Геодез і етичні инструм е нти, геодезичні прилади, механічні, оптико-механічні, електрооптичні і радіоелектронні пристрої для вимірювання довжин ліній, кутів, перевищень при побудові астрономо-геодезичної мережі і нівелірної мережі , Зйомці планів, будівництві, монтажі та в процесі експлуатації великих інженерних споруд, антенних пристроїв радіотелескопів і т.п. До Г. і. відносяться також інструменти для астрономічних визначень при геодезичних роботах і маркшейдерські інструменти.
Інструменти і прилади для вимірювання довжин лінії. Для звичайних вимірів довжин ліній застосовують сталеві мірні стрічки (рис. 1) довжиною в 20 або 50 м, які укладають по землі, відзначаючи їх кінці шпильками. Відносна помилка вимірювання стрічкою залежить від умов місцевості і в середньому становить 1: 2000. Для більш точних вимірювань застосовують стрічки з инвара , Які натягують динамометрами. Таким шляхом можна знизити помилку до 1: 20000 - 1: 50000. Для ще більш точних вимірювань, головним чином базисів в тріангуляції , застосовують базисні прилади з підвісними інварними мірними дротами довжиною в 24 м; відносна помилка таких вимірів має порядок 1: 1000000, т. e. 1 мм на 1 км довжини вимірюваної лінії.
В геодезичних роботах застосовують також далекоміри , Суміщені із зоровою трубою або є насадками на зорову трубу Г. і. Вони дозволяють шукану довжину лінії визначати з вирішення трикутника, вершина якого збігається з переднім головним фокусом об'єктива зорової труби інструменту, а його висотою служить вимірювана лінія, причому підставу і протилежні йому кут в цьому трикутнику відомі.
існують також електрооптичні далекоміри і радіодалекоміри , Що дозволяють вимірювати відстань за часом проходження уздовж вимірюваної лінії світлових хвиль або радіохвиль, швидкість поширення яких відома.
Інструменти для визначення напрямків і вимірювання кутів. Для найпростішого визначення напрямків ліній щодо меридіана служить буссоль , Що є або самостійним геодезичним інструментом, або приналежністю інших Р. і. Похибка буссоли становить 10-15 '. Для більш точного вимірювання напрямків і кутів в геодезії застосовуються різноманітні інструменти. Прообразом їх з'явилася астролябія , Винайдена ще до н. е. і складалася з кола з розподілами, за яким кути відраховували за допомогою обертової лінійки з діоптріями , Котрі служили для наведення на предмет. У 2-ій половині 16 ст. почали з'являтися ін. кутомірні інструменти. наприклад пантометр (астролябія з вертикальним кругом, що допускала вимір і горизонтальних і вертикальних кутів). З 17 в. в кутомірних інструментах стали застосовуватися зорові труби (1 608), мікроскопи (1609), верньєри (1631), рівні (1 660), сітки ниток (1670). Так склався основний кутомірний інструмент, який отримав назву теодоліта . На рис. 2 представлений великий теодоліт Дж. Рамедсна (+1783).
Теодоліт встановлюють на штативі або столику геодезичного знака , Підйомними гвинтами і по рівню приводять вертикальну вісь в апломб, поворотами труби біля вертикальної і горизонтальної осей наводять її на візуються точку і виробляють відліки по колам. Це дає напрямок, а кут отримують як різницю двох суміжних напрямів. В сучасних теодолітах кола виготовляють з оптичного скла, діаметр ділень 6-18 см, найбільш уживаний інтервал між поділами 20 'або 10', відліковими пристроями служать шкалового мікроскопи з точністю відліку 1 '-6 »або т. Н. оптичні мікрометри з точністю відліку до 0,2-0,3 ».
У 60-х рр. 20 в. для визначення напрямку істинного (географічного) меридіана стали застосовувати т. н. гіротеодоліта і різні гіроскопічні насадки на теодоліти. Похибка визначення напрямків гіротеодоліта становить 5-10 ».
До осьовим, закріпним і навідним пристроїв кутомірних інструментів висувають високі вимоги. Наприклад, в високоточних теодолітах кутові коливання вертикальних осей не перевищують 2 '', в пасажних інструментах допустима неправильність форми їх цапф, на яких обертається зорова труба, складає долі мікрона. Закріплювальні пристрої не повинні викликати пружних деформацій в осьових системах і зсувів закріплюються частин інструменту в момент закріплення. Навідні пристрою повинні здійснювати вельми тонкі переміщення частин інструменту, наприклад повороти з точністю до часток секунди.
Зорові труби кутомірних і ін. Г. і. мають збільшення в 15-65 разів. Найбільш поширені т. Н. труби з внутрішнім фокусуванням, забезпеченою телеоб'єктивом, задню компоненту якого, звану фокусує лінзою, можна пересувати для отримання виразного зображення різно віддалених предметів. Точність візування трубою залежить як від її збільшення, діаметру отвору об'єктиву, якості дається нею зображення, так і від форми, розмірів, освітленості і контрастності візуються мети. Зі збільшенням дальності до мети більшого значення набуває вплив атмосферних перешкод, що знижують контраст і викликають коливання зображення мети. В ідеальних умовах хороші труби зі збільшенням в 30-40 разів дають помилку візування близько 0,3 ».
До теодоліта примикають т. Н. тахеометри-автомати і тахеометри-напівавтомати, що дозволяють без обчислень, прямо з відліків по рейці, отримувати скорочені на горизонтальну площину відстані і перевищення точок установки рейки або без обчислень визначати тільки відстані, а перевищення обчислювати по знайденому віддалі і виміряним куту нахилу.
Інструменти для вимірювання перевищень. для нівелювання вживають головним чином оптико-механічні нівеліри з горизонтальним променем візування: ними виробляють відлік по рейкам , Що встановлюються на точках, різниця висот яких треба визначити. Відомі також нівеліри з похилим променем візування, що дозволяють з однієї установки визначати значні перевищення, але через меншу точності вони не набули широкого поширення. У деяких випадках, наприклад для прив'язки островів до материка, вживають т. Н. гідростатичні нівеліри, засновані на властивості сполучених посудин зберігати на одній висоті рівень наповнює їх рідини.
Перші згадки про нівелірах пов'язані з іменами Герона Олександрійського і римського архітектора Марка Вітрувія (1 ст. До н. Е.). Сучасні обриси нівеліри почали набувати з появою рівнів і зорових труб (17 в.).
Нівеліри з горизонтальним променем візування відрізняються схемою з'єднання між собою трьох основних частин нівеліра: зорової труби з сіткою ниток, що фіксує візирний промінь, рівня, службовця для приведення цього променя в горизонтальне положення, і підставки, що несе трубу і з'єднаної з вертикальною віссю обертання. З середини 20 ст. застосовуються переважно нівеліри з наглухо сполученими між собою трубою, рівнем і підставкою, що отримали назву глухих нівелірів.
З 50-х рр. 20 в. широкого поширення набули нівеліри з Самоустановлювальні лінією візування, в яких для горизонтирования візирної осі замість рівня застосовують компенсатор, що представляє собою оптичну деталь зорової труби, підвішену на маятниковому підвісі. Вперше в світі такий нівелір був виготовлений в СРСР в 1946.
При нівелюванні вживають рейки довжиною від 1,5 до 4 м. Шкали рейок для точного нівелювання, де відстань візування не перевищує 50 м, мають штрихи шириною в 1 мм, нанесені через 5 мм на инварной стрічці, натягнутій в дерев'яному корпусі пружинами, що забезпечують сталість довжини шкали при коливаннях температури. Для нівелювання нижчих класів, коли відстань візування може досягати 100 м, вживають дерев'яні рейки з шкалами з шашок шириною в 1 см з таким же просвітом між ними (рис. 3).
Інструменти для графічних зйомок. Незважаючи на широкий розвиток методів стереофотограмметрічеськой зйомки планів і карт, ще знаходить застосування графічна або мензульна зйомка . Основними інструментами для неї є мензула і кипрегель .
Ще в 19 ст. випускалися широко застосовувалися в Росії кипрегели так званого типу Головного штабу. У 30-х рр. в СРСР виготовлявся оригінальний і портативний для цього часу кипрегель КШВ (Ширяєва - Вилема) в комплекті із спрощеною мензулою (рис. 5).
Історія геодезичного інструментостроенія в Росії веде свій початок з часів Петра I. Виготовленням Г. і. займалися найбільші російські вчені і винахідники, починаючи з М. В. Ломоносова і І. П. Кулібіна. Надалі (кінець 18 - початок 19 ст.) Г. і. виготовлялися в майстернях Академії наук, Головного штабу, Пулковської обсерваторії і ін., причому велике значення мали праці В. К. Деллепа, В. Я. Струве, А. С. Васильєва та ін. Однак промислового виготовлення Г. і. в Росії майже не існувало і потреба в них задовольнялася переважно за рахунок імпорту.
Радянське геодезичне інструментоведеніє почалося в 20-х рр. створенням в Москві фабрик «Геодезія» і «Геофізика», де було налагоджено і конструювання, і серійне виробництво Г. і. технічної точності.
В кінці 20-х рр. роботи з випуску вітчизняних високоточних Р. і. для створення державних опорних мереж очолив Ф. Н, Красовський; Г. і. виготовлялися на заводі «Аерогеопрібор» (нині експериментальний Оптико-механічний завод в Москві). Оптико-механічна промисловість СРСР випускає щорічно десятки тисяч Г. і., Конструкція і технологія виробництва яких знаходяться на рівні кращих зразків світової техніки.
Літ .: Красовський Ф. Н. і Данілов В. В. Керівництво по вищій геодезії, 2 вид., Ч. 1. ст. 1-2. М., 1938-39; Чеботарьов А. С. Геодезія 2 изд. ч. 1-2 М., 1955-62; Литвинов Б. А., Геодезичне інструментоведеніє, М., 1956; Єлісєєв С. В., Геодезичні інструменти і прилади, [2 видавництва.], М., 1959; Араева І. П., Оптичні теодоліти середньої точності і оптичні далекоміри, М., 1965; Гусєв Н. А., Маркшейдерсько-геодезичні інструменти і прилади, 2 видавництва., М., 1968; Захаров А. І., Нові теодоліти і оптичні далекоміри, М., 1970.
Г. Г. Гордон.
Мал. 2. Теодолит Рамсден.
Мал. 4. Глухий високоточний нівелір H1.
Мал. 1. Мірна стрічка.
Мал. 6. Кипрегель КШВ (Ширяєва - Вилема).
Мал. 5. Рейка Висоцького.
