Um teodolito é uma ferramenta para medir ângulos verticais e horizontais. É usado em redes de triangulação. Parece um pequeno telescópio e é usado em todo lugar, de canteiros de obras a pontos de rodovias, segundo "Ponto de Vista Angular" no noaa.gov. Teodolitos medem ângulos usando princípios antigos de trigonometria e auxiliam agrimensores no estabelecimento de localizações precisas.
Da geometria, sabemos que é possível calcular comprimentos e ângulos desconhecidos de um triângulo dadas informações particulares sobre os outros ângulos e comprimentos dos lados de um triângulo. Por exemplo, dadas coordenadas iniciais como (x,y) em coordenadas planas ou latitude e longitude, é então possível calcular novas coordenadas medindo certos ângulos e distâncias (comprimentos dos lados de um triângulo).
Sabendo essa informação, agrimensores usam triangulação (uma técnica que cria uma série de triângulos conectados para medições específicas de ângulos e distâncias). Os triângulos conectados são então usados para estabelecer longitudes e latitudes, segundo "Ponto de Vista Angular" no noaa.gov. Para obter medições precisas, agrimensores usam teodolitos.
Pessoas medem ângulos para propósitos de construção há muitos séculos. Egípcios usaram groma, uma versão antiga de teodolito, para ajudar a construir as pirâmides. Além disso, há registros indicando que romanos usaram ferramentas como dioptra (placa circular que marcava ângulos), para propósitos similares. Em 1571, Leonard Digges criou um dispositivo que mais se assemelhava a um teodolito inicial e chamou de theodolitus. Era um círculo dividido e quadrado com uma bússola no centro, segundo "Breve História de Virar Ângulos" no noaa.gov, mas faltava um telescópio (encontrado nas versões modernas).
O telescópio montado no topo do dispositivo de medição surgiu em meados de 1700. O dispositivo também tinha um círculo horizontal com um semicírculo vertical. Teodolitos antigos eram obras de arte; eram feitos à mão de latão e os ângulos eram gravados à mão. Eles tinham, no entanto, uma margem significativa de erro porque eram apenas tão precisos quanto o indivíduo que gravava os ângulos. Isso é importante porque um erro de um segundo traduzia-se em erro de um pé, a uma distância de 64 km (40 milhas).
Em 1773, Jesse Ramsden inventou um motor de divisão mecânico que permitiu maior precisão e produção de teodolitos. Isso, por sua vez, resultou em aumento da disponibilidade de teodolitos e colocou a Inglaterra na frente da indústria de produção de teodolitos. Teodolitos chegaram aos Estados Unidos em 1815, a pedido de Thomas Jefferson. Ele queria Ferdinand Hassler, o Superintendente nomeado do Levantamento da Costa, para mapear a América. Teodolitos permaneceram praticamente inalterados até os anos 1950 quando medições eletrônicas de distância foram adotadas.
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