Бусоль — геодезический навигационный прибор¶
Бусоль — компасный навигационно-геодезический прибор, предназначенный для измерения горизонтальных углов и определения направлений на местности. В отличие от обычного компаса, бусоль снабжена визирным устройством (визиром) и лимбом с градусной шкалой, что позволяет измерять углы между направлениями с точностью до 0°5′–1°. Широко применяется в топографической съёмке, геологоразведке, лесоустройстве, военном деле и туризме.
¶История
Прообразом бусоли стал морской компас, известный с X века. В XVI–XVII веках для астрономических и геодезических измерений начали применять астролябии и квадранты, но они требовали сложных вычислений. Термин «бусоль» происходит от итальянского bussola — «компас», которым пользовались моряки Средиземноморья.
В России первые бусоли появились в XVIII веке в связи с масштабными географическими экспедициями и триангуляцией. В 1730-е годы М. В. Ломоносов и И. И. Белинский разработали проект «геометрического верстомера» — прибора для измерения расстояний, включавшего элементы бусоли. В XIX веке бусоли стали стандартным инструментом военных топографов и землемеров. Особое развитие получили в СССР, где были налажены серийные выпуски приборов различных типов: Азимут, ГИК-1, АГК-1, АГУ и другие.
¶Устройство и принцип работы
Основные элементы бусоли:
- Компасный механизм — магнитная стрелка, уравновешенная на оси и закреплённая в корпусе. Стрелка свободно вращается и ориентируется по магнитному полю Земли.
- Лимб — круговая шкала, разделённая на градусы (обычно 0–360°), закреплённая неподвижно относительно корпуса.
- Визир — приспособление (мушка и целик, либо визирная трубка) для наведения прибора на измеряемый объект.
- Отсчётное устройство — микрометрическая лупа или отсчётная микроскопическая линейка для точного считывания показаний лимба.
- Корпус с бархотным ложем для стрелки и устройством демпфирования колебаний.
Принцип измерения горизонтального угла: прибор устанавливают на штатив, наводят визир на первую точку и фиксируют отсчёт по лимбу, затем поворачивают корпус на вторую точку и вновь снимают отсчёт. Разность отсчётов даёт величину измеряемого угла. Для повышения точности измерения повторяют несколько раз («приёмов») и берут среднее значение.
¶Классификация
По назначению бусоли делятся на:
- Геодезические (геодезические бусоли, например, БГ) — для инженерно-геодезических измерений, имеют точность до 1′.
- Топографические (типа Азимут, АГК) — для полевых топографических съёмок, точность 1′–2′.
- Военные (артиллерийские, например, АА-2) — для определения азимутов и наводки орудий.
- Лесоустроительные — для работ по разбивке лесных кварталов и трасс.
- Горные (шахтные) — для подземной съёмки, с компенсатором взамен магнитной стрелки.
- Туристические и спортивные — упрощённые модели для ориентирования на местности.
По типу компасного механизма различают бусоли со стрелочным компасом и с жидкостным (вращающимся диском, заполненным демпфирующей жидкостью).
¶Основные модели
| Модель | Точность | Применение |
|---|---|---|
| БГ (геодезическая) | 1′ | Инженерная геодезия |
| Азимут | 1′ | Топографическая съёмка |
| АГК-1 | 1′ | Геологическая съёмка |
| АГУ | 0,5′ | Астрономические определения |
| АА-2 | 2′ | Военное дело |
| ГИК-1 | 1′ | Геологоразведка |
¶Применение
Бусоли применяются в следующих областях:
- Топографическая съёмка — построение планов и карт местности, измерение углов между ориентирами.
- Геологоразведка — определение азимутов падения и простирания пластов, привязка геологических наблюдений.
- Инженерные изыскания — разбивка трасс дорог, линий электропередач, трубопроводов.
- Лесоустройство — разметка лесосек, измерение площадей вырубок.
- Военное дело — корректировка огня, определение координат наблюдательных пунктов.
- Спортивное ориентирование — топографическая подготовка спортсменов.
В XXI веке электронные тахеометры и навигаторы GPS/GNSS вытеснили бусоли из ряда профессиональных областей, однако прибор продолжает использоваться как резервный и учебный инструмент, а также там, где нет доступа к электропитанию или спутниковым сигналам (под землёй, в тайге).
¶Погрешности и компенсация
Основные источники погрешностей измерений бусолью:
- Склонение магнитной стрелки — угол между истинным и магнитным меридианами. Учитывается при переводе измеренных азимутов.
- Возмущения от местных предметов — железные руды, металлические конструкции, ЛЭП искажают магнитное поле. Для уменьшения погрешности бусоль устанавливают на удалении от источников возмущений.
- Погрешность лимба и визирования — компенсируется многократными измерениями и применением отсчётных устройств повышенной точности.
- Наклон оси вращения — устраняется выверкой по уровню.
¶Примечания
Бусоль не следует путать с гироскопическим компасом, который не зависит от магнитного поля, и с электронным компасом на основе датчиков Холла, применяемым в смартфонах.
¶Источники
- Кадыков А. П. «Астрономическая, геодезическая и гравиметрическая практика». — М.: Недра.
- Данилов А. Д. «Курс топографии». — М.: Недра.
- Справочник геодезиста. — М.: Недра.
- Энциклопедия военных и морских наук. — СПб.
- Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия.