Большая Советская энциклопедия (ГЕ)

Геодезические инструменты

Геодези'ческие инструме'нты, геодезические приборы, механические, оптико-механические, электрооптические и радиоэлектронные устройства для измерения длин линий, углов, превышений при построении астрономо-геодезической сети и нивелирной сети, съёмке планов, строительстве, монтаже и в процессе эксплуатации больших инженерных сооружений, антенных устройств радиотелескопов и т.п. К Г. и. относятся также инструменты для астрономических определений при геодезических работах и маркшейдерские инструменты.

  Инструменты и приборы для измерения длин линии. Для обычных измерений длин линий применяют стальные мерные ленты (рис. 1) длиной в 20 или 50 м, которые укладывают по земле, отмечая их концы шпильками. Относительная ошибка измерения лентой зависит от условий местности и в среднем составляет 1:2000. Для более точных измерений применяют ленты из инвара, которые натягивают динамометрами. Таким путём можно снизить ошибку до 1:20000 — 1:50000. Для ещё более точных измерений, главным образом базисов в триангуляции, применяют базисные приборы с подвесными инварными мерными проволоками длиной в 24 м; относительная ошибка таких измерений имеет порядок 1:1000000, т. e. 1 мм на 1 км длины измеряемой линии.

  В геодезических работах применяют также дальномеры, совмещенные со зрительной трубой или являющиеся насадками на зрительную трубу Г. и. Они позволяют искомую длину линии определять из решения треугольника, вершина которого совпадает с передним главным фокусом объектива зрительной трубы инструмента, а его высотой служит измеряемая линия, причём основание и противолежащий ему угол в этом треугольнике известны.

  Существуют также электрооптические дальномеры и радиодальномеры, позволяющие измерять расстояние по времени прохождения вдоль измеряемой линии световых волн или радиоволн, скорость распространения которых известна.

  Инструменты для определения направлений и измерения углов. Для простейшего определения направлений линий относительно меридиана служит буссоль, являющаяся или самостоятельным геодезическим инструментом, или принадлежностью других Г. и. Погрешность буссоли составляет 10—15'. Для более точного измерения направлений и углов в геодезии применяются разнообразные инструменты. Прообразом их явилась астролябия, изобретённая ещё до н. э. и состоявшая из круга с делениями, по которому углы отсчитывали с помощью вращающейся линейки с диоптрами, служившими для наведения на предмет. Во 2-й половине 16 в. начали появляться др. угломерные инструменты. например пантометр (астролябия с вертикальным кругом, допускавшая измерение и горизонтальных и вертикальных углов). С 17 в. в угломерных инструментах стали применяться зрительные трубы (1608), микроскопы (1609), верньеры (1631), уровни (1660), сетки нитей (1670). Так сложился основной угломерный инструмент, получивший название теодолита. На рис. 2 представлен большой теодолит Дж. Рамедсна (1783).

  Теодолит устанавливают на штативе или столике геодезического знака, подъёмными винтами и по уровню приводят вертикальную ось в отвесное положение, поворотами трубы около вертикальной и горизонтальной осей наводят её на визируемую точку и производят отсчёты по кругам. Это даёт направление, а угол получают как разность двух смежных направлений. В современных теодолитах круги изготовляют из оптического стекла, диаметр делений 6—18 см, наиболее употребительный интервал между делениями 20' или 10', отсчётными устройствами служат шкаловые микроскопы с точностью отсчитывания 1'—6» или т. н. оптические микрометры с точностью отсчитывания до 0,2—0,3».

  В 60-х гг. 20 в. для определения направления истинного (географического) меридиана стали применять т. н. гиротеодолиты и различные гироскопические насадки на теодолиты. Погрешность определения направлений гиротеодолитом составляет 5—10».

  К осевым, закрепительным и наводящим устройствам угломерных инструментов предъявляют высокие требования. Например, в высокоточных теодолитах угловые колебания вертикальных осей не превышают 2'', в пассажных инструментах допустимая неправильность формы их цапф, на которых вращается зрительная труба, составляет доли микрона. Закрепительные устройства не должны вызывать упругих деформаций в осевых системах и смещений закрепляемых частей инструмента в момент закрепления. Наводящие устройства должны осуществлять весьма тонкие перемещения частей инструмента, например повороты с точностью до долей секунды.