Эволюция геодезических инструментов

1.

ЗАО «ГЕОСТРОЙИЗЫСКАНИЯ»
Генеральный дистрибьютор Topcon, Sokkia

2. «Эволюция геодезических инструментов»

Нивелир
Нивелир (от франц. Niveau-уровень, горизонтальная плоскость) – геодезический
высотомер для определения превышений горизонтальной линией
визирования.

3. Водяные (гидростатические) нивелиры

В 13 г. до н.э. римский архитектор Марк
Витрувий упоминает о инструментах,
основанных на одинаковом уровне
жидкости в сообщающихся сосудах.
Водяные (гидростатические) нивелиры
применялись и до начала ХХ века.
Нивелир водяной.
Франция, Париж,
CABASSOLON,
конец ХIХ - начало ХХ вв.

4.

Водяные (гидростатические) нивелиры
Визирование проводилось по уровням воды в сосудах.
Погрешность измерений зависит от наблюдателя.
Нивелир водяной (рейки Штрауса)
Франция, Париж, H.Morin
конец XIX века.
Ставятся на поверхность, точность
измерения – доли мм, поплавки снабжены
нониусами.

5. Уровень с диоптрами

Изобретение
цилиндрического уровня –
значительный шаг в
развитии нивелиров.
Алидада с уровнем
и диоптрами штативная,
с подъемными винтами
Англия, Лондон, Elliott Bro-s London
середина XIX в.
Длинный цилиндрический уровень
малой кривизны повышал
чувствительность инструмента,
а штативная опора с подъемными
винтами повышала его устойчивость.
Нивелир – уровень с диоптрами на баксе.
Франция, J.Lefebre, cередина ХIХ в.
Нивелир-высотомер.
Франция, D.Gaiffe a Nancy,
середина ХIХ в.

6.

Уровень с диоптрами
Алидада с уровнем и диоптрами
штативная, с подъемными
винтами.
Англия, Лондон, Elliott Bro-s London
середина XIX в.
Цилиндрический уровень
Диоптр – (от греч.dioptra,
dia -насквозь, optein смотреть) приспособление
для визирования в
простейших геодезических
инструментах.

7. Нивелир с цилиндрическим уровнем и перекладной трубой

Принципиальные
изменения инструмент
претерпел с
изобретением
зрительной трубы.
Нивелиры с перекладной трубой –
пример повышения скорости работ за счет
изменения конструкции инструмента:
достаточно было добиться
горизонтальности по линии визирования
(а не плоскости) и одним движением
переложить трубу, при межреечном
положении инструмента.
Нивелир с перекладной трубой системы «ЭГО».
Франция, «DROUHIN CONSTRUCTEUR»,
конец ХIХ – начало ХХ в.
Нивелир с перекладной трубой,
уровнем при трубе, с выдвижным
объективом.
США, Нью-Йорк, Keuffel & Esser Co.
1891-92 гг.
Нивелиры с уровнем при трубе
выпускались и в послевоенные
годы, т.к. преимущество этой
конструкции перед системой
«ЭГО» (по имени изобретателя)
очевидно: зрительная труба может
иметь наклон при перекладывании
на «строго горизонтальной» вилке,
а уровень при трубе сразу выявит
эту ошибку.
Нивелир с перекладной трубой.
Япония, Токио, Sokkisha,
начало ХХ в.

8.

Нивелир с горизонтальным уровнем
и перекладной трубой
Нивелир с перекладной трубой,
уровнем при трубе, с выдвижным
объективом.
США, Нью-Йорк, Keuffel & Esser Co.
1891-92 гг.
Особенность американских
нивелиров – выдвижной объектив (а
не окуляр) и круглая подставка с 4-мя
подъемными винтами. Длина трубы
и уровня говорит об отнесении
нивелира к прецизионным.
Перекладная труба – достаточно
было добиться горизонтальности
по линии визирования (а не
плоскости) и одним движением
переложить трубу при
межреечном положении
инструмента.
Горизонтальный
уровень

9. Нивелир с горизонтальным уровнем и «глухой» трубой

Нивелиры, у которых зрительная
труба не перекладывалась и
была глухо закреплена на
основании, назывались
«глухими». «Глухие» нивелиры
постепенно вытесняли нивелиры
с перекладной трубой, так как
ложементы могли изнашиваться
или загрязняться, что сразу
приводило к отклонению от
горизонтальности, а требования
к точности постоянно
возрастали.
Нивелир «глухой» с
выдвижным объективом с
тремя съемными ножками
(отсутствуют), США, НьюЙорк, Keuffel & Esser Co,
по № примерно 1914-15 гг.
Нивелир «глухой»,
США, Нью-Йорк,
«W&L.E. Curley».
Начало ХХ в.
Нивелир «глухой»,
США, Keuffel & Esser Co.
Начало ХХ в (по № - 1940-е гг.)

10.

Юстировочные
винты
Нивелир с горизонтальным уровнем
и «глухой» трубой
Нивелир «глухой» с
выдвижным объективом с
тремя съемными ножками
(отсутствуют), США, НьюЙорк, Keuffel & Esser Co,
по № примерно 1914-15 гг.
Подъемные винты –
устанавливают в
отвесное положение
ось вращения
нивелира.
Горизонтальный
уровень

11. Нивелир с буссолью

Применение буссоли
для определения
азимутов
направлений
визирования
оказалось полезной
функцией
инструмента.
Нивелир с буссолью и
перекладной трубой
Англия, Лондон, Baiy (Bary?)
середина XIX в.
Нивелир с буссолью и
глухой трубой
США, Нью-Йорк,
«W&L.E. Curley».
1883-85 гг.
.
Нивелир с буссолью
и глухой трубой
США, Нью-Йорк, Geiler&Bluhm
конец XIX – начало ХХ вв.

12.

Нивелир с буссолью
Кремальера –
для наведения
на резкость
Перекладная
труба
Буссоль –
геодезический
инструмент для
измерения углов при
съёмках на местности,
специальный вид
компаса.
Нивелир с буссолью и
перекладной трубой
Англия, Лондон, Baiy (Bary?)
середина XIX в.
Горизонтальный
уровень

13. Нивелир с горизонтальным лимбом

Градуировка
поворотного круга с
превращением его в
лимб дало
дополнительные
полезные функции
инструменту по
измерению
горизонтальных углов.
Нивелир с горизонтальным
лимбом, США(?), Гаррисбург,
Harrisburg Blue Print Co,
начало ХХ в.
Нивелир с горизонтальным
лимбом, США(?), Bostroms,
начало ХХ в.
Нивелир с горизонтальным
лимбом, Германия, Лейпциг,
Max Krause

14.

Нивелир с горизонтальным лимбом
Кремальера –
(от франц.
cremaillere зубчатая рейка)
для наведения
на резкость
Горизонтальный лимб –
(от лат. limbus – кайма,
полоса) измерительный
круг, рабочая мера прибора
в виде круговой шкалы для
измерения горизонтальных
углов.
Нивелир с горизонтальным
лимбом, США(?), Гаррисбург,
Harrisburg Blue Print Co,
начало ХХ в.
Горизонтальный
уровень

15. Нивелир с буссолью и лимбом

Нивелир «глухой» с
буссолью и горизонтальным
лимбом, США, Leits.
1895 г.
Нивелир с перекладной трубой, буссолью и
горизонтальным лимбом из каталога
магазина Е.С.Трындина и Сыновей, Москва,
Лубянка, 1911 год (125 рублей).
Буссоль – (от итал. вussola – коробка)
геодезический прибор, предназначенный для
определения магнитных азимутов.

16.

Нивелир с буссолью и лимбом
Нивелир «глухой» с
буссолью и горизонтальным
лимбом, США, Leits.
1895 г.
Цилиндрический
уровень
Буссоль
Лимб с верньером –
(по фамилии изобретателя
Пьера Вернье) отсчетное
устройство для оценки
десятых долей шкалы
прибора.
Закрепительный винт
горизонтального круга

17. Нивелир с зеркалом на цилиндрическом уровне

Откидное зеркальце над
уровнем – простое и
эффективное решение.
Теперь наблюдателю
было видно положение
пузырька со стороны
окуляра, не заглядывая
сбоку.
Нивелир с зеркалом на
цилиндрическом уровне
Нивелир с зеркалом на цилиндрическом уровне.
Carl Zeiss, Jena, Германия, 1930-40е гг.
Нивелир "глухой"
на круглом основании.
Англия, Watt & Son,
1930-40-е гг.

18. Нивелир с зеркалом на цилиндрическом уровне

Зеркало цилиндрического
уровня – теперь
наблюдателю видно
положение пузырька со
стороны окуляра.
Нивелир с зеркалом на цилиндрическом уровне.
Carl Zeiss, Jena, Германия, 1930-40е гг.
Наводящий винт с фиксатором –
для точного наведения на объект
Лупа отсчетная –
положительная линза с
небольшим фокусным
расстоянием,
используемая для снятия
точных отсчетов.

19. Нивелир с контактным уровнем

Изображение контактного
уровня передается прямо
в зрительную трубу,
теперь не надо
отрываться от окуляра
для контроля
горизонтирования
инструмента.
Нивелир с контактным
уровнем. СССР, Харьков,
ЗМИ, 1941 г.
У харьковского нивелира очевидно проявлена
конструкция контактного уровня с призмами,
передающими изображение концов уровня в трубу и
позволяющими совмещать их визуально для точного
горизонтирования.
Нивелир с контактным уровнем Н-10.
СССР, Изюм, ИПЗ, 1978 г.
Редкий пример «оптического экзоскелета» оптическая схема контактного уровня вышла наружу.
Позднее труба и контактный уровень закрылись
единой коробкой-кожухом.

20.

Нивелир с контактным уровнем
Нивелир с контактным
уровнем. СССР, Харьков,
ЗМИ, 1941 г.
Круглый уровень –
жидкостный уровень,
нуль-пунктом которого
является центр
окружности.
Горизонтальный уровень с
системой призм – редкий
пример «оптического
экзоскелета» - оптическая
схема контактного уровня
вышла наружу.
Отверстие для
подсветки изображения
контактного уровня
в поле зрения трубы.

21. Нивелир с компенсатором

Революционные
изменения в нивелиры
внесло изобретение
компенсатора.
Компенсатор – приспособление
для автоматического удержания
линии визирования в
горизонтальном положении.
Нивелир НЗК с компенсатором, внутренней
фокусировкой. СССР, Харьковский завод
точного приборостроения «Точприбор»,
1987 г.
Один из первых нивелиров
с компенсатором – нивелир Гулье
цилиндрический с компенсатором
маятникового типа.
Франция, Париж, G.R.Pastourelli,
начало ХХ в.
Нивелир с перископической трубой Ni-D1.
Венгрия, Будапешт,
МОМ (Венгерские оптические заводы),
1960-70-е гг.

22.

Нивелир с компенсатором
Окуляр
Нивелир с
перископической
трубой Ni-D1.
Венгрия, Будапешт,
МОМ (Венгерские
оптические
заводы),
1960-70-е гг.
Микрометр
лимба
Круглый уровень –
жидкостный уровень, нульпунктом которого является
центр окружности.
Компенсатор – устройство
автоматической установки зрительной
оси прибора в горизонтальное
положение. В нивелирах с
перископической трубой удобно
применять маятниковый тип
компенсации.

23. Современный оптический нивелир

В настоящее время самыми
распространенными являются
автоматические оптические нивелиры
– приборы с компенсатором. Они
имеют высокую степень защиты от
воздействий окружающей среды. Это
значительно повышает надежность
получаемых результатов, облегчает
труд исполнителей и экономит
рабочее время.
Нивелирная рейка VEGA TS5M
Нивелир SOKKIA B40
Нивелир VEGA L32c
Нивелир TOPCON AT-G6
Нивелир VEGA L30

24.

Современный оптический нивелир
SOKKIA B40
Объектив
Герметичная крышка
Компенсатор
Кремальера
Окуляр
Наводящие винты
Горизонтальный лимб
Подъемные винты
Прибор быстро
устанавливается в
рабочее положение и
отлично справляется
с вибрациями на
строительной
площадке, благодаря
самому точному и
надежному
магнитному
компенсатору.

25. Цифровой (электронный ) нивелир

Рейка инварная BIS 20
Цифровой (электронный ) нивелир
Цифровые нивелиры используются
со специальными штрихкодовыми
рейками, используя которые можно
измерять не только превышение, но и
расстояние между точками, а также
горизонтальные углы. Наблюдателю
достаточно навести прибор на рейку,
сфокусировать изображение, нажать
на кнопку и прибор автоматически
возьмет отсчет, высветив его на
экране.
Электронный нивелир
SOKKIA SDL1x
Электронный нивелир SOKKIA SDL30
Электронный нивелир SOKKIA SDL50
Электронный нивелир
TOPCON DL-101C

26.

Цифровой нивелир SOKKIA SDL1x
Новый, прецизионный
цифровой нивелир
способен, используя
специальную инварную
рейку, достичь точности
0.2мм на километр
двойного хода.
Внутренняя память на
10 000 измерений. Для
быстрого наведения и
проведения измерений
SDL1X снабжен
видоискателем и
автофокусом.
Компенсатор
Видоискатель
Объектив
Кремальера
Электронный
датчик углов
наклона
Аккумулятор
Окуляр
Дисплей и
алфавитно
-цифровая
клавиатура
Слоты для карт
памяти SD и USB
Наводящие
винты

27.

• (495) 921-22-08
• www.gsi.ru