7.5.Измерительные средства для измерения углов

В странах Европы измерения углов в триангуляции выполняли различными инструментами, лишь в Англии теодолитами. Во Франции использовали «Повторительный круг» Тобиаса Майера и Шарля Борда (1733-1799), более легкий и удобный по сравнению с квадрантом и исключавший ошибки делений лимба. В Англии, Германии (Гаусс, Бессель) и России (Струве, Теннер) углы измеряли теодолитами искусных механиков того времени Рамсдена, Рейенбаха, Репсольда, Траутона и Симпса и др. Эти теодолиты были довольно громоздкими, диаметр лимба достигал 70см, для отсчетов использовалось до 6-ти микроскоп-микрометров (с целью исключения ошибок делений), но обеспечивали высокую точность измерения углов (у Струве – 0,4-0,8”, у Теннера и англичан – менее 1”).

Успехи геодезического приборостроения в 19в. связаны с успехами в оптике. Внедрение двухкомпонентных объективов позволило длину зрительных труб до 1м и менее.

Большой вклад в точное приборостроение внес английский ученый Роберт Гук (1653-1703), первым применивший окуляры с сеткой нитей. Он высказал много гипотез и идей, реализованных другими учеными.

В 1752г. Тобиас Майер в работе «Новый метод совершенствования геометрических инструментов» описал повторительный круг и принцип мультипликации углов, т.е. способ повторений, который применялся до 1822г. в высокоточных измерениях, а в малоточных применялся и в20в.

Во Франции инструменты создавал Жан Шарль Бордо (1733- 1799), он сконструировал повторительный круг с верньерами и изготовил несколько экземпляров для градусных измерений.

Почти одновременно в Англии создавал геодезические инструменты талантливый механик Джесси Рамсден (1735-1800). Он внес большой вклад в астрономическое и геодезическое приборостроение: изобрел машину для деления прямолинейных шкал и кругов; для выполнения триангуляционных работ изготовил базисный прибор, включавший стальные 100-футовые цепи, теодолиты с диаметром горизонтального круга в 3-4 фута, снабдив их отсчетными устройствами с окулярным микрометром, позволявшим оценивать доли делений лимба до 1”. Для астрономических наблюдений он создал инструмент экваториал, в котором отсчетные круги были диаметром 4 фута, а труба длиной 5,5 фута. К 1789г. им было выпущено более 1000 комплектов секстантов, изготовлено значительное число зрительных труб и телескопов. Его инструменты использовались и в России. Рамсден с 1794г. являлся леном Петербургской академии наук.

Преемником в руководстве оптико-механического института, созданного и руководившегося Рамсденом, стал его ученик Траугот Лебрехт Эртель (1778-1858). Впоследствии это заведение стало заводом точной механики Эртеля. Под его руководством было изготовлено большое число астрономических (для обсерваторий) и геодезических приборов, в т.ч. и для России. Для Струве в 1820г. он изготовил теодолит, для Пулковской обсерватории – большой пассажный инструмент и вертикальный круг, для Военно-топографического отдела – много разных инструментов.

Большое количество теодолитов, нивелиров, кипрегелей и буссолей было изготовлено фирмой «Брейтгаупт и сын», основанной в 1762г.

В 19в. при изготовлении деталей инструментов вместо серебра стали использовать платину и палладий, более стойкие к коррозии. В этом столетии произошел значительный прогресс в теории и практике отсчитывания по лимбу. Был создан оптический микрометр, на основе которого Генрих Вильд (1877-1951) разработал и затем усовершенствовал принцип совмещенного отсчета. Этот принцип был реализован фирмой Карл Цейс, Иена в 1920г. (основана в 1846г.). Г. Вильдом были изобретены внутренняя фокусировка зрительных труб, стальные цилиндрические оси приборов, контактный уровень, оптический микрометр с плоскопараллельной пластинкой для отсчитывания по рейке с инварной шкалой, отсчет совмещением изображений штрихов лимба (коцидентное совмещение) в оптических теодолитах и др.

Совершенствование всех измерительных приборов в 19в. происходило в направлении получения максимальной точности отсчета и визирования, а также более удобных в транспортировке и работе. Их изготовлением занимались фирмы К.Цейсс, Гильдебрандт, Герлях и др. и выдающиеся механики Рейхенбах, Бруннер, Рейнольдс, Бамберг, Шмалькальдер, Керн, Вильд, Брауер и др.

Совершенствовались и простые приборы: измерения прямого угла – экеры, вертикального угла – эклиметры, азимута – буссоли и малоточных теодолитов. При выполнении мензульной съемки в 19в. стали использовать кипрегель, вид которого оставался неизменным и на протяжении первой половины 20в.