Полная версия

Главная arrow География arrow Инженерная геодезия в вопросах и ответах

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

Линейные измерения

Из истории развития средств линейных измерений

С незапамятных времен человечество столкнулось с необходимостью линейных измерений. В разных частях света в качестве меры линейных измерений пути могли приниматься отрезки, преодолеваемые человеком пешком, верхом на лошади, по водному пути за определённый интервал времени, например световой день. Для измерения более коротких длин, обычно использовались различные части тел человека, например, шаги, локти, обхват руками, толщина пальцев, ладони. Для линейных измерений использовались и другие меры.

Первыми мерами длины Киевской Руси (XI- XII вв.) были локоть, пядь, стопа, ладонь, палец. Неоднозначность и расплывчатость таких мер зачастую приводили к серьезным конфликтам, поэтому возникла необходимость установления единства мер, или как сейчас говорят - эталона. Примером первого такого эталона в Киевской Руси был «золотой пояс» великого князя Святослава Ярославича, длину которого он определил как «Се мера и основание». Для непосредственных измерений применялись деревянные шаблоны, равные его длине. Отступление от эталона наказывалось.

К концу XII века на Руси сложилась система мер, включающая версту, сажень, локоть, пядь, перст, вершок. Развитие межгосударственных торговых связей, строительство оборонительных сооружений и освоение новых территорий, требовало проведение большого объема картографических работ, а следовательно, и упорядочения линейных мер.

С XVI века в России применяли линейку, равную аршину. Линейки изготавливали длиной 70,9 см металлическими или из древесины. Официально аршин был узаконен лишь в 1899 году.

Первое упорядочение линейных мер было осуществлено в реформах Петра I. По его указу было принято соотношение русских и английских мер. Шаг в направлении включения России в английскую систему мер потребовал не только больших усилий, но и внес определенную путаницу, особенно на первых порах. Эти линейные меры измерения зачастую фигурировали совместно в одном документе. Так в указе Сената от 24 июля 1741 года предписывалось, чтобы сооружавшиеся дома располагались «от земли до нижнего пола на самых низких местах вышиной в 2,5 аршина, а на прочих местах, которые воде не столь подвержены, на 1 фут выше большей прибылой воды».

Таблица 1.2 Соотношение линейных мер__

Величина

Наименование единицы и ее доли в до Петровской России

Английская

система

СИ

Длина

1 верста = 500 сажень или 1500 аршин

3500 футов

1,0668 км

1 сажень - 3 аршинам или 48 вершкам

7 футов

2,1336 м

1 аршин =16 вершкам

28 дюймов

0,7112 м

1 вершок

1,75 дюйма

4,445 см

1 линия

10 точек

2,54 мм

Площадь

1 десятина = 2400 кв. сажен

-

10925,4 м2

Возрастание объёмов геодезических работ требовало совершенствования мер линейных измерений. Для измерения расстояний стали применяться металлические цепи длиной 5-10 сажень, а для измерения превышений - нивелиры. Общее наблюдение за сохранностью мер, и правильность измерений возлагалось на губернаторов вплоть до начала XX века.

Идея связать единицу длины с физической постоянной, например, с длиной дуги меридиана находила все большую поддержку, как в России, так и в европейских странах. Созданная в 1736 году комиссия Сената поддержала эту идею и рекомендовала перейти к десятичному принципу их деления. Этому способствовали достижения теоретической и практической геодезии, которые позволяли установить размеры Земли.

Для выработки предложений по эталону меры длины 26 мая 1791 года национальное собрание Франции создало специальную комиссию Парижской Академии наук в составе Жана Бора, Жозефа Лагранжа, Пьера Лапласа. Комиссия рекомендовала в качестве такого эталона принять одну десятимиллионную часть длины одной четверти земного меридиана. По заданию комиссии академики- геодезисты Ж.Б. Деламбер и П.Ф. Мешеню в течение 6 лет с помощью 115 треугольников выполнили измерение длины дуги меридиана между Дюнкером и Барселоной. По результатам их измерений в 1799 году была изготовлена и утверждена «истинная мера» получившая название метр. Первую линейку изготовили из латуни, получившую наименование «республиканский метр», её длина равнялась одному метру и шириной в 2,5 сантиметра, на линейке были нанесены делания, равные одному сантиметру.

В 1889 году было изготовлено 30 прототипов архивного метра, два из которых №11 и №28 были переданы России. Так было положено начало международной системы линейных мер.

Переход России на международную систему был долгим и трудным. Только в 1916 году русское правительство утвердило положение, первая статья которого гласила: «В Российской империи применяются меры русские и международные метрические». Полностью перейти на метрическую систему линейных мер удалось только в 1924 году, постановлением правительства запрещалось применение всяких других мер, кроме метрических мер.

Проблема хранения архивного метра заставляла ученых искать другие пути его хранения и воспроизведения. К тому же ученых и практиков к середине XX века перестала удовлетворять точность сравнения национального эталона с прототипом. Открытие новых физических явлений позволило найти пути более точного и надежного воспроизведения метра. Так в настоящее время метр воспроизводится с использованием длины волны монохроматического света. 14 октября 1960 года XI Международная конференция мер и весов приняла решение в качестве метра считать 1650763,73 длины волны в вакууме излучения соответствующего переходу между уровнями 2р10 и 2d5 атома криптона 86. Это позволило в 100 раз повысить точность воспроизведения эталона.

21 октября 1983 года XVII Генеральная конференция мер и весов в Париже приняла новое определение метра как длины расстояния, которое свет проходит в безвоздушном пространстве за 1/299792458 сек. Это стало возможным с появлением атомной шкалы времени и развитием лазерных средств измерения расстояний. Точность воспроизведения метра при этом возросла. Абсолютная погрешность воспроизведения метра не превышает 1нм.

Одновременно с развитием мер совершенствовались приборы для измерения длин линий на местности. Так в 30-х годах прошлого столетия был создан сплав инвар, который практически не реагирует на изменение температуры окружающей среды. Мерные инварные проволоки позволяют измерять базисы в триангуляции. К этому же периоду относятся первые опыты по измерению расстояний радиолокационными способами.

В 1936 году под руководством академика А.А.Лебедева был создан первый в мире светодальномер. Он послужил началом новой отрасли науки и приборостроения в области физических методов измерения расстояний. Внедрение лазеров, электронных микромодулей и других средств новой техники ознаменовало собой качественный скачок в развитии геодезического приборостроения.

История развития линейных мер неразрывно связана с развитием человеческого общества и является составной частью нашей истории и цивилизации. Особенно важно знать эту историю специалистам, связанным с геодезическими измерениями на местности. Это позволяет более глубоко изучить возможности современных средств линейных измерений, их точностные характеристики, видеть пути дальнейшего развития, ибо каждая вещь известна лишь в той степени, в какой степени ее можно измерить, или описать присущие ей свойства.

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>