[в данной статье речь пойдёт об истории развития измерительных геодезических приборов]
История создания и применения первых инструментов для измерений на поверхности земли берёт своё начало ещё со времён расцвета первых цивилизаций – древний Египет, Вавилон и Китай (от XIII веков до н.э.).
Тогда в первую очередь первые геодезические инструменты были необходимы для строительства дорог и систем орошения. В последствии они получили своё развитие в астрономии (угломеры) и землемерном деле (отвесы и ватерпасы).
Дальнейшее развитие геодезических приборов произошло благодаря грекам, римлянам и арабам. В 200 г. до н.э. учёный Эратосфен смог с помощью гномона вычислить окружность Земли. Через полвека после него Птолемеем была придумана линейка для измерений вертикальных углов, а спустя ещё полвека Гиппарх разработал астролябию с лимбом и прообраз теодолита.
По завершению «тёмных веков», в начале эпохи Ренессанса наиболее знаменитым учёным того времени Леонардо да Винчи были сконструированы специальная тележка для определения расстояний и шагомер. В то же время в Голландии изобрели мерные цепи и микроскоп, а в Германии – линейку с диоптрами.
На протяжении XVII века в Европе «по деталям» собирался первый теодолит:
- в 1609 году Галилей изобрёл увеличительную зрительную трубу;
- в 1662 году Жан де Тевено сконструировал цилиндрический уровень; а
- в 1674 году Джеминиано Монтанари внедрил в телескоп сетку нитей.
И вот уже в XVIII веке англичане Сиссон и Рамсден создали первый теодолит с винтовым микрометром и окуляром, который практически аналогичен современным оптическим теодолитам.
В то же время в России мастерами Беляевым и Колосовым под покровительством Петра I также шла разработка геодезических приборов, среди которых можно выделить трубку с ватерпасами – нивелир. К XIX веку российские мастерские, специализировавшиеся на создании геодезических приборов, выпускали астролябии, базисные приборы и теодолиты, часть которых также шла на продажу в Европу.
Такое бурное развитие измерительных приборов нуждалось в эталонах и стандартах для единообразия производимых измерений, и основоположником метрологии в России стал Д.И. Менделеев.
В 1822 году в России был сформирован Корпус военных топографов, а также специальное училище по подготовке кадров для него. Российская геодезическая школа постоянно развивалась и работала, так как картографирование огромнейших территорий и создание совершенных топографических военных карт требовало кропотливости, воли и выдержки.
Геодезическое приборостроение к концу XIX века стало вполне самостоятельным направлением. Промышленность освоила высокоточные нивелиры, триангуляционные теодолиты, внутрибазные дальномеры и тахеометры Санге и Гаммера.
Уже в Советском Союзе на заводах «Геофизика» и «Аэрогеоприбор» серийно выпускались высокоточные триангуляционные теодолиты, астрономические универсалы и нивелиры. Об охвате геодезических работ можно судить по тому факту, что во время Великой отечественной войны было выпущено 38 миллионов специальных топографических карт.
В послевоенное время приборостроение стало делать упор на эргономику и надёжность инструментов. Развитие радиотехники привело к разработке новых методов свето- и радиодальномерных измерений: в 1952 году шведским конструктором Э. Бергстрандт был создан первый фазовый дальномер; спустя год советские конструкторы В.А. Величко и В.П. Васильев создали свой аналог светодальномера. Первый радиодальномер был сконструирован в 1956 году Т. Уодли в ЮАР, им можно было измерять расстояния до 60 километровм с ошибкой в несколько сантиметров. А в 1960 году в нашей стране под руководством А.А. Генике был разработан отечественный геодезический радиодальномер.
Применение свето- и радиодальномеров смогло значительно повысить как точность, так и производительность линейных измерений, ранее выполнявшихся оптико-механическими приборами.
Дальнейшее развитие науки и техники позволило создавать приборы, не только во много раз превосходящие во много раз по производительности и точности традиционные, но и позволяющие решать большой спектр задач за счёт внедрения в приборы компьютерной вычислительной техники.
Сегодня, возрастающая потребность в геодезических приборах, с одной стороны, и развитие электроники, лазерной техники, компьютерных технологий, с другой, позволяют создавать не только новые модели уже известных приборов, но и разрабатывать принципиально новые инструменты и технологии.
Продолжается совершенствование электронного тахеометра. За последние 10 лет из прибора, просто объединяющего в себе теодолит и дальномер, он превратился в мощный инструмент для использования в топографической съемке, кадастровой съемке, геодезическом сопровождении строительства. Такие изменения стали возможны благодаря оснащению электронных тахеометров встроенным программным обеспечением, расширенной памятью, безотражательными дальномерами. Сегодня электронный тахеометр является основой программно-аппаратного комплекса, включающего в себя помимо прибора мощное программное обеспечение для решения широкого круга прикладных задач.
На базе моторизованных моделей электронных тахеометров создаются полностью роботизированные станции, способные без участия человека по заранее заложенной программе вести непрерывный мониторинг за объектами, определяя значения крена и смещений.
Наряду с тахеометрами, широкое распространение получило GNSS-оборудование. Сегодня GNSS-приёмник стал привычным инструментом для геодезистов, проводящих топографическую съёмку и землеустроительные работы, осуществляющих инженерно-геодезические изыскания и геодезическое обеспечение строительства.
Также достаточно популярной технологией, стали 3D-системы нивелирования для строительной техники, в которой находят свое место, как роботизированные электронные тахеометры, так и спутниковое оборудование. 3D-системы нивелирования позволяют строительным машинам выполнять работу точно по проектным данным в автоматическом режиме, тем самым, исключая этап разбивочных работ и увеличивая производительность. Системами нивелирования можно оснастить бульдозеры, автогрейдеры, асфальтоукладчики и многую другую технику.
К числу совершенно новых технологий можно отнести технологию наземного лазерного сканирования. Высокая скорость работы, небывалый уровень автоматизации сбора данных, позволяют говорить о том, что лазерное сканирование имеет большое будущее.
Для обеспечения самых распространенных и простых видов работ стали широко использоваться лазерные дальномеры. Эти приборы пришли на смену обычным рулеткам, поэтому их часто называют лазерными рулетками. Теперь измерить расстояние с высокой точностью можно одним нажатием клавиши дальномера. При этом рулетка позволяет производить дополнительные вычисления, например, вычисления площади и объёма. На смену оптическим теодолитам приходят электронные теодолиты, значительно повышающие удобство работы. Наряду с оптическими нивелирами все шире используются лазерные и цифровые нивелиры.