Теодолит и нивелир: сходства и отличия

Любое строительство, независимо от своих масштабов, не может быть успешно выполнено без определённых измерений на застраиваемой территории.

Чтобы облегчить эту задачу, с течением времени человек создал специальные приборы, называемые геодезическими.

Эта группа устройств включает в себя различные приспособления, которые не только походят друг на друга по конструкции и функционалу, но и различаются, зачастую кардинально. Яркими примерами таких приборов являются теодолит и нивелир.

Оба приспособления можно назвать необходимыми для проведения строительных работ. Ими пользуются и любители, и профессионалы. Но нередко у неопытных возникает вопрос, чем же отличаются эти устройства, и могут ли они взаимозаменяемыми? В этой статье мы постараемся на него ответить. А заодно расскажем о главных особенностях обоих приборов.

Характеристика устройств

Итак, давайте по очереди рассмотрим оба аппарата и начнём с теодолита.

Теодолит – оптическое устройство из геодезической группы, предназначенное для измерения углов, вертикальных и горизонтальных. Основными составляющими теодолита являются:

лимб – стеклянный диск с изображением шкалы, на котором указаны градусы от 0 до 360;
алидада – во многом схожий с лимбом диск, расположенный на той же оси, вокруг которой свободно вращается, имеет свою шкалу;
оптика – объектив, линза и сетка нитей, необходимые для наведения на измеряемый объект;
подъёмные винты – применяются для регулировки прибора в процессе наведения;
система уровней – позволяет установить теодолит в вертикальном положении.

Также можно выделить корпус, в котором располагаются вышеназванные детали, подставку и штатив на трёх ногах.

Теодолит размещается в вершине измеряемого угла таким образом, чтобы центр лимба оказался именно в данной точке. Затем оператор вращает алидаду, чтобы совместить её с одной стороной угла и зафиксировать показания по кругу. После этого алидаду нужно переместить к другой стороне и отметить второе значение. В завершение остаётся лишь вычислить разницу между полученными показаниями. Измерение всегда происходит по одному принципу как для вертикальных, так и для горизонтальных углов.

Существует несколько разновидностей теодолита. В зависимости от класса различают:

технические;
точные;
высокоточные.

В зависимости от конструкции:

простые – алидада закреплена на вертикальной оси;
повторительные – лимб и алидада могут вращаться не только отдельно, но и совместно.

В зависимости от оптики:

фототеодолит – с установленной фотокамерой;
кинотеодолит – с установленной видеокамерой.

Отдельно стоит упомянуть более современную и совершенную разновидность – электронные теодолиты. Они отличаются высокой точностью измерений, наличием цифрового дисплея, а также встроенной памятью, которая позволяет хранить полученные данные.

Теперь давайте поговорим о нивелирах.

Нивелир – оптический прибор из геодезической группы, предназначенный для измерений точек высоты на местности или внутри возведённых построек.

Конструкция нивелира во многом схожа с теодолитом, но имеет свои особенности и элементы:

оптика, включающая зрительную трубу и окуляр;
зеркальце, закреплённое внутри трубы;
система уровней для установки;
подъёмные винты для установки рабочего положения;
компенсатор для удержания горизонтальной оси.

Нивелир измеряет высоту следующим образом. Сам аппарат устанавливается в точке, называемой обзорной. Из неё должно быть хорошо видно все остальные измеряемые точки. После чего в каждой из них поочерёдно размещают инварную рейку со шкалой. И если все точки имеют разные показания, значит, местность неровная. Высота точки определяется путём вычисления разницы между её положением и положением обзорной точки.

Нивелир тоже имеет несколько разновидностей, но не так много, как теодолит. К ним можно отнести:

оптические приборы;
цифровые приборы;
лазерные приборы.

Цифровые нивелиры обеспечивают наиболее точные результаты, а также простоту применения. Такие приборы оснащаются специальным программным обеспечением, которое позволяет быстро обработать зафиксированные показания. Затем они сохраняются на самом устройстве, благодаря наличию встроенной памяти.

Сегодня в строительстве широко применяется разновидность лазерных нивелиров. Их отличительной чертой является наличие лазерного указателя. Его луч пропускается через специальную призму, которая применяется вместо линзы. В итоге два таких луча образовывают в пространстве перпендикулярные плоскости, пересекающиеся друг с другом. Именно они помогают выровнять поверхность. Поэтому лазерные нивелиры часто применяются для ремонта.

Профессиональные строители, часто имеющие дело с неровными поверхностями, используют подвид ротационных лазерных нивелиров. Он дополнительно оснащён электрическим двигателем, который позволяет быстрее перемещать и разворачивать сам прибор.

Схожие параметры

Человек, не разбирающийся в измерительной технике, может с лёгкостью перепутать теодолит с нивелиром. И это неудивительно, ведь как мы уже сказали, оба прибора относятся к одной геодезической группе устройств, применяемых для измерений на местности.

Также путаница может быть вызвана внешним сходством и одинаковыми элементами, входящими в состав приборов. К ним можно отнести зрительную систему, в составе которой имеется сетка нитей для наведения.

Пожалуй, на этом какие-либо значимые похожести заканчиваются. Теодолит и нивелир имеют гораздо больше различий, чем может показаться изначально. Тем не менее в некоторых ситуациях и при определённых условиях эти приспособления могут заменять друг друга. Но об этом мы поговорим чуть позже. А сейчас давайте рассмотрим наиболее важный вопрос, а именно отличительные черты теодолита и нивелира.

Принципиальные отличия

Итак, как вы уже поняли, два рассматриваемых прибора имеют различные предназначения, хоть и близкие по духу. Говоря об отличиях в первую очередь нужно рассказать о функционале устройств.

Теодолит универсален и позволяет производить разнообразные измерения, включая не только угловые, но и линейные, в горизонтальной и в вертикальной плоскости. Поэтому теодолит более востребован при разноплановом строительстве.

Нивелир очень часто называют узкоспециализированным прибором. С его помощью можно обустроить идеально ровную поверхность. Он пригодится, например, для заливки фундамента.

Соответственно, и конструкции данных аппаратов также различаются. Нивелир имеет зрительную трубу и цилиндрический уровень, которые отсутствуют в теодолите.

В целом же теодолит имеет более сложное строение. С его основными деталями вы могли познакомиться в начале этой статьи. Также он оснащается дополнительной осью измерений, отсутствующей в нивелире.

Аппараты отличаются друг от друга отсчётной системой. Нивелиру для проведения измерений требуется инварная рейка, в то время как теодолит имеет двухканальную систему, которая считается более совершенной.

Конечно, на этом отличия не заканчиваются. Они также зависят от моделей и разновидностей приборов. Так, многие современные теодолиты располагают компенсатором, позволяющим увеличить потенциал визирования.

Оба приспособления имеют схожие разновидности, к которым относятся электронные теодолиты и нивелиры. Но похожи они друг на друга лишь тем, что обеспечивают обратное изображение. Внутри же каждый из них имеет свои особенности.

Что лучше выбрать?

Ответ на этот вопрос довольно прост: лучше выбрать и то и другое. У профессиональных строителей на вооружении всегда имеются оба приспособления. Ведь теодолит и нивелир выполняют разные функции.

И всё же, давайте разберёмся, какой из аппаратов лучше и в чём заключается его превосходство.

Мы уже сказали, что теодолит более универсален благодаря своей многофункциональности. По количеству областей, где он применяется, теодолит заметно превосходит нивелир. К ним можно отнести астрономию, мелиорацию и т. д. К тому же нивелир можно использовать лишь на горизонтальной плоскости, в то время как теодолит одинаково работает с обеими из них.

Дополнительными преимуществами теодолита считаются надёжность и высокая практичность. К огромным же его плюсам можно отнести тот факт, что для проведения замеров достаточно одного человека. Нивелир же требует участия двух людей, один из которых займётся установкой инварной рейки.

Поэтому если у вас нет помощника, то измерить высоты нивелиром вы не сможете.

В некоторых случаях теодолит может даже заменить собой нивелир. Для этого нужно установить его, закрепив зрительную трубу в горизонтальном положении. Далее, также понадобится рейка. Однако теодолит не способен обеспечить высокую точность. Поэтому его применяют лишь в тех случаях, когда нужны только приблизительные данные.

Но и нивелир может послужить заменой теодолиту. Для этого придётся дополнить прибор горизонтальным кругом с градусами. Таким способом удастся измерить горизонтальные углы на местности. Стоит помнить, что точность таких замеров, как и в предыдущем случае, тоже страдает.

Можно сделать вывод, что объективно теодолит превосходит своего собрата по многим параметрам. Вот только они не являются взаимоисключающими. Теодолит не может полностью заменить собой нивелир. А значит, для выполнения серьёзных строительных или ремонтных работ вам понадобятся оба этих приспособления, которые в определённых ситуациях будут друг друга дополнять.