Вопрос№1 Геодезическое инструментоведение — прикладная техниче­ская дисциплина, изучающая геодезические приборы, их тео­рию, устройство, методы исследований, а также правила обра­щения с приборами и ухода за ними. Одной из важнейших задач повышения качества подготовки молодых специалистов в области геодезии является углубление их знаний о геодезических приборах.

Инструментоведение тесно связано с геодезией, физикой, ма­териаловедением и другими науками. Геодезическое инстру­ментоведение в своем развитии, например, учитывает требова­ния геодезии к точности, производительности и полевым экспе­диционным условиям работы приборов. В свою очередь, геодезия при разработке и выборе методов измерений, проек­тировании и организации работ опирается на достижения гео­дезического приборостроения и геодезического инструментоведения.

Современный инженер-геодезист, инженер-астроном-геоде­зист, инженер-исследователь природных ресурсов Земли и Ми­рового океана должен хорошо знать геодезические приборы, чтобы уметь правильно их выбирать и успешно применять для данного вида и класса работ, устранять в случае необходи­мости их неисправности и участвовать в разработке новых вы­сокопроизводительных геодезических приборов. При решении задач исходит из требований геодезии к результатам измерений, а выводы и положения широко используются в геодезии при расчёте точности, разработке методов измерений ,организации работ. Инженер-геодезист должен хорошо знать и целесообразно использовать геод приборы. Необходимо: 1.основательно разобраться в теории , устройстве и принципе действия прибора, 2.научиться юстировать прибор, уметь обнаруживать неисправности, 3.усвоить и знать способы повышения измерительных качеств прибора.

Вопрос№2 Краткий исторический обзор развития геодезического инструментоведения.

Трудно установить время, когда были созданы первые про­стейшие геодезические инструменты. Их появление относится к глубокой древности и связано с насущными потребностями материальной жизни общества. Живопись на египетских гроб­ницах свидетельствует о том, что в те времена земельные участки измерялись шнуром с узлами. При сооружении каналов применялись желоба, наполненные водой, и отвесы, подвешенные к концам желобов.

6в д. н. э. – построение оросительной системы в долине Нила: (примирение желоба с водой в качестве нивелира)

2в д. н. э. – описание простого инструмента для измерения углов в сочинении Герона “О диоптрах”

В этот же период Гиппарх описывает инструмент – астролябия.

10 – 12 вв. в России в сборнике законов “Русская правда” постановление о земельных границах, устанавливаемых на местности геодезическими приборами.

10 в. – средняя Азия – труды по топографии (Аль-Бернуни) появление машинки для нанесения делений на лимб. Появился сектант (прибор для определения положения светил на небосклоне).

На рубеже 14 – 15вв. узбекский математик и астроном Улугбек сконтруировал и применил универсальный прибор, заменивший астролябию и квадрант, который позволял измерять углы по направлениям на небесные светила.

1590г. – изобретение мензулы (Преториус), при этом, вместо кипрегеля использовалась линейка с диоптрами.

1606г. – оптик Липперсгей получил привилегию от правительства на открытие зрительной трубы. Тогдаже Янси изобрел микроскоп.

1609г. – Галилей изготовил зрительную трубу.

1611г. – Кеплер сконструировал зрительную трубу с сеткой нитей и разработал теорию зрительной трубы, причем нити до недавнего времени были паутиновыми.

1620г. – голландский (французский) ученый Вернье изобрел приспособление для отсчитывания по шкалам (Вернье (нониус)).

1643г. – итальянец Торричелли создал первый ртутный чашечный барометр, используемый на практике в 1647 году.

1662г. – французский механик Тевено изготовил цилендрический уровень.

1674г. – итальянский ученый Монтанари применил в зрительной трубе дальномерные нити.

1730г. – англичанин Д. Сиссон создал первый теодолит, принципиально похожий на современный.

1800г. – появился первый сифонный барометр.

1840г. – К. Г. Гаусс в диоптрических исследованиях заложил основу теории построения изображения в системе линз.

1850г. – русский механик Заруби создал планиметр для измерения площадей. В эти же годы появились нивелиры с прикладным уровнем.

1866г. – впервые в Чехословакии применены стеклянные круги в геодезических приборах.

Особое место в истории развития геодезического инструментоведения занимают градусные измерения, которые проводились в России с 1816 по 1855гг. под руководством военного генерала Теннера и директора Пулковской обсерватории академика Струве В. А.

(дуга Струве – 25^20’ по меридиану северного ледовитого океана до устья Дуная протяженностью около 3 км). В процессе этой работы были предложены специальные приборы и технологии, которые позволили измерять базисы с точностью до 1/300000

1869г. – профессор Гаммер разработал диаграмму кривых. В этот же период шведский ученый Билль предложил внутреннюю фокусировку в зрительной трубе, контактный цилиндрический уровень, оптический микрометр, инварные рейки.

1922г. – фирма Карл-Цейс выпустила оптический теодолит.

1906г. – В московском межевом институте начинается чтение курса – теория оптических инструментов.

1910 – 1913гг. производство геодезических инструментов в России достигло своего максимального развития.

1915г. – профессор Кислов написал капитальный труд “Теория оптических инструментов”, который является отечественной школоо прикладной оптики и оптического приборостроения.

1918г. организуется Государственный оптический институт.

1919 – 1920гг. – Осваивается производство оптического стекла.

1923г. – создаются заводы “Геодезия” и “Геофизика”.

1926г. – налаживается поизводство новых теодолитов в России.

1927г. – серийный выпуск теодолитов.

1934г. – в Государственном оптическом институте проводятся опытные измерения расстояний радилокационным способом (академики Мандельштам и Папалексий).

1936г. – под руководством А. А. Лебедева был создан первый светодальномер. Измеряемое расстояние до 4 км с погрешностью 1/2000

Вопрос№3 Классификация геодезических приборов, требования к ним

Геодезич приборы:

1.угломерные: теодолиты (маркшейдерские, астрономические, механич, оптич, электронные, оптико-механ), гиротеодолиты, буссоли, экеры, эклиметры, транспортиры;

2. Для определения превышений: нивелиры( оптич, оптико-механ, с уровнем, с компенс), цифровые микробаронивелиры, гиронивелиры;

3.для измерения длин линий: мерные проволоки БЛ-3, мерные рулетки РВ-30, мерные ленты ЛЗ-20, оптич. дальномеры, светодальномеры, радиодальномеры.

4. комбинированные: кипрегель, тахеометр, инерциальные системы GPS, сканеры,

5. Комплектующие: приборы: центриры (самост, встроенные, уровнем, с компенсатором); принадлежности: рейки (нивелирные, тахеометрич, дальномерные), штативы, линейки, вехи, марки.

По точности:

1.высокоточные (для осн геодезич работ и высокоточных инженерных) ,

2.точные (для развития сетей сгущения, массовых инж-геод работ),

3.технические (для съемочных ситей, для съёмок).

Требования к современным геодезическим приборам опре­деляются:

— интенсивным развитием народного хозяйства страны и ограниченным приростом трудовых ресурсов;

— условиям эксплуатации, транспортировки и хранения приборов;

— техническими и технологическими возможностями про­мышленных предприятий страны;

— запросами потребителей.

Современные массовые геодезические приборы должны обес­печивать высокую производительность труда исполнителя при достаточной точности измерений; высокую надежность в про­цессе эксплуатации и транспортировки в полевых экспедици­онных условиях; простоту и удобство операций и конкуренто­способность на мировом рынке. Поставленным требованиям могут удовлетворить только приборы, имеющие малые габариты и массу, жесткие по кон­струкции, надежно сохраняющие юстировку, противостоящие коррозии и другим воздействиям внешней среды, имеющие ми­нимум удобно расположенных рукояток управления, содержа­щие элементы автоматизации и сохраняющие длительное время надлежащий внешний вид.

При проектировании, разработке и выпуске геодезических приборов особое внимание следует уделять научно обоснован­ному выбору металла, оптического стекла и других материа­лов, из которых изготавливаются отдельные узлы прибора; тщательной разработке технологии изготовления деталей; сборке и юстировке прибора; обеспечивать доступность юсти­ровки в полевых условиях. Нельзя выпускать приборы с малым светопропусканием, с полузакрытым полем зрения, недостаточ­ным удалением выходного зрачка, низким качеством изобра­жения зрительных труб и отсчетных устройств и т. д.

Общие технические требования к геодезическим приборам определены ГОСТ 23543—79. В соответствии с ГОСТ в качестве основных характеристик условий эксплуатации приборов приняты: температура среды 20±5 °С; относительная влаж­ность воздуха 60±20%; атмосферное давление 101,325± ±3,333 кПа (760+25 мм. рт. ст.).

Вопрос №4 Основные стадии разработки геодезических приборов

Различают несколько фаз жизненного цикла приборов:

1.разработка,

2.установочная серия,

3.серийное производство,

4.эксплуатация,

5.ремонт,

6.хранение.

Разработка - комплекс научно-иследовательских и опытно-конструкторских работ. Ведётся подготовка данных для разработки технического задания, выявляются эффективные, проводятся испытания принципов, заложенных в конструкцию. Изготавливаются макеты и их экспериментальные образцы. Анализируются результаты экспериментов и исследований, составляется научно-технический отчёт с рекомендациями по техническому заданию на проведение работ. Опытно-конструкторские работы включают в себя:

1.разработка тех задания: общие сведения о приборе, требования к нему, габариты, питание, транспортировка, хранение, компактность. 2.подготовка тех предложения, его рассмотрение и утверждение. Согласование и формулировка всех пунктов тех задания.

3.разработка эскизного проекта,

4.разработка тех проекта,

5.разработка конструкторской документации, предназначенной для изготовления опытных образцов прибора(до 10шт),

6.разработка документации установочной серии(до 100шт) и их испытание и исследование,

7.разраб рабочей документации и серийного производства. На всех стадиях приборы должны быть поверяемы и подлежащими юстировке.