Чтение онлайн

Первые упоминания о нивелирах связаны с именами Герона Александрийского и римского архитектора Марка Витрувия (1 в. до н. э.). Современные очертания нивелиры начали приобретать с появлением уровней и зрительных труб (17 в.).

Нивелиры с горизонтальным лучом визирования отличаются схемой соединения между собой трёх основных частей нивелира: зрительной трубы с сеткой нитей, фиксирующей визирный луч, уровня, служащего для приведения этого луча в горизонтальное положение, и подставки, несущей трубу и соединённой с вертикальной осью вращения. С середины 20 в. применяются преимущественно нивелиры с наглухо соединёнными между собой трубой, уровнем и подставкой, получившие название глухих нивелиров.

С 50-х гг. 20 в. широкое распространение получили нивелиры с самоустанавливающейся линией визирования, в которых для горизонтирования визирной оси взамен уровня применяют компенсатор, представляющий собой оптическую деталь зрительной трубы, подвешенную на маятниковом подвесе. Впервые в мире такой нивелир был изготовлен в СССР в 1946.

При нивелировании употребляют рейки длиной от 1,5 до 4 м. Шкалы реек для точного нивелирования, где расстояние визирования не превосходит 50 м, имеют штрихи шириной в 1 мм, нанесённые через 5 мм на инварной ленте, натянутой в деревянном корпусе пружинами, обеспечивающими постоянство длины шкалы при колебаниях температуры. Для нивелирования низших классов, когда расстояние визирования может достигать 100 м, употребляют деревянные рейки со шкалами из шашек шириной в 1 см с таким же просветом между ними (рис. 3).

Инструменты для графических съёмок. Несмотря на широкое развитие методов стереофотограмметрической съёмки планов и карт, ещё находит применение графическая или мензульная съёмка. Основными инструментами для неё являются мензулаи кипрегель.

Ещё в 19 в. выпускались широко применявшиеся в России кипрегели так называемого типа Главного штаба. В 30-х гг. в СССР изготовлялся оригинальный и портативный для этого времени кипрегель КШВ (Ширяева — Вилема) в комплекте с упрощённой мензулой (рис. 5).

История геодезического инструментостроения в России ведёт своё начало со времён Петра I. Изготовлением Г. и. занимались крупнейшие русские учёные и изобретатели, начиная с М. В. Ломоносова и И. П. Кулибина. В дальнейшем (конец 18 — начало 19 вв.) Г. и. изготовлялись в мастерских Академии наук, Главного штаба, Пулковской обсерватории и др., причём большое значение имели труды В. К. Деллепа, В. Я. Струве, А. С. Васильева и др. Однако промышленного изготовления Г. и. в России почти не существовало и потребность в них удовлетворялась преимущественно за счёт импорта.

Советское геодезическое инструментоведение началось в 20-х гг. созданием в Москве фабрик «Геодезия» и «Геофизика», где было налажено и конструирование, и серийное производство Г. и. технической точности.

В конце 20-х гг. работы по выпуску отечественных высокоточных Г. и. для создания государственных опорных сетей возглавил Ф. Н, Красовский; Г. и. изготовлялись на заводе «Аэрогеоприбор» (ныне экспериментальный Оптико-механический завод в Москве). Оптико-механическая промышленность СССР выпускает ежегодно десятки тысяч Г. и., конструкция и технология производства которых находятся на уровне лучших образцов мировой техники.

Лит.: Красовский Ф. Н. и Данилов В. В. Руководство по высшей геодезии, 2 изд., ч. 1. в. 1—2. М., 1938—39; Чеботарёв А. С. Геодезия 2 изд. ч. 1—2 М., 1955-62; Литвинов Б. А., Геодезическое инструментоведение, М., 1956; Елисеев С. В., Геодезические инструменты и приборы, [2 изд.], М., 1959; Араев И. П., Оптические теодолиты средней точности и оптические дальномеры, М., 1965; Гусев Н. А., Маркшейдерско-геодезические инструменты и приборы, 2 изд., М., 1968; Захаров А. И., Новые теодолиты и оптические дальномеры, М., 1970.

Г. Г. Гордон.

Рис. 2. Теодолит Рамсдена.

Рис. 4. Глухой высокоточный нивелир H1.

Рис. 1. Мерная лента.

Рис. 6. Кипрегель КШВ (Ширяева — Вилема).

Рис. 5. Рейка Высоцкого.

Геодези'ческие координа'ты, географическая широта и долгота точки земной поверхности, определенные путем геодезических измерений расстояния (главным образом методом триангуляции) и направления (азимута) от некоторой другой точки, для которой географические координаты известны. Г. к. вычисляются на поверхности референц-эллипсоида, характеризующего фигуру и размеры Земли, и отличаются от широт и долгот, измеренных астрономическими методами, на малые величины, зависящие от неточности элементов принятого эллипсоида и от отклонений отвеса. В состав Г. к. точки входит также ее высота, которая отсчитывается от поверхности принятого референц-эллипсоида и отличается от ее высоты над уровнем моря на величину отклонения геоида от этого эллипсоида.

Геодези'ческие ли'нии, линии на поверхности, достаточно малые дуги которых являются на этой поверхности кратчайшими путями между их концами. На плоскости Г. л. — прямые, на круговом цилиндре — винтовые линии, на сфере— большие круги. Не всякая дуга Г. л. является на поверхности кратчайшим путём; например, на сфере дуга большого круга, бо'льшая полуокружности, не будет на этой сфере кратчайшей между своими концами. Г. л. обладает тем свойством, что их главные нормали являются нормалями к поверхности. Г. л. впервые появились в работах И. Бернулли и Л. Эйлера. Т. к. определение Г. л. связано только с измерениями на поверхности, они относятся к объектам т. н. внутренней геометрии поверхности. Понятие Г. л. переносится в геометрию римановых пространств. Советские математики А. Д. Александров и А. В. Погорелов исследовали аналоги Г. л. на общих выпуклых поверхностях. Понятие Г. л. широко применяется в теоретических и практических вопросах геодезии. Точки земной поверхности проектируются на поверхность земного эллипсоида и соединяются Г. л. При этом применяются некоторые специальные приёмы для перехода от расстояний и углов на земной поверхности к соответствующим дугам Г. л. и углам между ними на поверхности земного эллипсоида.

Лит.: Люстерник Л. А., Геодезические линии, 2 изд., М. — Л., 1940; Александров А. Д., Внутренняя геометрия выпуклых поверхностей, М. — Л., 1948; Погорелов А. В., Лекции по дифференциальной геометрии, 4 изд., Хар., 1967; Келль Н. Г., Высшая геодезия и геодезические работы, ч. 1, Л., 1932; Красовский Ф. Н. Руководство по высшей геодезии, ч. 2. М., 1942.

Э. Г. Поздняк.

Геодези'ческие прое'кции, отображения поверхности земного эллипсоида на плоскость, осуществленные по определённым законам. Г. п. применяются для численной обработки геодезических сетей и для решения различных практических задач с использованием результатов геодезических измерений на местности, а также при построении топографических карт масштабов крупнее 1:1000000. Теория Г. п. имеет много общего с теорией картографических проекции, однако если от последних требуют в первую очередь малости искажений, то от Г. п. — возможности строгого и простого учёта их. Использование при съемке местности пунктов геодезических сетей как опорных приводит к необходимости уложения материалов съёмок в эту сеть без каких-либо дополнительных редуцирований их на плоскость, кроме редукций масштабного характера. Этим обусловлен выбор Г. п. из числа конформных проекций, характеризующихся тем, что во всякой точке проекции сохраняется постоянство масштаба по всем направлениям в пределах малого участка, для которого эта точка — центральная, т. е. в малом обеспечивается геометрическое подобие оригинала и его отображения. Если координаты опорных пунктов съёмки будут вычислены в избранной Г. п. очень точно, то тем самым масштаб будет учтен автоматически и не потребуется никаких редукций съёмочных материалов. Характер деления поверхности эллипсоида на части (зоны) зависит от избираемой Г. п. В теории Г. п. даются формулы, позволяющие строго производить перенос с эллипсоида на плоскость (и обратно) координат точек, длин линий и их направлений, вычислять масштаб и осуществлять переход из одной зоны проекции в другую. Имея такой аналитический аппарат и выполнив вычисления применительно к начальному пункту геодезической сети и исходной стороне её, можно затем эту сеть рассматривать на плоскости Г. п. и выполнять обработку её по формулам прямолинейной тригонометрии и аналитической геометрии.