Исходя из предложений, поступивших из различных ведомств и от видных ученых страны, в 1881 г. в ВТО Главного штаба начальником геодезического отделения генерал-майором Э.Л. Коверским и его помощником, тогда еще капитаном С.Д. Рыльке, были разработаны общая программа и новая инструкция для проведения высокоточного геометрического нивелирования в России под названием «Геометрические нивелировки Военно-топографического отдела Главного штаба, возобновленные в 1881 году»²⁰⁸. В отличие от проекта создания нивелирной сети, разработанного ВТО Главного штаба в 1872 г., в программе и инструкции построения нивелирной сети 1881 г. предусматривалось решение не только практических, но и научных задач, связанных с дальнейшим развитием наук о Земле, в том числе географии, общегосударственной и военной картографии. Эти задачи ставились с учетом рекомендаций Международной геодезической ассоциации и охватывали перспективу на несколько десятилетий вперед. Так, в их число входило: определение уровней Балтийского, Черного и Азовского морей, связь нивелирной сети России через прусские и австро-венгерские нивелировки с Северным и Средиземным морями, установление трехчетырех особых марок и принятие мер для их сохранения, с тем, чтобы они «могли послужить для позднейших исследований поднятий континента...»²⁰⁹.

Схема проекта высокоточного нивелирования 1881 г. была следующей: 1. Линии нивелирования прокладывались от Санкт-Петербурга на запад по обоим берегам Финского залива. Южная ветвь через Ригу, по побережью Балтийского моря должна была связать русские, немецкие и голландские линии нивелирования. 2. Кронштадтский футшток связывался по нескольким направлениям с футштоками Черного и Азовского морей, а через австровенгерскую нивелирную сеть - с футштоком Триеста. В нивелирную сеть включались футштоки, установленные в 1874 г. на Черном море (в Одессе, Севастополе и Очакове) и на Азовском море (в Геничевске, Таганроге и Мариуполе). Нивелирная сеть имела 11 футштоков. 3. Проложенная в 1873-1876 гг. линия нивелирования Санкт-Петербург - Москва продолжалась в юго-восточном направлении на Ряжск - Воронеж - Новочеркасск. От Ряжска она тянулась через Сызрань, Самару до Оренбурга. Западные и восточные линии нивелирования соединялись между собой линиями нивелирования, прокладываемыми в широтном направлении. В итоге строилось восемь полигонов и одна «висячая» линия Сызрань - Оренбург. Первую очередь нивелирования протяженностью в 13 752 версты намечалось осуществить в течение 12 лет четырьмя наблюдателями²¹⁰.

В дальнейшем предполагалось связать нивелирную сеть европейской части России с Большой сибирской нивелировкой, проходящей примерно по 52-й параллели с. ш. вдоль будущей Транссибирской магистрали, а также выполнить нивелирование по линиям Ростов - Владикавказ - Тифлис, Поти - Тифлис - Баку, Сызрань - Царицын - Астрахань и другие направления, предусматривающие определение уровней Черного и Каспийского морей²¹¹.

С 1881 г. нивелирование выполнялось нивелирами типа ВТО-1, оснащенными трубами с увеличением 30-40 крат, при длине визирного луча не более 85 м (40 саж.), в прямом и обратном направлениях двумя исполнителями. «Производители нивелировок, - отмечалось в инструкции, - постоянно должны иметь в виду, что вероятная ошибка нивелировки не должна превосходить 3 мм на километр (около 0,1 дюйма на версту)..., а посему все отдельные действия при нивелировании должны быть произведены со всевозможной тщательностью...»²¹². Однако технические требования инструкции на практике оказались труднореализуемыми: после выполнения работ случайные ошибки нивелирования оказались порядка 4,0-4,5 мм, а систематические - до 1 мм на 1 км хода²¹³.

Рекомендации по нивелированию с более высокой точностью были разработаны в 1882-1883 гг. геодезистом КВТ штабс-капитаном Д.Д. Гедеоновым²¹⁴. По его предложению были изготовлены новые более совершенные и точные нивелиры ВТО-11 с увеличением зрительной трубы 35-40 крат. Им же была разработана Инструкция для производства нивелировок в 1883 году²¹⁵, предусматривающая ряд приемов, предназначенных для обеспечения точности нивелировок не хуже 3 мм (случайная ошибка) и 0,5 мм (систематическая) на 1 км хода. Например, при наблюдениях на станции вводился симметричный во времени порядок снятия отсчетов по рейкам, обязательными стали контрольные вычисления непосредственно в поле и проч. Методика нивелирования, принятая в 1883 г., применялась вплоть до 1913 г.²¹⁶ Точность нивелирования за эти годы достигла проектной²¹⁷.

В течение 1887-1888 гг. полковник (с 1886 г.) С.Д. Рыльке занимался обработкой результатов геометрических нивелировок ВТО Главного штаба, выполненных в 1881-1883 гг., и подготовкой к печати отчета об этих работах. В это же время он принимал активное участие в работе различных комиссий. В частности, он занимал должность первого комиссара смешанной русско-шведской комиссии по проверке государственной границы со Швецией. За период с 23 июня по 13 сентября 1888 г. комиссия проверила границу по рекам Торнео и Мунио, от города Торнео до норвежской границы, на протяжении 550 верст. При этом были проведены съемки в масштабе 100 саженей в дюйме в окрестностях городов Торнео и Хапаранди и около селения Хиэтанием на общей площади 30 кв. верст, и составлено новое топографическое описание всей проверенной части границы. За участие в этой работе в мае 1889 г. С.Д. Рыльке был награжден шведским правительством Командорским крестом королевского шведского ордена Меча 2-й степени. В этот же период С.Д. Рыльке вел большую работу, связанную с вычислениями определений разностей долгот 1877-1879 гг. и подготовкой к печати материалов по результатам нивелирования.

В 1889 г. была опубликована первая часть большой работы С.Д. Рыльке под заглавием «Геометрические нивелировки Военно-топографического отдела Главного штаба. Выпуск 1. Нивелировки, произведенные в 1881, 1882, 1883 годах»²¹⁸. Эта монография была первой из серии его работ, посвященных вопросам нивелировок, изучение которых он не прекращал затем на протяжении всей своей жизни.

В указанной работе автор дал краткий исторический обзор работ по нивелированию, проведенных ВТО Главного штаба в 1871-1881 гг., и анализ схем наблюдений, установленных для нивелировок, проведенных в 1881-1889 гг., осветил вопрос о преобладающем влиянии земной рефракции на точность нивелирования, описал устройства и порядок исследования нивелиров и реек, проанализировал систематические ошибки нивелирования, рассмотрел связи российских нивелировок с прусскими и австрийскими, сравнил высоты, полученные тригонометрическим и геометрическим нивелированием и др. Выполненная научно-исследовательская работа была высоко оценена геодезической общественностью, а в 1890 г. отделение математической географии Русского географического общества выдвинуло работы С.Д. Рыльке на соискание Большой золотой медали им. Ф.П. Литке²¹⁹. Рецензии на эти труды были даны председателем отделения генерал-майором А.А. Тилло - заслуженно считавшимся к тому времени «корифеем Русского географического общества»²²⁰.

А.А. Тилло - выпускник геодезического отделения Николаевской академии Генерального штаба и юридического факультета Лейпцигского университета, на редкость успешно сочетал научную деятельность со службой сначала в качестве первого начальника Оренбургского ВТО, затем на строевых должностях - командира батальона, полка, начальника штаба корпуса, начальника пехотной дивизии²²¹.

Мировую славу ему принесли созданные им замечательные гипсометрические карты европейской части России (1889, 1896), позволившие устранить принятое в географии XIX в. неправильное представление о рельефе западной части нашей страны: вместо двух широтных гряд - Урало-Балтийской и Урало-Карпатской - на его карте изображены две меридиональные возвышенности, которым он дал названия Средне-Русской и Приволжской. Для составления этих карт А. А. Тилло собрал и обработал громадный гипсометрический материал, исчисляющийся несколькими десятками тысяч пунктов (для гипсометрической карты 1889 г. было использовано 51 385 высотных точек), определенных по высоте геометрическим, тригонометрическим и барометрическим нивелированием²²², использовал несколько тысяч верст нивелирования вдоль железных (более 15 тыс. верст) и водных (более 3 тыс. верст) путей,²²³ данные 3-верстной военно-топографической карты Западной России и архивных карт, географические сведения о рельефе²²⁴.

Определение по телеграфу разностей долгот между пунктами вдоль 52-й параллели с. ш. (1866), участие в обширных астрономо-геодезических работах и съемках в Оренбургском крае и руководство Арало-Каспийской нивелировкой (1868-1871), обработка обширного материала по определению элементов земного магнетизма и составление первых магнитных карт на территорию России(1881, 1884, 1885), а также карт, отображающих периодические изменения магнетизма для всего земного шара (1895), интересные картометрические работы²²⁵ - таков далеко не полный перечень замечательных научных работ генерал-лейтенанта А.А. Тилло, многие из которых не утратили своей актуальности и по сей день, положили начало развитию методов использования карт как средства научного исследования²²⁶.

В 1894 г. под руководством С.Д. Рыльке было проведено первое уравнивание русской нивелирной сети. Результаты этой работы были опубликованы в виде Каталога высот русской нивелирной сети с 1871 по 1893 г.²²⁷, известного под названием «Каталога Рыльке». Он содержал высоты 1090 марок, укрепленных на линиях нивелирных ходов протяженностью 13 тыс. км, а также историко-статистические сведения о всех нивелировках, проведенных в указанный период, описание инструментов и порядка измерений. Вследствие значительной «несмыкаемости» (по выражению С.Д. Рыльке) восьми независимых полигонов, образованных 47 нивелирными линиями, за нулевую поверхность был принят не нуль Кронштадского футштока, а общий средний уровень Балтийского и Черного морей²²⁸. Точность нивелирования из уравнивания характеризовалась случайной ошибкой не более 3 мм на 1 км хода²²⁹.

В предисловии к упомянутому каталогу значение первых русских нивелировок оценивалось так: «Нивелировки, пролагаемые для устройства новых железных дорог, улучшения водных систем и осушения или обновления местности, опираясь на нивелировочные марки Главного штаба, в свою очередь представят надежные данные для изображения рельефа на наших картах...»²³⁰. Последнее имело громадное значение для составления на качественно новом уровне топографических, а по ним и географических карт.

Значение «Каталога Рыльке» было огромно не только для решения практических задач по географическому изучению и картографированию страны, проведения инженерных изысканий при строительстве дорог и мелиорации земель, но и для научных целей. Так, в тесной взаимосвязи науки и производства были разработаны теория высокоточного нивелирования, где большое внимание уделялось дальнейшим исследованиям вопросов влияния рефракции и других ошибок на результаты измерений, совершенствовались нивелиры и методика их применения, создавалась нормативная база и др.²³¹

В целом же следует отметить, что, несмотря на имевшие место некоторые недостатки в исполнении точного геометрического нивелирования, историческое и практическое значение первых русских нивелировок было велико. Марки этого нивелирования еще долгое время использовались для сгущения высотных сетей и проведения топографических съемок²³².

Примечания

208. Записки ВТО. 1883.

209. Кашин Л.А. 1979. С. 7.

210. Там же.

211. Там же.

212. Записки ВТО. 1883.

213. Кашин Л.А. 1979. С. 8.

214. Сергеев С.В., Долгов Е.И. Указ. соч. С. 78-79.

215. Записки ВТО. 1884.

216. Инструкция 1883 г. действовала до 1913 г. Затем в соответствии с решениями Международной геодезической ассоциации 1912 г., изменившими требования к точности геометрического нивелирования, в 1913 г. была введена новая Инструкция для нивелировок высокой точности, производимых Корпусом военных топографов (Инструкция 1913 г. была издана только в 1921 г.). /Кашин Л.А. Указ. соч. С. 11/.

217. Кашин Л.А. Указ. соч. С. 8.

218. Записки ВТО. 1889.

219. Селиханович В.Г. 1961. С. 46.

220. Семенов П.П. 1896. С. 1206.

221. Сергеев С.В., Долгов Е.И. Указ. соч. С. 533-534.

222. Тилло АЛ. 1888. С. 207-210.

223. Новокшанова З.К. 1961. С. 5, 81, 83.

224. Берлянт А.М. 1982; Берлянт А.М. 2001. С. 41.

225. Новокшанова З.К. Указ. соч. С. 5-6.

226. Берлянт А.М. 2001. С. 40, 42.

227. Рыльке С.Д. 1894.

228. Балтийско-Черноморская система высот просуществовала до 1934 г., что отвечало практическим запросам картографирования страны. Однако наряду с этим на первом геодезическом совещании представителей ВТУ Штаба РККА и Высшего геодезического управления ВСНХ в 1924 г. было принято считать нуль Кронштадского футштока по-прежнему основным нулем всех высот СССР /Кашин Л.А. Указ. соч. С. 11, 14-15/.

229. Селиханович В.Г. 1961. С. 60-62.

230. Цит. по кн.: Кашин Л.А. Указ. соч. С. 9.

231. Кашин Л.А. Указ. соч. С. 9.

232. Там же. С. 11.