Геодезическое приборостроение

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Геодезическое приборостроение - прикладная инженерно-техническая дисциплина, изучающая теорию и устройство геодезических приборов, а также их конструирование, изготовление, юстировку и эксплуатацию.

Геодезическое приборостроение очень тесно связано с оптикой. Трудно назвать область, где бы оптика так широко применялась, как в геодезическом приборостроении. Другая область знаний, с которой постоянно взаимодействует геодезическое приборостроение - механика, представляющая ему свои законы и технологию изготовления осевых систем, микрометренно-закрепительных устройств и вообще всех деталей и узлов. Также имеется третья область знаний, от которой, особенно в последние годы, зависит геодезическое приборостроение - электроника. Именно электроника изыскивает для геодезического приборостроения совершенно новые, оригинальные приборы и методы измерений.

Появление простейших геодезических инструментов относится к древним временам существования человеческого общества. Решение многих хозяйственных задач: измерение земельных участков, сооружение каналов и т.д., а в последующем астрономические наблюдения - все это обусловливало создание геодезических инструментов, вначале простых, а затем все более сложных.

Геодезическое приборостроение в Древнем мире

В 4-3 тысячелетиях до н.э. в городах-государствах Египта строятся новые оросительные каналы и водозащитные дамбы, проводятся работы по определению земельных площадей, разбиваются площадки под строительство дворцов, многочисленных храмов и пирамид - все это способствует развитию геодезии в Древнем Египте. Геодезические приборы того времени элементарны: мерные жезлы, мерный шнур (веревка), отвесы, линейка, циркуль. Для нивелирования применяли ватерпас - прибор в форме буквы А с отвесом при вершине и меткой на перекладине для регистрации отвесной линии.

Геронт Александрийский (I век н.э.) в сочинении «О диоптре» излагает правила земельной съёмки, описывает диоптру - прибор для измерения горизонтальных и вертикальных углов. Диоптра Геронта применялась при сооружении зданий, каналов, при измерениях неприступных расстояний.

Дальнейшему развитию науки способствовала греческая цивилизация. Ученые-греки были не только превосходными математиками и геодезистами, но также механиками и конструкторами. Например, солнечные часы (гномон), известные, по-видимому, еще вавилонянам, применяли в Греции для определения меридиана. Написанная Героном Александрийским книга «О диоптре» (100 лет до н.э.) служила почти два тысячелетия руководством по практике землемерного дела. Герон создал также автоматический длиномер, с помощью которого пройденный путь определяли по числу оборотов катящегося колеса. Птоломей впервые описал применявшийся для астрономических наблюдений квадрант-шкалу в четверть окружности, радиусом до 3 м. Гипарху (150 лет до н.э.) приписывают изобретение астролябии, содержащей лимб диаметром 10… 20 см с градусными делениями.

Первое упоминание в истории об изготовлении арабами астролябии (аль-фазари) встречается в 777 г. В 840 г. отмечено первое упоминание о квадранте в работе «Ключ к знанию» (аль-Чваризми). В 827 г. По указанию аль-Мамуна, была организована экспедиция для измерения дуги меридиана в один градус на равнине близ Синджара. В 944 г. Был изготовлен первый квадрант, в котором шкала проградуирована до60 грдусов. Такие инструменты получили название секстантов. Аль-Бируни (973-1048 гг.) дал полное описание астролябии. В 1037 г. Им же были выполнены градусные измерения. Он же примерно в 1000 г. Сконструировал прототип делительной машины для круговых шкал.

В эпоху Великих Географических открытий развитие науки в Европе значительно оживилось. Леонардо-да-Винчи (1452-1519) сконструировал тележку для измерения пройденного пути, которая является прообразом дальномера. Идею да Винчи использовал в практических целях француз Жан Фернель для определения радиуса Земли, причем 17024 оборота колеса экипажа Фернеля примерно соответствовали одному градусу дуги меридиана.

Создание в начале XVII века зрительной трубы существенно изменило конструкцию геодезических приборов. Построение первой зрительной трубы (1608) приписывают голландскому шлифовальщику очковых стекол Гансу Липпергею. Галилео Галилей (1564-1642), по-видимому, знал об этом и сконструировал в 1609 г. более совершенную трубу, известную сейчас под названием голландской зрительной трубы, или трубы Галилея. В 1611 г. Иоганн Кеплер (1571-1630) предложил новую, линзовую конструкцию зрительной трубы, используемую в астрономии. Он же построил и так называемую земную зрительную трубу, дающую прямое изображение.

Однако применение труб в геодезии стало повсеместным и вытеснило диоптры только после размещения в фокальной плоскости трубы сетки нитей. Известный французский астроном и геодезист, академик Жан Пикар (1620-1682), много сделавший для развития градусных измерений и определения размеров Земли, применил зрительную трубу, имевшую в качестве визирного приспособления сетку нитей. Большой вклад в совершенствование зрительных труб внес итальянец Порро (1801-1875). Особо известны его системы призм и аналлатические трубы.

Мензула в современном виде считается изобретенной профессором Иоганном Преториусом (1537-1616) примерно в 1611 г. и в первый раз описанной в 1618 г. его учеником Даниелем Швентнером (1585-1636). Предполагается также, что мензулу одновременно с Преториусом создал швейцарский инженер Ардюзер (1584-1665) и цюрихский механик Цублер.

Отечественное приборостроение

Потребности хозяйственного развития и военного дела в России издавна требовали географического изучения территории страны и выполнения картографо-геодезических работ, что создавало предпосылки к обеспечению этих работ геодезическими инструментами.

Работы по картографированию территории России проводились еще во времена Ивана грозного, и русскими землепроходцам были необходимы инструменты для географических исследований и определения географического положения мест. Сохранилось известие об экспедиции посольского приказав Китай в 1675 г., которая имела «инструменты астрономические и компасы, через которые можно расстояние путей и прямой путь обыскать». Вскоре после изобретения зрительной трубы известие о ней, а затем и отдельные экземпляры труб проникли в Россию. Первые упоминания о появлении зрительных труб в России относятся к 1614 г. Известно также, что в Москве работало в то время немало мастеров, умевших подбирать очки и заменять стекла. Интерес к оптическим приборам в допетровской России показывает и факт появления в 1647 г. первого руководства по оптике на русском языке - перевода «Селенографии» Гевелия.

геодезический инженерный приборостроение

Размещено на Allbest.ru