geodetski instrumenti, mjerni uređaji za izmjeru Zemljine površine. U osnovi se razvrstavaju na instrumente za mjerenje kutova, dužina, visinskih razlika i za određivanje položaja točaka u prostoru.
Instrumenti za mjerenje kutova. Osnovni geodetski instrument kojim se mjere horizontalni i vertikalni kutovi jest teodolit. Glavni su mu dijelovi donji nepomični dio pričvršćen za stativ, podnožna ploča s tri podnožna vijka koji služe za horizontiranje instrumenta s pomoću libele, horizontalni krug koji služi za mjerenje horizontalnih kutova, gornji pomični dio (alhidada) koji se okreće oko vertikalne osovine koja prolazi središtem horizontalnog kruga, vertikalni krug koji služi za mjerenje vertikalnih kutova i durbin pričvršćen uz alhidadu s pomoću horizontalne osovine koja prolazi središtem vertikalnog kruga. Prema građi i načinu očitanja teodoliti se dijele na mehaničke, optičke i optoelektroničke. Mehanički teodoliti su starije konstrukcije s krugovima na kojima su ucrtane skale (limbovi) od metala. Očitanje kuta obavlja se povećalom ili jednostavnim mikroskopom. Durbin (dalekozor) je razmjerno velike duljine, s izoštravanjem slike na osnovi vanjskog izoštravanja. Optički teodoliti imaju za očitanje kuta staklene krugove te složeniju građu mikroskopa. Optoelektronički teodoliti imaju posebnu građu krugova za očitanje kuta pogodnu za digitalno očitanje primjenom optoelektroničkih sustava. Elektronički sklopovi omogućuju pohranjivanje vrijednosti kuta te obradbu podataka. Takvi suvremeni teodoliti danas su integrirani u geodetske mjerne stanice.
Instrumenti za mjerenje dužina mogu biti mehanički, optički ili elektronički (elektrooptički). Mehaničko mjerenje dužina izravna je metoda mjerenja, a izvodi se primjenom mjernih vrpcâ, žica ili letvi, nizanjem duž mjerene dužine. Optičko mjerenje dužina provodi se optičkim daljinomjerima te instrumentima zasnovanima na interferenciji svjetlosti. Elektroničko mjerenje dužina zasniva se na mjerenju vremena koje je elektromagnetskom valu potrebno za prijelaz od odašiljača (instrumenta) do reflektora (objekta) i natrag.
Instrumenti za mjerenje visinskih razlika i određivanje visina. Visinske razlike te relativne i apsolutne visine određuju se geometrijskim, trigonometrijskim, hidrostatskim i barometrijskim → nivelmanom. Osnovni instrument za mjerenje visinskih razlika geometrijskim nivelmanom jest nivelir s opremom (stativ, nivelmanska letva sa skalom i dr.). Nivelir u radnom položaju formira zamišljenu horizontalnu ravninu u prostoru koja presijeca podjelu (skalu) na vertikalno postavljenoj nivelmanskoj letvi. Prema konstrukciji može biti mehanički, optički i elektronički (digitalni), a prema metodi formiranja horizontalne ravnine u prostoru nivelir s nivelacijskom libelom ili s kompenzatorom. Instrument za trigonometrijsko mjerenje visinskih razlika je optički tahimetar (teodolit u koji je integriran optički daljinomjer) ili geodetska mjerna stanica. Hidrostatski nivelman provodi se tzv. vodenom vagom sastavljenom od fleksibilne cijevi s tekućinom na krajevima koje su prozirne cjevčice s visinskom podjelom, što omogućuje dovođenje krajeva u jednaku visinu. Barometrijski nivelman zasniva se na mjerenju atmosferskoga tlaka koji se mijenja ovisno o visini na kojoj se mjeri. Hidrostatski i barometarski nivelman nemaju zadovoljavajuću geodetsku točnost, pa se korišteni pribor ne ubraja u geodetske instrumente u užem smislu.
Različiti zadatci mjerenja u geodeziji uvjetovali su primjenu i raznovrsnih drugih instrumenata i uređaja za određivanje položaja točaka u prostoru, npr. uređaja za mjerenja globalnim navigacijskim satelitskim sustavom (GNSS), instrumenata za gravimetrijska, geofizička i geodetsko-astronomska mjerenja, opreme za fotogrametriju i sl.
Među prvima je o mjernim instrumentima pisao Heron iz Aleksandrije početkom I. tisućljeća, kada je opisao instrument s ugrađenom kružnom horizontalnom pločom i linealom za viziranje. Ti se instrumenti nisu mijenjali do pojave durbina u XVII. st. Razvoj nivelira i uređaja za horizontiranje započeo je izumom cijevne libele 1662. Prvi poznati mehanički teodolit konstruiran je 1730. Znatna poboljšanja geodetskih instrumenata uveo je Heinrich Wild (1877–1951) kao osnivač odjela za geodetske instrumente tvornice Zeiss u Jeni. Od druge polovice XX. st. geodetski se instrumenti razvijaju velikom brzinom, posebice elektronički i digitalni, te oni zasnovani na GNS sustavu.
Geodetski instrumenti u Hrvatskoj
Sigurno je da su se na prostoru današnje Hrvatske još starogrčki kolonisti na Starigradskom polju na Hvaru i drugdje koristili pomagalima za izmjeru i iskolčenje zemljišta, a njihova su znanja dalje razvijali rimski mjernici. Mjeriteljstvo i optika kao znanost u Hrvatskoj također imaju duboke korijene, te su → Markantun de Dominis (sv. 4), → Marin Getaldić (sv. 4), → Ruđer Josip Bošković i drugi dali znatan doprinos u tom području, zabilježen i vrednovan u svjetskoj znanstvenoj literaturi. Potonji od njih se među ostalim bavio i praktičnom geodezijom, te je 1750–85., u epohi ručne izradbe instrumenata, postigao zapažene uspjehe u konstrukciji i verifikaciji optičkih, astronomskih i geodetskih instrumenata. U XIX. st. započela je izmjera hrvatskih prostora u organizaciji Austrije (od 1818) i Ugarske (od 1847), a pritom su se rabili instrumenti izrađeni u inozemstvu.
Godine 1860. otvoreno je Kraljevsko gospodarsko i šumarsko učilište u Križevcima. Uz teorijsku nastavu učenici su imali i tzv. vježbanje na polju, gdje su se služili optičkim spravama. Predavač za predmete mjeračina (mjerenje), mjerstvo (geometrija), razanje (niveliranje) i graditeljstvo bio je → Vjekoslav Köröskenyi, autor prvoga geodetskog udžbenika na hrvatskom jeziku (Geodäsija, 1874), u kojem je opisao i tadašnje geodetske instrumente. Nastava tog područja intenzivirala se osnivanjem Geodetskoga tečaja u sastavu Šumarske akademije pri Mudroslovnom fakultetu u Zagrebu 1908., koji je od 1919. i osnutka Tehničke visoke škole (od 1926. Tehnički fakultet) bio u njezinu sastavu, prerastavši u Geodetski odjel. Predavanja je isprva držao → Vinko Hlavinka, a od 1911. → Pavle Horvat. Od 1956. studij geodezije održava se na Arhitektonsko-građevinsko-geodetskome fakultetu (AGG), a od 1962. na samostalnom → Geodetskome fakultetu.
Od 1947. u novoosnovanome zagrebačkom poduzeću → Fotokemika (sv. 2) započela je s radom prva u nas radionica za industrijsku izradbu optičkih elemenata. Od 1948. u Kraljevcu na zagrebačkom Črnomercu djelovala je Optička škola, koje je prvi honorarni upravitelj i stručni nastavnik bio → Stjepan Mohorovičić (sv. 4). Od osnutka tvornice Optička industrija Zagreb (Optika; poslije Optička industrija → Ghetaldus; sv. 2) 1949. škola je djelovala uz njezinu potporu. Od 1949. u istom je prostoru djelovala i Industrijska optička škola, a od 1953. škole su objedinjene u Industrijsku školu za preciznu mehaniku i optiku (poslije Tehnička škola Ruđera Boškovića), koja se zajedno s Ghetaldusom preselila na Žitnjak.
Jedan od profesora Optičke škole bio je od 1950. → Dušan Benčić, koji je u školi utemeljio Laboratorij za optička mjerenja, a od 1953. bio voditelj mjernoga laboratorija i kontrole proizvoda u Ghetaldusu. Od 1955. radio je na Geodetskom odsjeku AGG-a, gdje je isprva bio asistent na kolegiju Niža geodezija, a potom i predavao kolegije Geodetski instrumenti i Praktikum iz geodetskih instrumenata. Osnovao je te uz pomoć Ghetaldusa i nastavnika svoje bivše škole opremio Laboratorij za mjerenja i ispitivanja geodetskih instrumenata (poslije Laboratorij za mjerenja i mjernu tehniku) izradivši i postavivši niz kolimatora i drugih uređaja za ispitivanje i rektifikaciju instrumenata; voditelj laboratorija bio je 1964–81. Od akademske godine 1973/74. na Fakultetu postoji i kolegij Fizikalne osnove elektroničkih instrumenata koji predaje → Nikola Solarić. On je, baveći se automatizacijom mjerenja, razvio 32 izvorne metode mjerenja, projektirao i izgradio kalibracijsku bazu za ispitivanje i umjeravanje (kalibriranje) elektrooptičkih daljinomjera, te pridonio razvoju Laboratorija. Tom razvoju pridonijela je i suradnja s Laboratorijem za precizna mjerenja Fakulteta strojarstva i brodogradnje u Zagrebu osnovanim 1959 (osnivač → Ivo Hercigonja; sv. 1, dugogodišnji voditelj → Federico Dusman; sv. 1), koji je danas ovlašteni laboratorij Državnoga zavoda za normizaciju i mjeriteljstvo Hrvatske, u kojem se nalaze primarni etaloni za mjerenje duljina u strojarstvu. Jedan od osnovnih zadataka Laboratorija na Geodetskome fakultetu bila je uspostava mjernog jedinstva pri mjerenju duljina, ostvarenog realizacijom osnovice za mjerenje elektrooptičkih daljinomjera, tj. primarnog etalona za mjerenje velikih duljina. Za tu je namjenu na nasipu odteretnoga kanala Sava–Odra pokraj Donje Lomnice i Lukavca izrađena 1982. osnovica s 25 betonskih stupova postavljenih na duljini 3000 m, po čemu spada među najveće na svijetu. D. Benčić autor je sveučilišnih udžbenika Geodetski instrumenti I i II (1971. i 1973), Geodetski instrumenti (1990), te s N. Solarićem Mjerni instrumenti i sustavi u geodeziji i geoinformatici (2008). Pod okriljem laboratorija svoje je doktorske disertacije izradilo više stručnjaka, a rad prethodnika danas nastavljaju Đuro Barković, Mladen Zrinjski i dr.
S. Horvat (ur.): Geodetski instrumenti i mašine za računanje na geodetskoj izložbi. Zagreb, 1935.
N. Neidhardt: Geodetski instumenti u starom vijeku. Geodetski list 64(1940) 6., str. 289–304.
D. Benčić, N. Solarić, Z, Lasić: Značenje metrološke djelatnosti i njen razvoj u Republici Hrvatskoj. Geodetski list, 47(79(1993) 4., str 293–304.
Lj. Trajbar-Benčić, D. Benčić: Optička škola jezgra današnje Tehničke škole Ruđera Boškovića. U: Spomen knjiga Tehničke škole Ruđera Boškovića Zagreb. Zagreb, 1998.
Z. Vrebčević: Razvoj optičke industrije u Hrvatskoj od osnutka do danas. Hrvatski optičar, 4(1998) 9, str. 28–37.
D. Benčić: Razvoj znanstveno-nastavnog područja mjerenja i mjernih instrumenata u Geodetskom zavodu Geodetskog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu. Geodetski list, 56(79)(2002) 1, str. 33–46.
B. Hanžek: Dr. Stjepan Mohorovičić (1890. – 1980.). Promicatelj povezanosti hrvatske optičke industrije sa školstvom. Cris, 24(2022) 1, str. 152–161.
D. Benčić: GEODETSKI INSTRUMENTI I UREĐAJI. Tehnička enciklopedija, sv. 6, 1979., str. 31–58.
