Zentrieren und Horizontieren eines Theodolits / Tachymeters / Prismas usw.

Das Zentrieren und Horizontieren von Messinstrumenten gehört zu den ersten Übungen im Geodäsie-Studium. Hier ein kurzer Guide, wie es geht:

Vorbereitung:

  • Stell das Stativ, auch Dreibein genannt, etwa auf Schulterhöhe ein. Wenn Du im Team arbeitest, achte auch darauf, dass Du dabei Rücksicht auf kleine Teampartner nimmst 😉
Dreibein etwa auf Schulterhöhe aufstellen
Dreibein etwa auf Schulterhöhe aufstellen
  • Stell die Fußschrauben des Dreifußes ungefähr mittig ein, damit Du später genug Spielraum hast.
Fußschrauben anfangs mittig stellen, damit sie genug Spiel haben
Fußschrauben anfangs mittig stellen, damit sie genug Spiel haben

Reihenfolge:

I. Grob Zentrieren

II. Grob Horizontieren

III. Fein Horizontieren

IV. Fein Zentrieren

I. Grob Zentrieren (mit optischem Lot)

Du schraubst mit der Herzschraube den Dreifuß mittig auf dem Dreibein fest. Auf dem Dreifuß befestigst Du ein Optisches Lot. Nun kannst Du das Stativ grob über den Bodenpunkt schieben. Dabei schaust Du durch das Okular des optischen Lots. Es ist hilfreich, den Fuß als Orientierung neben den Bodenpunkt zu stellen. So findest Du den Punkt besser. Im optischen Lot siehst Du einen Kreis, den Du mit dem Bodenpunkt zur Deckung bringen musst.

Stativ mit Dreifuß und Zentrierzapfen grob zentrisch über Bodenpunkt aufstellen, Dreifuß horizontal
Stativ mit Dreifuß und optischem Lot grob zentrisch über Bodenpunkt aufstellen, Dreifuß horizontal
Schuh kann beim Zentrieren als Orientierung helfen
Schuh kann als Orientierung helfen

Schuh kann beim Zentrieren als Orientierung helfen

Damit sich das Stativ von nun an nicht mehr verschiebt, trittst Du jedes Stativbein fest in den Boden. Das gilt auch für feste Untergründe (z.B. Bordsteinpflaster). Hier ist es hilfreich, das Stativ in Rillen festzutreten, weil es dann stabiler steht und weniger leicht verschoben werden kann.

Stativ festtreten
Stativ festtreten

Das Stativ muss auch auf festem Untergrund festgetreten werden.

Beim Festtreten geht die Zentrierung ggf. wieder verloren. Um das optische Lot wieder einzuspielen, nutzt Du nun die drei Fußschrauben des Dreifußes.

Einspielen des optischen Lots über die Fußschrauben
Einspielen des optischen Lots über die Fußschrauben

II. Grob Horizontieren

Nun solltest Du die Dosenlibelle einspielen. Hierzu verwendest Du das Dreibein. Du veränderst die Stativbeinlängen mit Blick auf die Dosenlibelle sodass die Blase in die Mitte wandert.

Einspielen der Dosenlibelle über Variation 
der Stativbeinlängen
Einspielen der Dosenlibelle über Variation 
der Stativbeinlängen

Für viele ist es zunächst befremdlich, in der Grob Zentrierung die Dreifußschrauben zu nutzen und in der Grob Horizontierung die Stativbeinlängen zu variieren. Manche fragen sich, ob die Zentrierung dabei nicht komplett zerstört wird. Die folgende Grafik zeigt, dass dies nicht bzw. nur in geringem Maß passiert.

Grob Horizontieren, optisches Lot
Das optische Lot bleibt beim grob Horizontieren weitgehend erhalten

Am Ende der Grob Horizontierung überprüfst Du das optische Lot. Wenn sich dieses etwas von dem Messpunkt entfernt hat, kannst Du wieder mit den Fußschrauben des Dreifußes nachhelfen.

III. Fein Horizontieren

Jetzt geht es mit der Röhrenlibelle weiter.

1. Du drehst die Röhrenlibelle so, dass sie parallel zu zwei Fußschrauben steht. Mit diesen beiden Fußschrauben stellst Du nun die Libellenblase auf den Normalpunkt. Der Normalpunkt ist erreicht, wenn sich die Libellenblase genau in der Mitte der Libelle befindet. Wichtig dabei ist, dass Du beide Fußschrauben gleichzeitig und gleich stark drehst, sowie mit beiden Händen gemeinsam nach vorne oder gemeinsam nach hinten drehst. Das heißt, Du drehst eine Schraube im Uhrzeigersinn und eine gegen den Uhrzeigersinn (siehe folgende Abbildungen).

Horizontieren: Libelle parallel zu zwei Fußschreiben stellen und mit diesen den Normalpunkt einstellen
Horizontieren: Libelle parallel zu zwei Fußschreiben stellen und mit diesen den Normalpunkt einstellen
Normalpunkt
Normalpunkt ✅

2. Dreh die Libelle um 200 gon. Wenn die Libelle dejustiert ist, wandert die Blase zur Seite. Diesen Ausschlag musst Du nun mit den gleichen Fußschrauben wie bisher zur Hälfte zurückdrehen. Die nun erreichte Libellenposition ist der Spielpunkt.

Instrument um 200 gon drehen, Libellenblase schlägt aus
Instrument um 200 gon drehen, Libellenblase schlägt aus
Halben Ausschlag beseitigen: Spielpunkt
Halben Ausschlag beseitigen: Spielpunkt

3. Jetzt drehst Du die Libelle um 100 gon. Mit der dritten Fußschraube stellst Du jetzt wieder den Spielpunkt ein.

Instrument um 100 gon drehen, mit 3. Fußschraube Spielpunkt einstellen
Instrument um 100 gon drehen, mit 3. Fußschraube Spielpunkt einstellen

4. Daraufhin drehst Du die Libelle beliebig, um zu prüfen, ob die Libellenblase im Spielpunkt bleibt. Tut sie das nicht, musst Du die Horizontierung noch einmal verbessern.

Drehen, prüfen
Drehen, prüfen

IV. Fein Zentrieren

Nun überprüfst Du ein letztes Mal die Zentrierung. Wenn das optische Lot nicht mehr über dem Bodenpunkt liegt, musst Du durch Verschieben des Dreifußes auf dem Stativteller exakt zentrieren. Wichtig ist dabei, dass Du den Dreifuß nicht drehst. Beim Lösen der Herzschraube musst Du den Dreifuß festhalten. Sonst kann es passieren, dass Du bereits durch das Drehen der Schraube, den Dreifuß mitdrehst und die Horizontierung verloren geht.

Exaktes Zentrieren durch Verschieben des Dreifußes auf dem Stativteller
Exaktes Zentrieren durch Verschieben des Dreifußes auf dem Stativteller

Warum darfst Du den Dreifuß auf dem Stativteller eigentlich nicht drehen? Dazu ist es sinnvoll, sich einmal die zwei Ebenen des Dreifußes zu verdeutlichen (s. folgende Grafik). Für die Grob Zentrierung und Fein Horizontierung hast Du die Dreifußschrauben gedreht. Der obere Teil des Dreifußes ist nun horizontiert. Der Boden des Dreifußes sowie der Stativteller sind dabei aber nicht horizontal ausgerichtet. Du hast also zwei Ebenen, die verbunden sind und schief zueinander stehen. Drehst du nun den Dreifuß, so drehst Du die horizontierte Ebene aus der Horizontierung heraus.

Durch das Drehen des Dreifußes auf dem Stativteller geht die Horizontierung verloren
Durch das Drehen des Dreifußes auf dem Stativteller geht die Horizontierung verloren

Am Ende überprüfst Du noch einmal die Horizontierung. Wenn diese stimmt, kann die Messung starten. Stimmt diese nicht, musst Du die Horizontierung korrigieren. Dazu stellst du mit den Dreifußschrauben die Röhrenlibelle wieder auf den Spielpunkt ein. Danach überprüfst du erneut die Zentrierung usw.

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