Seppur a prima vista il funzionamento di un teodolite possa sembrare complesso, lo sguardo dei più attenti potrebbe intuire rapidamente come esso viene utilizzato dai tecnici del settore.
Innanzitutto è necessario centrare la bolla della livella, per ottenere la precisione necessaria nelle misure topografiche. Successivamente si ricorre all’uso della regola di Bressel dell’omonimo scienziato.
Per misurare gli angoli azimutali con il teodolite si deve eseguire una prima lettura con il cerchio verticale a sinistra (prima posizione d'uso) e la seconda con cerchio verticale a destra (seconda posizione d'uso). Si ottengono così le due letture coniugate. Per ottenere la lettura corretta, cioè priva di errori di eccentricità e di orizzontalità e ortogonalità, si calcola la media delle letture coniugate.
Si differenzia sostanzialmente dal tacheometro, che misura anche le distanze, per la maggiore precisione delle misure angolari: un teodolite può apprezzare normalmente da uno a cinque secondi centesimali, un tacheometro inizia ad apprezzare mediamente sopra i venti secondi centesimali.
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