån fra engelsk theodolite , en endret form for teodelitt , et begrep av ukjent opprinnelse sannsynligvis opprettet av Thomas Digges (sønn av Leonard Digges , som sies å være oppfinneren av dette instrumentet). Thomas Digges bruker dette begrepet i 1571 i latinisert form theodelitus (se NED som antar, i henhold til begrepsformen, en feil helleniserende formasjon). Den engelske formen teodolit bekreftes først av variantene theodolit i 1669, theodolet i 1701 i NED og teodolitt i Harris, Lexicon Technicum, eller en universell engelsk ordbok for kunst og vitenskap , vol. I, 2nded., London, 1708 [og 1sted. 1704 av apr. Littré Legg til. 1872].
Etymologien til begrepet myntet av Digges er ukjent.
En teodolitt er et teleskop montert på både vertikale og horisontale akser . Hver av aksene er utstyrt med en gradert sirkel som gjør det mulig å lese vinklene.
Teodolitten plasseres på en støtte og må klemmes i horisontalplanet. Den plasseres ofte på et stativ, og nøyaktig loddrett til et punkt som er kjent i koordinatene , ved hjelp av en loddbob, en "optisk" stup eller en "laser", og d 'et sfærisk vater . Basen må være perfekt vannrett (bruk av et torisk nivå , så vel som et sfærisk nivå). Hele denne bruksfasen kalles “oppsett”. Faktisk er det den viktigste (vertikale) rotasjonsaksen til instrumentet som er gjort perfekt vertikal ved hjelp av nivåene. Vi gjør oppsettet grovt med det sfæriske nivået (mindre presist), og vi forbedrer det ved hjelp av det toriske nivået (veldig presist). Bakken stasjonspunktet er helt i tråd med denne hovedaksen. Den andre rotasjonsaksen til rammen er gjort vinkelrett på hovedaksen ved intern justering. Det vil derfor være helt horisontalt.
Teodolitten er en del av familien av vinkelmåleinstrumenter, den kommer fra alidades , gamle instrumenter som tillater måling av horisontale eller vertikale vinkler ved å se gjennom spalter. Instrumentene som bare brukes til å måle horisontale vinkler er goniometre , de som bare brukes til å måle vertikale vinkler er eklimetre . Bare de som tillater både måling av horisontale vinkler og vertikale vinkler er teodolitter.
Teodolitten kan assosieres med forskjellige instrumenter som muliggjør for eksempel måling av avstander, man snakker da om turteller , eller automatisk fangst av målinger, man snakker da om totalstasjon. På samme måte, når teodolitten brukes til å måle de tilsynelatende vinkelhastighetene til en bevegelig kropp, snakker vi om kinéteodolit .
I topografi brukes teodolitten i målingene av en kartlegging av territoriet ( topografisk undersøkelse ).
Som en vinkelmåler lar en teodolitt deg notere vinkelen mellom to visuelle landemerker (fjell, kirketårn, etc.). I praksis vil vinkelen som er beholdt ikke være direkte vinkelen mellom de to referansemerkene, men mellom deres vertikaler: vi ser bort fra høyden på referansemerkene ( høydevinkel ), for å beholde bare peiling : det er vinkelen som den ville vises på et fly. Teodolitten må derfor kiles horisontalt for å måle vinklene i dette planet, og teleskopet kan svinge loddrett, i henhold til høyden på referansepunktet.
For å forbedre nøyaktigheten av avlesningene i en trekant ABC måler vi faktisk de tre vinklene i A, B og C. Disse målingene er overflødige, summen av vinklene må være 200 gon . I praksis finner vi alltid en liten forskjell i målingen: vi anser at denne forskjellen kommer fra tilfeldige feil, og vi korrigerer avlesningene ved å trekke 1/3 av forskjellen fra hver av verdiene. For undersøkelser på liten avstand er geometrien praktisk talt plan, men i stor avstand og med en nøyaktighetsavlesning som tillater teodolitten, føles jordens krumning : summen av vinklene til en trekant er ikke lenger 200 gon , men avhenger også på området av den innskrevne trekanten. I trianguleringsarbeid over lang avstand, for eksempel for å måle den terrestriske meridianen, er vi derfor forpliktet til å ta hensyn til denne korreksjonen (beregning av sfærisk trigonometri ) før vi korrigerer målingene, som ellers ville blitt systematisk forvrengt.
De gode siktforholdene og lettelsen tillater i Frankrike å arbeide med severdigheter på 40 til 50 kilometer i slette, litt mer på isolerte høydepunkter. De beste teodolittene tillater presisjon i rekkefølgen av desimilligrade . Ved å beholde en ekstra desimal, vil man unngå å forringe presisjonen i beregningen ved å avrunde feil. Det sfæriske overskuddet av en polygon er omtrent 1,6 dmgon per 100 km 2 overflate. For en trekant på 40 km sider kan den nå 14 dmgon, som er langt fra ubetydelig (en desimilligrade er vinkelen der vi ved 40 km ser et objekt på omtrent 6 centimeter - derav en feil på opptil nesten 84 cm ).
Bruken av den suppleres noen ganger med bruk av en mottaker som glir langs et syn .
I astronomi brukes teodolitten til å bestemme azimut fra himmelpolen og den tilsynelatende høyden til et himmellegeme fra horisonten .
I geodesi brukes den til å bestemme vinklene som for eksempel er dannet av tre fjelltopper.
I arkeologi , under utgravninger , brukes det som et instrument for å måle spesifikke punkter i relieffet og deretter brukes til rekonstruksjon av stedet i tre dimensjoner.