§ 3. Требования к геодезическим приборам. Стандартизация и классификация приборов. Метрологическое обеспечение измерений.

Требования к современным геодезическим приборам опре­деляются:

— интенсивным развитием народного хозяйства страны и ограниченным приростом трудовых ресурсов;

— условиями эксплуатации, транспортировки и хранения приборов;

— техническими и технологическими возможностями про­мышленных предприятий страны;

— запросами потребителей.

Современные массовые геодезические приборы должны обес­печивать высокую производительность труда исполнителя при достаточной точности измерений; высокую надежность в про­цессе эксплуатации и транспортировки в полевых экспедици­онных условиях; простоту и удобство операций и конкуренто­способность на мировом рынке.

Поставленным требованиям могут удовлетворить только приборы, имеющие малые габариты и массу, жесткие по кон­струкции, надежно сохраняющие юстировку, противостоящие коррозии и другим воздействиям внешней среды, имеющие ми­нимум удобно расположенных рукояток управления, содержа­щие элементы автоматизации и сохраняющие длительное время надлежащий внешний вид.

При проектировании, разработке и выпуске геодезических приборов особое внимание следует уделять научно обоснован­ному выбору металла, оптического стекла и других материа­лов, из которых изготавливаются отдельные узлы прибора; тщательной разработке технологии изготовления деталей; сборке и юстировке прибора; обеспечивать доступность юсти­ровки в полевых условиях. Нельзя выпускать приборы с малым светопропусканием, с полузакрытым полем зрения, недостаточ­ным удалением выходного зрачка, низким качеством изобра­жения зрительных труб и отсчетных устройств и т. д.

Общие технические требования к геодезическим приборам определены ГОСТ 23543—79. В соответствии с ГОСТ в каче­стве основных характеристик условий эксплуатации приборов приняты: температура среды 20±5 °С; относительная влаж­ность воздуха 60±20%; атмосферное давление 101,325±3,333 кПа (760±25 мм. рт. ст.). Конструкция геодезических приборов должна быть технологичной, ремонтопригодной и должна обеспечивать возможность контроля основных парамет­ров и технических характеристик. Отклонения параметров по нижнему пределу не должны быть более 2 % от их номиналь­ных значений. В ГОСТе установлены все другие требования к конструкции геодезических приборов, а также требования по устойчивости к внешним воздействиям и надежности приборов; требования к составным частям приборов и комплектности, упа­ковке, транспортировке и хранению геодезических приборов. Первые стандарты на основные геодезические приборы в СССР начали создаваться с 1963 г. с целью повышения качества приборов и ускоренного внедрения в геодезическое приборостроение достижений научно-технического прогресса.

В СССР действовало более 24 тыс. госу­дарственных стандартов. Ежегодно выпускался указатель «Государственные стандарты СССР». В нем все стандарты раз­мещены по разделам, классам и группам, в соответствии с на­учно обоснованным классификатором государственных стандар­тов СССР.

В соответствии со стандартами геодезические приборы клас­сифицируют по назначению и точности.

По назначению они делятся на семь основных подгрупп: 1. Теодолиты. 2. Нивелиры. 3. Дальномеры. 4. Тахеометры. 5. Кипрегели. 6. Комплектующие принадлежности к геодезиче­ским приборам (штативы, рейки, оптические центриры, буссоли и т. п.). 7. Вспомогательные приборы и инструменты (плани­метры, пантографы, эккеры, эклиметры, транспортиры и т. п.).

По точности делятся приборы только первых трех групп па высокоточные, точные и технические.

К высокоточным относятся преимущественно приборы, при­меняемые для производства основных геодезических работ: три­ангуляции, полигонометрии, нивелирования 1 и II классов и инженерных работ особо высокой точности.

К точным относятся приборы, применяемые для развития и сгущения главной геодезической основы и производства массо­вых инженерных работ.

К техническим относятся приборы, применяемые для по­строения съемочных сетей и производства съемок.

Для топографо-геодезического производства решающее зна­чение имеет достоверность результатов измерений геодезиче­скими приборами, так как измерения составляют основное со­держание всех топографо-геодезических работ. Достоверность и сопоставимость результатов измерений обеспечиваются един­ством мер и измерений или соответствующим метрологическим обеспечением (ГОСТ 1.25—76).

Обязательному метрологическому обеспечению из геодезиче­ских приборов подлежат, например, штриховые и шкаловые меры длины, свето- и радиодальномеры и другие дальномеры.

В системе ГУГК, как основной государственной отрасли по топографо-геодезическому производству, научно-методическое руководство и координирование работ по стандартизации и мет­рологии возложено на ЦНИИГАиК.

Обязательной государственной метрологической проверке подлежат средства измерений, применяемые в органах ведом­ственных метрологических служб в качестве исходных образ­цовых средств измерений, например трехметровый инварный жезл № 541 метрологической лаборатории МИИГАиК

Рабочие средства измерений подвергаются ведомственному метрологическому надзору. Производственные геодезические измерения выполняются в соответствии с требованиями нормативных документов (ин­струкций, наставлений и т. п.), практически регламентирующих индивидуальную аттестацию всех геодезических приборов, до­пускаемых к измерениям через систему поверок и исследований.

Так, например, метрологическое обеспечение линейных по­левых измерений осуществляется компарированием рабочих мер на компараторе (полевом или стационарном), метрологическое обеспечение угловых измерений — с помощью известных в ма­тематике условий (сумма углов в треугольнике или другой фигуре), метрологическое обеспечение измерения превыше­ний— через компарирование реек.

В целом вопросам метрологического обеспечения измерений в геодезии и геодезическом приборостроении всегда уделялось должное внимание. Появление новых высокоточных геодезиче­ских приборов, основанных на законах физической оптики, ста­вит решение этих задач на новый, более высокий уровень.

Геодезист всегда должен помнить, что качество измерений зависит не только от знаний и опыта исполнителя, но и от на­личия пригодных к эксплуатации приборов и оборудования, от их метрологического обеспечения на различных стадиях про­изводства работ.

Геодезические приборы, изготовленные на заводах в соот­ветствии с требованиями метрологического обеспечения на сред­ства измерений, до выполнения работ должны быть поверены и отъюстированы.

Поверкой называют установление пригодности средств из­мерений к использованию. В геодезии под поверкой понимают исследование, компарирование, выполнение полевых поверок и юстировку средств измерений. Метрологическая поверка геоде­зических приборов выполняется по специальной научно-техни­ческой документации, утвержденной головной или базовой метрологической организацией, лицами, прошедшими специ­альное обучение, под непосредственным руководством главного метролога организации или учреждения. Результаты поверки фиксируются в журнале или свидетельстве. Обычно выполняют поверки: первичную (по получении прибора с завода), перио­дическую (перед началом геодезических работ в сезоне), вне­очередную (после ремонта прибора), и т. п.

Кроме того, производятся рабочие поверки и исследования геодезических приборов, описанные в инструкциях и других нормативных документах.

СВЕДЕНИЯ ИЗ ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ И ФИЗИЧЕСКОЙ ОПТИКИ

В геодезических приборах применяются разнообразные оп­тические системы. На основе законов и положений геометри­ческой оптики создаются достаточно точные теории этих си­стем. Построенные таким образом геодезические инструменты являются весьма совершенными оптическими приборами, ра­ботать с которыми может лишь специалист, имеющий прочные знания по геометрической оптике.

В современных геодезических приборах, особенно в свето-дальномерах, лазерных и других устройствах, важная часть вопросов теории оптических систем, связанная, например, с об­разованием и качеством изображения, разрешающей способ­ностью и т. п., рассматривается с привлечением физической оп­тики, изучение которой также необходимо для получения уг­лубленных знаний о приборах.