Bei einem Theodolit handelt es sich um ein Winkelmessgerät, das in der Vermessung zur Bestimmung von horizontalen Richtungen und Zenit- oder vertikalen Winkeln eingesetzt wird. Grundsätzlich setzt sich ein Theodolit aus einem Gehege, einem Gewehrzielfernrohr, einem vertikalen und einem horizontalen Mensurkreis und einer oder zwei Libelle(n) zusammen. Der Ursprung des Begriffs Theodolite ist unklar. Engelsberger dagegen bedeutet 1969 in seiner Arbeit Beitrag zur Entwicklungsgeschichte des Theodolits, wie Peters es jüngst in seinem Beitrag Zur Geschichte und Bedeutung des Wortes Theodolites getan hatte, dass der Begriff aus dem Griechischen stammt, von den englischen Leonard Digges in einer alten Schrift gefunden wurde und in diesem Zusammenhang zum ersten Mal verwendet wurde.
Mit dem Theodolit werden durch Schwenken und Neigen des Messteleskops die horizontalen Himmelsrichtungen (Drehung um seine senkrechte Stehachse) und die vertikalen Winkel (Drehung um seine waagerechte Schwenkachse) gemessen. Ein Theodolit wird in der Geschützkunst als Anweisungskreis bezeichnet und ist in 6400 Schläge anstelle von 400 Gramm aufgeteilt. Wegbereiter der Theodoliten waren der Dioptra (Altertümliche), der Azimutquadranten (um 1500) und der Kipplineal.
Voraussetzung für alle Arten ist ein analaktisches Teleskop, bei dem der Fokus des Objektives, der analaktische Fokus (Referenzpunkt für die Winkel- und Entfernungsmessung) exakt über der Standachse des Theodoliten steht. Heute wird sie in der Praxis meist auch als Fokussieroptik, die eine innere Fokussierung ermöglicht, und als komplett verschlossenes, staubgeschütztes Teleskop anstelle der bisherigen Okulartubusverlängerung eingesetzt.
Bis in die 1960er Jahre hinein herrschte das Astronomieteleskop vor allem unter den Optiken, aber sein Umkehrbild war für den unerfahrenen Betrachter beunruhigend. Anstelle der Porro-Linse (die mit der Linse ein Huygens-Okular bildet) fungierte eine Autofokuslinse als Rückfahrsystem und verwandelte die Astronomie-Linse in ein terrestrisches Teleskop. Auch bei kaputten Teleskopen, die seitwärts auf der Drehachse angebracht und bis in den Höhepunkt geschwenkt werden können, funktioniert die Stereomantie.
( "Theodolit-Substruktur") oder Libus beinhaltet den waagerechten Kreis (1) und die senkrechte Achse (Stehachse) (S). Sie tragen die Schatten spender (arab.), wobei der Überbau aus zwei Trägern (2), der waagerechten Schwenkachse (K), dem Teleskop (3), der kreisförmigen Ablesung (4) und dem vertikalen Kreis (5) besteht. Die Teleskope verfügen über ein Fadenkreuz (Absehen im Okular), das die Drehachse (Z) bestimmt, und eine innere Linse zur Fokussierung.
Einige Durchgangsinstrumente und spezielle Vorrichtungen für die Militär- und Planetengeodäsie (z.B. der Moonwatch Apogee oder der ehemalige Kinetheodolite) sind in ähnlicher Weise wie der Theodolite aufgebaut. Sollachsfehler: Die Zielachse des Teleskops ist nicht rechtwinklig zur Schwenkachse des Teleskops. Kippachsfehler: Die Schwenkachse des Teleskops steht nicht rechtwinklig zur Standachse des Theodoliths. Höhenindexfehler: Die Nullmarkierung des vertikalen Kreises weist nicht auf den Scheitelpunkt, wenn der Theodolit nivelliert ist.
Andere kleine Einflussfaktoren wie Wärmeeinflüsse oder die mechanischen Eigenspannungen im Theodolitgefüge liegen in der Regel unterhalb von "1" und sind daher zu vernachlässigen. Sie tritt auf, wenn die Vertikalachse nicht zur Schwerkraftrichtung verläuft. Ein verbleibender Neigungswinkel der Vertikalachse zur Lotlinienrichtung kann mittels eines 2-achsigen Neigungssensors auf modernsten Drehzahlmessgeräten innerlich erfasst und an den Messelementen selbsttätig befestigt werden.
Dabei steht die Standachse senkrecht zur Fläschchenachse. Dabei steht die Zielgerade senkrecht zur Schwingachse. Neigeachse ist senkrecht zur Standachse. Die folgenden Parameter können mit einem Theodolit betrachtet werden: Horizontaler Winkel - als Unterschied der Richtungsbeobachtung zu zwei Messobjekten, Vermessung mit verschiebbarem Gewindenetz: nur für spezielle Theodolitien für die Asstrogeodäsie, s. unpersönliche Bügelmessschraube. Entfernungsmessung: Nahezu alle heutigen Thodoliten und Drehzahlmesser sind zudem mit einem Laserdistanzmessgerät ausgerüstet.
Das Gerät muss vor den Messvorgängen exakt auf dem Dreibeinstativ ausgerichtet und in der Regel mittig über einem Erdungspunkt (Mess- oder Messpunkt) platziert sein. Das Nivellieren mit der Alhidaden-Blase führt dazu, dass die Standachse des Messgerätes mit der Lötrichtung übereinstimmt. Zentrieren und Nivellieren erfolgen simultan nach einem speziellen schematischen Verfahren: entweder mit einem Senkblei, das in die Kordelschraube (Herzschraube) der Stativplatte eingehakt wird, oder mit einem in das Dreibein oder Theodolit integrierten optischen Lotpumpenset.
Jetzt werden alle zu vermessenden Messpunkte mit dem dreh- und schwenkbaren Messteleskop (Fadenkreuz - heute: Linienkreuz) aufeinander ausgerichtet - zuerst in der Regel die Vieleckpunkte, dann alle Detaillierungspunkte. Dabei wird nach jedem Zielen die Ausrichtung am Lochkreis (Winkelskala im Theodolit) ablesbar, mit weiterer Höhenkorrektur zusätzlich auch der Scheitelpunktwinkel. Die klassischen Theodoliten verfügen über ein Lesemikroskop, in dem beide Winkellagen reflektiert werden.
Die Tonhöhenkreise werden bei elektrischen Thermometern und Drehzahlmessgeräten durch inkrementelle oder absolute Drehgeber vollautomatisch gescannt, die Winkeleinheiten werden von A/D-Wandlern in Zahlen umgerechnet, dargestellt und abgespeichert. Für die automatische Erkennung wird der Messkreis mit verschiedenen Verfahren (optoelektronisch, elektronisch, elektromagnetisch) kodiert und gescannt. Weil der Wälzkreis verschiedene Reflektionseigenschaften besitzt, müssen unterschiedlich intensive Lichtbündel registriert werden können.
Die Messwerte auf dem vertikalen Kreis verweisen zwar auf den Höhepunkt oder Horizontlinie, die Vermessung der horizontalen Winkel kann jedoch unterschiedliche Referenzrichtungen aufweisen: Der Referenzwinkel der vertikalen Winkel ist die Lotlinienrichtung, wenn die Nivellierung korrekt ist und daher in der Regel nicht nachgeführt werden muss. Wenn das Messteleskop waagerecht ausgerichtet ist, ergibt sich ein Scheitelpunkt von exakt 100 Grad Celsius (90°), was auch als Nivellieransicht bezeichnet wird.
Eine Gruppe umfasst zwei Messserien (2 Halbsätze), wodurch bei der zweiten Messserie das Teleskop durchdrungen (um die Schwenkachse zur anderen Seite des Gerätes gedreht), der Überbau um 180 Grad verdreht und die Zielpersonen wieder angepeilt werden. Handliche Navigation: Leica Geosystems: Einige ehemalige Hersteller: Bertold Witte, Peter Sparla: Vermessung und Statistiken für die Baubranche.