Задачами вертикальной съемки местности являются: а) измерение превышений между точками и б) определение высот точек относительно отсчетной уровенной поверхности. Этот вид геодезических работ называется нивелированием.

В зависимости от используемых приборов различают следующие виды нивелирования:

геометрическое; превышение между точками измеряют с помощью прибора с горизонтальным визирным лучом – нивелиром;

тригонометрическое; проводят наклонным визирным лучом теодолита по результатам измерения угла наклона визирной линии и расстояния между точками;

физическое; подразделяется на гидростатическое, барометрическое и аэрорадионивелирование. При гидростатическом нивелировании превышения между точками определяют по разности уровней жидкости в сообщающихся сосудах. Барометрическое нивелирование выполняют с помощью барометров, и разность высот точек соотносят с разностью атмосферного давления в этих точках. Аэрорадионивелирование выполняют с помощью радиовысотомера и статоскопа, позволяющих установить высоту самолета над земной поверхностью и ее изменение за время полета;

автоматическое (механическое) нивелирование осуществляется с помощью нивелиров–автоматов, находящихся на транспортных средствах и содержащих маятниковое устройство с самописцем, автоматически вычерчивающим профиль пройденного пути.

В инженерной практике наиболее часто выполняют геометрическое и тригонометрическое нивелирование.

---

Способы геометрического нивелирования

1. Нивелирование вперед (рис.2.16).

Н
Рис.2.16. Нивелирование вперед


ивелир устанавливают в исходной точке А, а вертикальную рейку (трех– или четырехметровую планку с сантиметровыми делениями) – в определяемой точке В. по измеренной высоте i прибора и отсчету b по рейке находят превышение h и отметку H точки В:

; . (53)

(Формулы имеют алгебраический смысл).

2. Нивелирование из середины (рис.2.17).

В нивелируемых точках А и В ставят рейки. Нивелир устанавливают между ними (не обязательно в створе), и по разности заднего а и переднего b отсчетов находят превышение h:

; . (54)

(Для контроля измерений применяют двустороннеокрашенные рейки, у которых деления черной стороны начинаются с нуля, а нуль красной стороны смещен на некоторую постоянную величину). Эти два способа применяют при расстояниях от инструмента до рейки в пределах 100 – 150 м.




Рис.2.17. Нивелирование из середины




3. Сложное (последовательное нивелирование) (рис.2.18).

Э
то способ используют, когда требуется определить отметки ряда точек или передать отметку с исходного пункта (репера) на удаленную точку местности. Здесь на каждой станции снимаются отсчеты по рейке и вычисляют превышения. Общая последовательность таких станций называется нивелирным ходом.

И
Рис.2.18. Сложное последовательное нивелирование



з рис.2.18 следует, что

. (55)

В нивелирных работах при расстояниях более 100 м в результаты измерений нужно вводить поправку за кривизну Земли и рефракцию. Эта

---

общая поправка в среднем составляет величину

, (56)

где R – радиус Земли; d – расстояние между точками.

При нивелировании вперед с учетом (56)

, (57)

а при нивелировании из середины

. (58)

Из (58) следует, что при примерном равенстве расстояний от инструмента до реек эту поправку можно не вводить. В этом заключается одно из преимуществ нивелирования из середины.

Принципиальное устройство и поверки нивелира

В настоящее время на производстве в основном используют два вида нивелиров: а) с уровнями при трубе для установки ее в горизонтальное положение и б) с компенсаторами маятникового типа, автоматически удерживающими визирную ось в горизонтальном положении (при наклоне не более чем 5 – 10'). В последние годы нашли свое применение лазерные нивелиры и нивелиры с автоматической регистрацией взятых отсчетов.

С
Рис.2.18. Нивелир
овременные нивелиры с уровнями (рис.2.18) снабжены дополнительным круглым уровнем (1) для установки прибора в рабочее положение и элевационным винтом (2), позволяющим наклонять на небольшой угол зрительную трубу вместе с цилиндрическим уровнем. Перед каждым отсчетом по рейке этим винтом пузырек уровня приводят в нуль–пункт.

Особенностью конструкции данного нивелира является наличие в нем системы призм, с помощью которых изображение концов пузырька уровня передается в поле зрения трубы. Пузырек уровня находится в нуль–пункте тогда, когда его концы в контакте (рис.2.19,б).

Н
а рис.2.19,а показано отсутствие контакта.

У
Рис.2.19. Контактный уровень

нивелира с уровнем нужно выполнить 3 поверки.

1–я поверка: ось круглого уровня должна быть параллельна оси вращения прибора.

Тремя подъемными винтами приводят пузырек уровня в нуль–пункт. Поворачивают подставку на 180⁰. Если пузырек отклоняется от середины, то исправительными винтами уровня перемещают пузырек в сторону середины на половину дуги отклонения, а подъемными винтами приводят в нуль–пункт.

---

2–я поверка: горизонтальная нить сетки должна быть перпендикулярна оси вращения нивелира.

Горизонтальную нить наводят на рейку и берут отсчет по левому концу средней нити, затем трубу передвигают по азимуту и берут отсчет по правому концу. Если эти отсчеты отличаются более, чем на 1 мм, то сетку нужно развернуть. Для этого ослабляют крепежные винты обоймы сетки и разворачивают ее.

3–я поверка: ось цилиндрического уровня должна быть параллельна визирной оси (главное условие).

Поверку выполняют способом двойного нивелирования вперед. Для этого на сравнительно ровной местности закрепляют колышками две точки на расстоянии 50 – 70 м друг от друга. Над одной из точек ставят нивелир, над другой – рейку. После приведения нивелира в рабочее положение измеряют его высотуi₁ над точкой и снимают отсчет по рейке (рис.2.20,а).

Пусть визирная ось не параллельна оси уровня и отсчет в взят с ошибкой x, тогда превышение

. (59)

После этого меняют местами нивелир и рейку и вновь выполняют нивелирование вперед (рис.2.20,б). При этом

. (60)

Приравняв выражения (59) и (60), находим ошибку отсчета

. (61)

Е
сли эта ошибка окажется более 4 мм, то положение оси цилиндрического уровня нужно исправить. Для этого вычисляют исправленный отсчет а₀ = а – x и, не снимая нивелир со второй станции, делают отсчет по рейке равным а₀ с помощью элевационного винта, а пузырек уровня возвращают в нуль–пункт исправительными винтами. Для контроля поверку повторяют.

У
Рис.2.20. Двойное нивелирование

нивелира с компенсатором первые две поверки аналогичны, а третье условие заключается в том, что визирная ось должна быть горизонтальна. Поверка выполняется также двойным нивелированием, но исправление делают по–другому: на второй станции исправленный отсчет

---

а₀ устанавливают с помощью вертикальных исправительных винтов сетки.
Тригонометрическое нивелирование
Принципиальная схема этого вида нивелирования показана на рис.2.21. Для нахождения превышения h между точками А и В в одной из точек ставится теодолит, а на другую ставят визирную цель (например, рейку).

Из решения прямоугольного треугольника следует, что так называемое табличное превышение

, (62)

а искомое превышение

, (63)



где D – расстояние между точками;  – угол наклона, L – высота визирования.

Если D измеряется нитяным дальномером, то

;

. (64)

Рис. 2.21. Тригонометрическое нивелирование

Для нахождения превышения по этой формуле составлены таблицы, и потому оно называется табличным.

Г идростатическое нивелирование выполняют с помощью сообщающихся сосудов (рис.2.22) и превышения находят по разности уровня жидкости в этих сосудах.

Если сосуды имеют одинаковый размер l, то согласно рисунку

, (65)

г
Рис.2.22. Гидростатическое

нивелирование
де отсчеты а и b берут либо по выгравированной на стекле шкале, либо с помощью штанговых микрометров. Если же сосуды имеют разные размеры l₁ и l₂, то искомое превышение можно получить по результатам двойного нивелирования с переменой мест сосудов. Тогда

; ;

. (66)

Гидростатическое нивелирование обладает наивысшей точностью, поэтому его применяют для строгой выверки технологического оборудования: конвейерных линий, установки магнитов в ускорителях элементарных частиц и т. п. Но оборудование для этого метода не транспортабельно и оно применяется на ограниченных площадях в закрытом помещении.

---

Смотрите также файлы

• Памятка для учащихся и родителей.docx

• Урок литературного чтения Составила учитель начальных классов.ppt

• Кафедра математики, информатики и методики преподавания.docx

• Федеральное агентство по рыболовству Федеральное государственное бюджетное образовательное.docx

• Виды игр и их роль в развитии, обучении и воспитании детей Классификация игр.pptx