Тетерин Г. Н. "История геодезии в России (до 1917 г.)."

Тетерин Г. Н.
История геодезии в России (до 1917 г.).

ГЛАВА 2. Геодезия в России в ХIХ в.
2.3. Развитие триангуляционных, астрономических и гравиметрических работ. Градусные измерения.

Астрономические работы. К 1917 г. геодезистами и астрономами в России было определено более 150 астрономических пунктов , связанных с триагуляционными работами /основные пункты/ , и около 5000 экспедиционных астрономических пунктов / использованных в качестве основы для глазомерных и полуинструментальных съемок / . На долю корпуса военных топографов приходится большая часть выполненного объема . При этом военными геодезистами в целом отнаблюдено 3900 астрономических пунктов , из них 1800- в Европейской России и на Кавказе, 1150 - в Сибири и 960 - в Туркестане . Для 127 пунктов долготы были определены по телеграфу . Огромный размах работ был вызван , с одной стороны , совершенствованием способов астрономических
определений , с другой , и главным образом , их применением как наиболее экономичного и оперативного способа создания точной геодезической основы для топографических съемок.

Значительные объемы астрономических работ в начале столетия были выполнены Ф . Ф . Шубертом и братьями Теслевыми в различных районах / Полоцк , оз . Байкал и др . / С 1806 г . по 1815 г . В . К . Вишневский определил 223 астрономических пункта на огромной площади между Либавой и Екатеринбургом , Мезенем и Эльбрусом . В 20-х годах были проведены астрономические работы в Персии и Грузии штабс-капитаном О. Е. Коцебу; Туфаевым - в Бухаре , В.Ф. Леммом и П . Ф . Анжу - на Оренбургской линии , в Киргизской степи , на берегах Каспийского и Аральского морей.

В 1834 - 1835 гг . М . П . Вронченко выполнил обширные астрономические / 100 пунктов /, топографические / 10000 верст маршрутной съемки / и географические работы в Малой Азии . В 30-х годах была предпринята первая крупная хронометрическая экспедиция под руководством Ф . Ф . Шуберта , в которой принимали участие В . Я . Струве , А . Гумбольд , Г . Х . Шумахер , Ф . В . Бессель и Ф . Аргеландер . В 40-50-х годах организуется значительное число хронометрических экспедиций , использовавших от 5-8 до 30-80 хронометров . В результате были определены разности долгот между различными обсерваториями и географическими местами .

Огромный объем астрономических определений ( 600 пунктов ) на протяжении нескольких десятилетий , начиная с 1826 г . , выполнил Б . Ф . Лемм . Русское географическое общество организует Уральскую и Сибирскую экспедиции , значительно пополнившие число отнаблюденных астрономических пунктов . К 40-м годам XIX в . число астрономических опорных пунктов , по сравнению с 18 столетием , возросло более чем в 7 раз.

Во 2-й половине XIX в . были выполнены еще более обширные и более многочисленные работы , охватившие разнообразные районы страны . В астрономических определениях принимали участие И . Е . Кортацци , А . Г . Ернсфельт , Э . А . Коверский , Н . А . Емельянов , А . А . Тилло ,Н . Д . Артамонов , С . Т . Мирошниченко , М . П . Полянский ,Ф . Шварц , А . Р . Борнсдорф , М . Н . Лебедев , П . И. Гладышев ,Д . Д . Геденов , Ю . А . Шмидт
,Н . О . Щеткин и многие другие .

Триангуляционные работы . Градусные измерения . Регулярные триангуляционные работы в России начались с 1816г . с западных пограничных областей . Но еще ранее , в 1808 г . , проф . астрономии Московского университета Х.В. Гольдбах / 1763-1811 / и геодезист Депо карт Л . Панснер начали работы по созданию триангуляции в Московской губернии . Углы треугольников измерялись повторительным кругом Борда , для базисных измерений применялась точная копия перуанского тоаза . Вначале работы велись в Звенигороде , Рузе , Можайске , Волоколамске , Воскресенске и Верее . С 1810 г . Гольдбах , уже с другим помощником , Вильдеманом , начал съемки Москвы . Смерть
Гольдбаха в 1811 г . , а затем пожар в Москве привели к прекращению работ и даже их утрате - сгорела часть тетрадей с результатами наблюдений.

Значимость триангуляции в создании точной опоры для топографических работ понимало большинство геодезистов . Поэтому уже в 1809 г . Теннеру , Панснеру и Досту была поручена " тригонометрическая съемка " Петербурга и южного берега Финского залива . Начавшаяся отечественная война помешала выполнению работ . Тем не менее была произведена рекогносцировка , построены сигналы и на Васильевском острове измерен базис , а другой - на острове Котлин . Эта и все последующие триангуляционные работы К . И . Теннера , В . Я . Струве выполнялись с высокой точностью , основательностью и практически не уступали лучшим французским и английским , прусским и австрийским триангуляциям.

На триангуляции в Виленской губернии / 1816-1821 /:К.И. Теннером были отработаны научные принципы организации и методики измерений , а также последующей обработки результатов . В сети было измерено три базиса , 115 треугольников 1 класса и 3020 треугольников 2-го и 3-го классов / 98 опорных пунктов 1-го кл . и 1225 пунктов 2-го и 3-го класса / . Теннер считал , что триангуляция должна решать две задачи : научную / градусные измерения / и топографическую / основа для съемок /.

Все триангуляции , выполнявшиеся при непосредственном участии или руководстве К . И . Теннера , обладали не только свойством классной точности , но и долговечностью , по которой им не было равных на протяжении всего XIX века . Все пункты закреплялись на местности ; при смыкании триангуляции Теннера с прусской триангуляцией Бесселя /1830 г. / расхождение для общих сторон не привышало 1:200 000.

В этот же период /с 1816 по 1831 гг . / пофессор Дерптского университета В . Я . Струве осуществлял градусные измерения в Прибалтийских губерниях . Под руководством В . Я . Струве были проложены ряды триангуляции на территории Лифляндии и Финляндии - значительная их часть включена в Русско-Скандинавское градусное измерение. Триангуляционные работы Струве , выполненные с очень высокой точностью , даже по современным меркам , считаются образцовыми , классическими по постановке , методами и результатам / ошибка измерения угла составляла всего 0". 6 / . Вместе с тем в этих работах не уделялось должного внимания закладке центров , вследствие чего ряды Струве были вскоре утрачены и впоследствии не использовались . В 1823 г . Струве установил непригодность для угловых измерений способа повторений и разработал свой , названный им способом многократных измерений простых углов , именовавшийся в России способом Струве , который послужил основой разработки способа круговых
приемов . Струве создал прецизионный базисный прибор , с помощью которого можно измерять линии с точностью 1:1000 000 . Этот прибор в России применялся до XX в.

Триангуляции Теннера и Струве , соединенные в 1830 г., образовали градусные измерения по дуге меридиана длиною 8 градусов . Измерения были затем продолжены на север и юг . В результате получили дугу меридиана , названную впоследствии дугой Струве , длиною в 25 градусов 20 минут . Результаты измерений 1-ой части дуги Теннером были сообщены Бесселю , который использовал их при выводе размеров земного эллипсоида , а данные по всей дуге Струве применял а своих выводах Иларк . В триангуляции на протяжении вс%й дуги было измерено 10 базисов , определено 13 астрономических пунктов.

Начиная с 1820 г . , приступил к триангуляционным работам Ф . Ф . Шуберт сначала в Петербургской губернии , а затем в Смоленской ,Московской ,Могилевской ,Тверской ,Новгородской губерниях , а также на Крымском полуострове . При этом , например , триангуляция по всей Московской губернии была закончена в
1840 г . , а в самой Москве - в 1833 г . Московская городская сеть состояла из 260 точек , в качестве которых очень часто использовались колокольни , церкви . За основную точку был принят шарик под крестом колокольни Ивана Великого . Углы измеряли офицеры КВТ И . О . Васильев ,В . Н . Войнов и др . Причем все пункты сети в губернии делились на 3 класса : 127 треугольников - 1 класса /88 пунктов / , 148 - 2 класса / 52 пункта / и 1417 - 3 класса / 890 пунктов / . Углы измерярись 12-дюймовым теодолитом Эртеля с 4-секундными верньерами , 10-секундным универсалом той же мастерской и др . теодолитами по способу Струве : на 1 классе 6 приемами / с погрешностью измерения 0".985 / , на
пунктах второго класса тремя приемами / 2"/ . В треугольниках 3 класса измерялись только 2 угла . Базис / между Хорошево и Петровским Дворцом / измерялся прибором Ф . Ф . Шуберта - его длина 3505 , 849 нормальных сажений . Высота базиса над уровнем моря определялась из 87 одновременных наблюдений барометров в Петербурге и в Москве. В отличие от триангуляций Теннера и Струве , Шуберт в своих работах ставил только практические задачи - создать основу для топографических съемок . В результате точность развиваемых сетей была невысокой . Эта тенденция сохранялась в последующем в триангуляционных работах других геодезистов . Например , значительные объемы по выполнению триангуляций в европейской части были осуществлены , начиная с 40-х годов , под руководством Н. А . Тучкова и Д. Д . Оберга . Но в методике они придерживались принципов , разработанных Шубертом.

В первой половине XIX века съемочные работы на Кавказе, в Сибири и Туркестане / старое название обширной области в Средней Азии , охватывавшей провинции Западного Китая , северную часть Афганистана и Среднеазиатские территории России / еще проводились без всякого обоснования . Только с 1847 г . на Кавказе начинаются триангуляционные работы под руководством И . И . Ходзько , который сам составил их проект . Триангуляция Закавказья , Считавшаяся по тому времени наиболее трудной , состояла из 188 треугольников 1 класса и 1642 треугольников 2 и 3 классов , половина из них отнаблюдена Ходзько . Отдельные стороны достигали длины 200 км . Зенитные расстояния были определены на 1362 пунктах . Наблюдателям приходилось не только покорять высокогорные вершины / сам Ходзько поднялся на гору Арарат - 5200 м . / , но и по несколько недель на них находиться , жить там , ожидая хорошей видимости . Не менее трудными были триангуляционные работы на Северном Кавказе , начатые в 1860 г .

Триангуляция Кавказа характерезуется хорошим качеством : вероятная ошибка в угле - 0".7 , относительная ошибка в базисных измерениях в Закавказье была равна 1: 90 000 , на Северном Кавказе - 1 : 50 000 . Последующее соединение кавказской и волжских триангуляций выявлено значительное уклонение отвесных линий , доходившее местами до 50" .

Триангуляционные работы в Туркестане были начаты в 1870 г . , но выполнялись они без общего плана и без надлежащей взаимной увязки . С 1910 по 1912 гг . была проложена триангуляция через Памир для связи с индийскими триангуляциями / средняя ошибка 3 ". 1 / . С 1909 г . под руководством Павлова начинаются научно-обоснованные триангуляционные работы в Сибири - проложен ряд Омск - Павлодар - Семипалатинск - Усть-Каменогорск. Второклассные сети и ряды триангуляции 2-го класса были развиты в Семипалатинской области , в Восточной Сибири, в Дальневосточном крае . Кроме того , выполнялись ведомственные триангуляционные работы.

Обширные триангуляционные работы в Полесье и Туркестане выполнялись под руководством И. И. Жилинского , в Костромской и Нижегородской губерниях - И. С . Злобина , в Оренбургской губернии - И . О . Васильева , по реке Неману - В . М . Шульгина , по Дону - И . А . Наперстникова , по западной границе - Шульца , Погоновского , НИкифорова , Емельянова , Бонсдорфа и др., в Западной Сибири / с 1909 г . / - Н . Д . Павлова. В целом триангуляционные работы 1 класса , за исключением работ Теннера и Струве , осуществлялись неудовлетворительно и
после уравнивания их в 1897 - 1907 гг . были признаны специальной комиссией пригодными только в качестве основы для съемок .

В 1897 г . под руководством военного геодезиста Шарнгорста предпринимается попытка перевычислить все триангуляции в целях приведения их в общую систему координат . В основу был взят ряд Струве , а все вычисления выполнены на эллипсоиде Бесселя . За исходный пункт был принят Юрьев / Дерпт - теперь Тарту / . В результате этих работ до 1907 года успели перевычислить только триангуляцию 1 класса /в колличестве 3236 пунктов /, которая в натуре в последующем практически была утрачена . В 1909 г. ут- верждается план построения новой триангуляции 1 класса в Европейской части Россси , к осуществлению которого приступили в 1910 г . В разработке проекта и в его реализации в 1916 г . принимал деятельное участие И . И . Померанцев . Этот план предусматривал построение рядов триангуляции 1 класса : 1) по направлениям меридианов и параллелей с периметрами полигонов 1300 - 2200 км . , 2) в виде простых цепочек треугольников с измерением базисов и астроопределений , 3) с обработкой на эллипсоиде
Бесселя ( за исходный пункт принята Пулковская обсерватория ). К 1917 году было измерено только 4 базиса , построено 152 и отнаблюдено 129 пунктов.

В процессе выполнения триангуляций они связывались не только между собою , но и с зарубежными ( прусскими , австрийскими ) . Результаты сравнений межгосударственных триангууляций высылались директорам Пулковской , Берлинской и Венской обсерваторий . По причине сопоставления измерений в 1852 - 1855 гг . в Пулково было выполнено сравнение английских , немецких , австрийских и датских нормальных мер с соответствующей мерой России - двойным Пулковским туазом . На геодезических работах в России (XIX в . ) использовались в качестве нормальных мер туаз Фортена , двойной Пулковский туаз , сажень Теннера , двойная сажень Департамента Генерального штаба и "условная сажень " (несуществующая мера , равная 7 английским футам , или 84 дюймам
) первой / 1816 - 1866 / , второй / 1866 - 1899 / и третий / с 1899 / эпох .

К середине 19-го века часть центральных губерний , западное пограничное пространство и Закавказье были покрыты триангуляцией . Ф . О . Максимов писал в своем обзоре : " Сообразив огромность пространства , на котором производились в России измерения , быстроту и точность работы должно согласиться , что у нас сделано для пользы наук и государства в этом отношении так много , что прочим образованным народам остается только завидовать нашей деятельности " .

В целом с 1819 по 1917 гг . на европейской территории России было определено 3367 пунктов триангуляции 1 кл . и 59
109 пунктов 2 и 3 кл . , а в азиатской части России - 283 пунк- та 1 класса и 4654 пункта 2 и 3 класса .

На протяжении всего XIX в . триангуляционные работы осуществлялись немецкими геодезическими инструментами , устаревшими, приспособленными для измерения углов по способу повторений и имевшими в качестве отсчетных приспособлений верньеры . Микроскоп - микрометры появились только во 2-й половине 19 столетия и то только у отдельных инструментов . Использовавшиеся угломерные инструменты в зависимости от назначения и устройств
именовались : повторительные круги / рис . 2. 2 ./ , теодолиты ( повторительные теодолиты ) , земные повторительные теодолиты, горизонтальные теодолиты , универсальные инструменты , астрономические теодолиты ( астрономические повторительные теодолиты ) . На рис . 2 . 3 приведен повторительный 4-х секундный теодолит,изготовленный в 1830 г. для В.Я.Струве.

С 1818 по 1837 гг . на русских триангуляциях применялись только повторительные теодолиты ( неустойчивые , один и тот же лимб применялся для измерения и горизонтальных , и вертикальных кругов , труба двигалась в плос кости , параллельной лимбу ) .

Во 2-й половине 19 века начинают выполнять угловые измерения более совершенными инструментами с отсчетными устройствами в виде винтовых микрометров и микроскоп - микрометров . Первым таким инструментом был 2" - универсал гамбургского механика Репсольда N 56 / 1851 г . / . С 1861 г . по 1875 г . российским механиком Брауэром было изготовлено не менее 3 - х двухсекундных универсалов с микроскоп - микрометроми.

Только в первое десятилетие 20-го века по заказу КВТ в России были получены совершенные для того времени электрофицированные инструменты Гильдебранда.

На протяжении XIX в . при измерении углов применялись преимущественно 2 способа - повторений и Сруве . Первый способ, очень трудоемкий , использовался в первой половине 19-го века . Так , по подсчетам В . Я . Струве , на Литовской дуге меридиана Теннером измерено 174 угла 8 674 повторениями , т . е . в среднем угол измерялся 50 повторениями . В отдельных случаях число повторений достигало 100.

С 1823 г . В . Я . Струве стал применять свой способ направлений , впоследствии именовавшийся в России как способ Струве . Теннер и Шуберт , внедряя этот способ , ввели при этом замыкание горизонта . Усовершенствованный способ Струве с замыканием горизонта получил широкое распрастранение , при этом углы в триангуляции 1 класса измерялись 6 - 12 приемами . С 1889 г . с выходом " Наставления для производства тригонометрических работ " , в котором указывалась методика измерения направлений , способ получил название способа круговых приемов .

С 1908 г . в угловых измерениях стали применять способ Шрейбера - сначала в дополнительном классе Военно- топографического училища на летней практике / с весом , равным 12 / , а затем / с 1909 г . / под руководством полковника Павлова при мзмерении углов в триангуляции 1 класса , в Омском топографическом отделе / вес 12 , двухсекундные универсалы Гильдебрана / . В 1910 г . под руководством Померанцева была составлена инструкция для триангуляции 1 класса , в которой для измерения углов рекомендовался способ Шрейбера , с весом 24.

Несмотря на несовершенство используемых инструментов , Тенннер и Струве достигли в угловых измерениях выдающейся точности : у Теннера ошибки измеренных углов по способу повторений характеризовались значениями 0".70 и 0".98 , а по способу Струве - 0".53 ; 0".61; 0".72 ; 0." 73 ; у В . Я . Струве соответственно - 0."57; 0."88 . У Теннера углы на знаках измерялись нередко двумя способами . При этом Теннер предъявлял к наблюдателям высокие требования - невязки в триангуляции 1 класса не должны были превышать 3" . В случае превышения величины невязки
все углы треугольника переизмерялись.

В последующем точность угловых измерений , выполнявшихся различными наблюдателями , в том числе Шубертом , резко снизилась . Основными причинами было то , что : 1) не учитывался опыт работ Теннера и Струве ; 2) снизились требования в точности измерений ввиду управления упразднения помощников наблюдателей ( 1848 г . - увеличились объемы съемок - перешли от масштаба 200 сажень к 500 сажень в дюйме , - в результате потребовалось увеличение объема триангуляционных работ при том же количестве триангуляторов ); 3 ) неправильно применялись поверительные трубы ; 4) недостаточно точно осуществлялось определение элементов приведений ; 5 ) недоучитывалось влияние фаз освещения визирных целей ; 6 ) измерение углов выполнялось при неблагоприятных условиях .

Только с 1910 г . с введением новой инструкции и применением новых инструментов точность измерений угла в триангуляции вновь повысилась до 0".77 ( по невязкам 110 треугольников в триангуляционном ряду Пулково - Николаев ) .

Гравиметрические работы. С именем великого русского ученого Ломоносова связаны первые теоретические и практические разработки по гравиметрии . Более 200 лет назад впервые в России Петербургской академией наук выполнены определения силы тяжести . До 1917 г . было определено около 400 маятниковых пунктов . Значительный вклад в теорию и практику гравиметрических работ на территории России , внесли известные ученые и преподаватели Московского университета и Межевого института Ф . А . Слудский , Б . Л . Швейцер ,И . А . Швейцер ,И . А . Ивероров ,П . К . Штернберг и другие .

Самые ранние / 1827 г . / определения силы тяжести осуществили Рейнеке и Литке маятником Кетера , а в 1865 - 1899 гг. - Савич , Вилькицкий ,Соколов ,Кульберг и др . - с помощью поворотного маятника Репсольда . Эти определения представляют лишь исторический интерес . Начало гравиметрических работ современного типа соотносят с 1896 г . , когда астроном Казанской обсерватории Краснов тремя маятниками Штернека определил несколько пунктов между Веной и Казанью и организовал экспедицию в Северный край . В том же 1896 г . Витрам выполнил гравиметрическую связь Пулкова с Владивостоком . Двумя годами позднее Военно - топографический отдел Генерального штаба усилиями Павлова , Корзуна , Залесского ,Лаймина ,Никитина и др . начал регулярные маятниковые определения в различных районах России . Наибольшее число измерений с 1901 г . по 1908 г . в Средней Азии выполнил Залесский - 140 пунктов . Сводка всех дореволюционных определений силы тяжести была осуществлена А . М . Гижицким и П. Севкевичем только после 1917 г . в изданном ими в 1923 г . Каталоге пунктов гравиметрических определений .

На главную страницу.