Буссоль
Буссо́ль (фр. boussole) — прибор, предназначенный для определения магнитного азимута на местности или в условиях горных работ. Основные компоненты буссоли включают закрытую коробку из немагнитного материала, защищённую стеклом, с азимутальным кольцом. Внутри, на острие шпиля, расположена свободно движущаяся магнитная стрелка, а также могут быть установлены диоптры или зрительная труба для точного наведения на объект (визирования). Чтобы обеспечить горизонтальное положение кольца, к буссоли часто добавляют уровни. Устройство используется в топогеодезических исследованиях, для настройки артиллерийских орудий на цель и в других целях. В маркшейдерии, для менее значительных съёмок горных выработок, применяется подвесная буссоль[1]. Буссоль широко применяется в геологии, археологии и лесном хозяйстве, а также используется в геодезических и маркшейдерских работах[2].
История
В марте 1812 года в Королевском патентном бюро зарегистрировано изобретение Чарльза Шмалькальдера под номером 3545, названное «Философские инструменты». В этом патенте описывалось усовершенствование компаса, а точнее — буссоли, используемой для определения направлений и измерения углов[3].
Для повышения точности и удобства использования Чарльз Шмалькальдер разместил призму над шкалой буссоли, при этом её нижняя часть являлась выпуклой, что позволяло наблюдателю одновременно видеть шкалу и ориентир в увеличенном виде. Деления шкалы могут совпадать как с визирным устройством (диоптром), так и с объектом, что ускоряет процессы измерения и увеличивает точность. Призма и диоптр сделаны складными для удобства транспортировки. Этот принцип применяется в буссолях и компасах и в XXI веке[3].
Патент действовал 14 лет, после чего производители начали маркировать приборы своими именами. В 1840-х годах сын Шмалькальдера, Дж. Томас, занимался производством буссолей, но его объёмы являлись значительно меньше, чем производство по патенту отца. В начале 1850-х годов он закрыл своё предприятие, и имя Шмалькальдера постепенно исчезало из названий изделий. Советские производители наиболее честно отнеслись к наследию Шмалькальдера, вернув его имя на приборы. В конце 1940-х годов Харьковский завод «Арсенал» выпустил буссоль БШ-1, а затем аналогичную модель начали производить на Изюмском приборостроительном заводе, дополнив маркировку обязательной расшифровкой в паспорте[3].
Устройство буссоли
Основными частями буссоли являются: магнитная стрелка, подвешенная на шпиль в центре кольца, и само градуированное кольцо. В нерабочем положении стрелка зажата — арретирована. Северный конец стрелки — тёмно-синий или вороненый. Наименьшее деление кольца буссоли называется ценой деления буссоли, обычно равно 1 или 0,5°[4].
Буссоль БГ-1 состоит из следующих основных частей:
- буссоль;
- предметный диоптр;
- магнитная стрелка;
- градусное кольцо;
- глазной диоптр;
- алидада;
- лимб;
- втулка[5].
Лимб соединён с буссолью, и обе эти части могут совместно вращаться по втулке. Втулка служит для закрепления буссоли на штативе. Алидаду можно вращать относительно лимба, что необходимо для измерения горизонтальных углов. Диоптры являются визирными приспособлениями. Магнитная стрелка буссоли свободно подвешена на острие шпиля, укреплённого в центре градусного кольца[5].
Если деления на градусном кольце буссоли подписаны от 0 до 360°, то такое кольцо называется азимутальным. Если же противоположные деления одного из диаметров кольца отмечены подписями 0° и от каждого из них значения градусов возрастают в обе стороны до 90°, то такое кольцо называется румбическим[5].
Буссоли по точности
| Название | Размеры, мм | Вес, г | Погрешность
измерения углов, не более |
Погрешность
измерения азимутов и румбов, не более |
|---|---|---|---|---|
| БГ-1 (Украина) | 112 × 112 × 170 | 450 | 10′ | 30′ |
| АР-1 (Россия) | 100 × 140 × 140 | 500 | 10′ | 5′ |
| Suunto KB-14 (Финляндия) | 75 × 50 × 16 | 108 | 20′ | 20′ |
| Suunto Tandem (Финляндия) | 150 × 75 × 16 | 180 | 20′ | 20′ |
| Silva Sight Master (Швеция) | 75 × 53 × 16 | 110 | 30′ | 30′ |
| Silva Survey Master (Швеция) | 160 × 54 × 16 | 230 | 30′ | 30′ |
| Silva Laser Master (Швеция) | 170 × 53 × 16 | 300 | 30′ | 30′ |
| Silva Precision 80 (Швеция) | 87 × 73 × 28 | 95 | 30′ | 30′ |
Виды буссоли
По принципу установки буссоли разделяют:
- Штативная — устанавливаемая при измерениях на штатив.
- Ручная, теодолитная — устанавливаемая на угломерные приборы — теодолиты.
- Настольная — укладываемая на карту или план при их ориентировании[2].
По виду шкалы буссоли бывают (ГОСТ 21830-76):
- Круговая буссоль — буссоль, рабочая мера которой является замкнутой круговой шкалой (360°).
- Ориентир-буссоль — буссоль, рабочая мера которой ограничена двумя диаметрально противоположными секторами (штрихами).
- Цилиндрическая буссоль — ориентир-буссоль, помещённая внутри цилиндра[2].
Поверки буссоли
Магнитная стрелка должна быть уравновешена
Для поверки выполнения этого условия приводят при помощи уровня градусное кольцо буссоли в горизонтальное положение. Если концы свободной стрелки будут находиться в плоскости кольца буссоли, то условие выполнено; в противном случае передвижением муфты, имеющейся на одном конце стрелки, добиваются совмещения плоскости стрелки с плоскостью градусного кольца. Стрелку можно уравновесить кусочками воска, алюминиевой фольги и так далее[7][5].
Магнитная стрелка должна обладать достаточной чувствительностью
Для поверки соблюдения условия приводят градусное кольцо буссоли в горизонтальное положение и, дав стрелке успокоиться, производят отсчёт по одному из её концов; затем, поднося железный предмет, отводят конец стрелки в сторону и, когда стрелка успокоится, снова отсчитывают по тому же концу стрелки; оба отсчёта должны быть одинаковы. Так поступают несколько раз. Если отсчёты неодинаковы, то можно предположить, что стрелка слабо намагничена, или остриё шпиля недостаточно отточено, или плохо отшлифована внутренняя поверхность шляпки стрелки. Недостатки исправляются в мастерской[7].
Ось вращения магнитной стрелки должна совпадать с центром градусного кольца
Для поверки соблюдения условия приводят градусное кольцо буссоли в горизонтальное положение и, вращая буссоль, отсчитывают по обоим концам свободной стрелки на разных местах градусного кольца. Если разность таких отсчётов будет равна 180°, то условие выполнено. В противном случае говорят, что магнитная стрелка имеет эксцентриситет. Устранить эксцентриситет магнитной стрелки нельзя, но влияние его можно и необходимо исключить. Для этого надо отсчитывать по кольцу буссоли по обоим концам стрелки[7].
Буссольная съёмка
Буссольную съёмку как самостоятельную применяют лишь при съёмке небольших лесных участков, а также в качестве дополнительной при других видах съёмок[8]. Буссольная съёмка является плановой угломерной съёмкой, в процессе которой измерения магнитных азимутов направлений производят буссолью, а линейные измерения выполняют с помощью мерной ленты[9].
Производство буссольной съёмки включает следующие этапы:
- разбивку буссольного хода в выработке;
- измерение магнитных азимутов и углов наклона;
- измерение длин и съёмки подробностей;
- обработку и составление плана буссольной съёмки[9].
Примечания
- ↑ Иофис М. А. Буссоль. Большая российская энциклопедия. Дата обращения: 1 февраля 2025. Архивировано 1 февраля 2025 года.
- ↑ Перейти обратно: 2,0 2,1 2,2 Буссоль. Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет. Дата обращения: 1 февраля 2025.
- ↑ Перейти обратно: 3,0 3,1 3,2 Истахов С. Шмалькальдер навсегда // Наука и Жизнь. — 2016. — № 3. — С. 78.
- ↑ Репина А. Н. История одного предмета. Геодезическая буссоль // «Кирилло-Белозерский историко-архитектурный и художественный музей-заповедник». — 2019.
- ↑ Перейти обратно: 5,0 5,1 5,2 5,3 Буссольная съёмка. — Белорусский государственный технологический университет.
- ↑ Буй А. А. Буссоли // Лесное и охотничье хозяйство. — 2009. — № 2. — С. 17.
- ↑ Перейти обратно: 7,0 7,1 7,2 Карабцова З. М. Геодезия. — Владивосток: Дальневосточный государственный университет, 2002. — 151 с.
- ↑ Астахова И. А. Съёмки местности. — Майкоп, 2016. — 92 с.
- ↑ Перейти обратно: 9,0 9,1 Гусев В.Н., Илюхин Д.А., Киселёв В.А. Маркшейдерское обеспечение горного производства. — СПб., 2019. — 33 с.