Нивелирование • • Нивелирование — цикл измерений и

Нивелирование • • Нивелирование - цикл измерений и вычислений по определению высотных координат точек и превышений между ними. Превышение – разница высотных координат двух точек Определение отметок высоты точек местности сводится к установлению превышений h между исходной (начальной) точкой и определяемой

Нивелирование а) Геометрическое б) Тригонометрическое в) Физическое *барометрическое *гидростатическое *механическое *аэрорадионивелирование

Принцип геометрического нивелирования

Превышение между двумя точками равно отсчёту на заднюю рейку минус отсчёт на переднюю рейку или «взгляд назад минус взгляд вперёд» Задняя Нивелирование из середины Передняя

HB=HA+i-b HA+i - горизонт инструмента ГИ HB=ГИ-b Нивелирование вперёд

Приборы и принадлежности геометрического нивелирования

Поверки Поверка перпендикулярности оси цилиндрического уровня UU 1 к вертикальной оси вращения нивелира Поверка выполняется так же, как и в случае теодолита. • • Горизонтируют прибор После приведения в нуль-пункт пузырька уровня прибор поворачивают на 180º 3. Если пузырёк отошёл от середины более чем на 1 деление, то половину этого расстояния убирают исправительными винтами уровня (или элевационным винтом), остальное подъёмными винтами нивелира 4. Поверку повторяют, пока при любом положении алидадной части нивелира пузырек уровня не будет отклоняться от нуль -пункта не более чем на 1 деление.

Поверка положения сетки нитей в зрительной трубе Вертикальная линия сетки должна совпадать с направлением линии отвеса. При повороте нивелира в горизонтальной плоскости: точка должна перемещаться по горизонтальной линии сетки нитей

Поверка главного условия нивелира – непараллельности оси цилиндрического уровня визирной оси трубы У высокоточных и точных нивелиров величина угла между осью цилиндрического уровня и визирной осью не должна превышать 10". При расстоянии до рейки d = 100 м допустима ошибка в отсчете по рейке из-за непараллельности оси уровня и визирной оси, не превышающая:

Поверка непараллельности оси цилиндрического уровня визирной оси трубы 50 -70 м 2 -3 м

Поверка непараллельности оси цилиндрического уровня визирной оси трубы - исправление • Если x > 5 мм, то положение цилиндрического уровня необходимо исправить. • Вычисляют «правильный» отсчет: • Элевационным винтом наводят средний штрих сетки нитей на правильный отсчет a 0 по дальней рейке. При этом пузырек цилиндрического уровня уйдет из нуль-пункта. Вертикальными исправительными винтами приводят пузырек цилиндрического уровня в нуль-пункт, совмещая изображения концов половинок пузырька в поле зрения трубы.

Поверка непараллельности оси цилиндрического уровня визирной оси трубы - исправление • У нивелиров с компенсатором углов наклона цилиндрического уровня нет, и при выполнении поверки добиваются выполнения следующего условия: визирная ось зрительной трубы должна быть горизонтальна в пределах работы компенсатора. • Поверка выполняется в том же порядке, как и поверка цилиндрического уровня. Но при этом различие вычисленного a 0 и фактического a 2 отсчетов указывает на негоризонтальность визирной оси трубы. • Для исправления снимают колпачок, закрывающий исправительные винты сетки нитей зрительной трубы, и с помощью вертикальных исправительных винтов, наводят среднюю нить сетки нитей на отсчет по дальней рейке, равный вычисленному отсчету a 0.

Компенсация погрешности за непараллельность визирного луча При визировании из середины линии ошибки отсчетов по рейкам одинаковы и сокращаются

Влияние кривизны Земли и атмосферной рефракции R – радиус Земли d - расстояние до рейки R 1 – радиус рефракционной кривой

Нивелирование больших превышений. 1. Разбивают линию на отрезки с превышениями до 2 -3 м. 2. Выполняют нивелирование на каждом отрезке с ходом в обоих направлениях. 3. Поверяют и суммируют превышения на всех отрезках. Невязка нивелирного хода

Государственная нивелирная сеть Строится по принципу от общего к частному I класс III класс IV класс Создание единой системы высот на территории страны, решение научных задач Выполнение топографических съёмок и решение инженерно-геодезических задач Средняя квадратическая ошибка нивелирования Где где и превышения по секциям прямом и обратном ходах r – длина секции в км, n – количество секций

Нивелирование IV класса Ходы IV класса прокладывают в одном направлении внутри полигонов I-III классов или с опорой на узловые репера IV класса. Приборы: двусторонние трёхметровые шашечные рейки и нивелиры с уровнем или с компенсатором с увеличением трубы не менее 30 х Нивелиры типа Н-3, НВ, Н-3 К, НС 3, НС 4, 5, 6, Ni-030 Методика: Длина визирного луча до 100 м, при увеличении грубы не менее 30 х, до 150 м, неравноплечие не более 5 м, накопление в секции не более 10 м, высота визирного луча над почвой не менее 0, 2 м Последовательность наблюдений на станции ЗЧ-ПЧ-ПК-ЗК

Контроль и допуски: 1. на каждой станции вычисляют превышения 2. по основной шкале рейки и по дополнительной 3. d = (h. К -h. Ч) ≤ 5 мм 2. Невязка хода не более мм

Техническое нивелирование Прокладывают в одном направлении между реперами старших классов и системами с узловыми точками. Приборы: те же, что и для IV класса двусторонние трёхметровые шашечные рейки и нивелиры с уровнем или с компенсатором с увеличением трубы не менее 25 х Нивелиры типа Н-3, НВ, Н-3 К, НС 3, НС 4, 5, 6, Ni-030 Методика: Длина визирного луча до 150 м, при увеличении грубы не менее 25 х, до 200 м Контроль и допуски: 1. на каждой станции вычисляют превышения 2. по основной шкале рейки и по дополнительной 3. d = (h. К -h. Ч) ≤ 10 мм 2. Невязка хода не более мм

Характеристика Предельная с. кв мм/км Случайная Систематическая Класс нивелирования I II IV Техн. 0, 8 0, 08 2, 0 0, 20 5, 0 - 10, 0 - - Допустимая невязка Периметры нивелирных полигонов, км Обжитые районы 1200 400 60 -150 20 -60 Малообжитые районы 2000 100 -300 25 -80 Локальные и площ. геодинамич. полигоны 40 20 - - Застроенная 50 25 8 Незастроенная 80 40 12

Источники ошибок при геометрическом нивелировании 3 группы случайных и систематических ошибок 1. Личные 2. Приборные 3. Влияние внешней среды Личные ошибки Ошибка совмещения концов пузырька уровня mсовм Ошибка наведения mнав Ошибка считывания mотс Ошибка взгляда

Влияние внешней среды Ослабление влияния рефракции 1. 2. 3. 4. 5. Длина визирного луча I класс – 50 м, II класс – 65 м Высота ВЛ над поверхностью I класс – 0, 8 м, II класс – 0, 5 м Работать в благоприятное время- утром и вечером, в пасмурную погоду 4. Прямой и обратный ход в разное время суток Вертикальное перемещение костылей и штатива 1. 2. 3. 3. 4. 5. 6. Грунты средней и высокой плотности Прямой и обратный ход по одним и тем же переходным точкам, одинаково чётное число станций Костыли левой и правой линий не ближе 0, 5 м Наблюдения по симметричной програме З-П-П-З или П-З-З-П, не нажимать на костыли и штатив, не работать при сильном ветре

Основные источники ошибок при техническом нивелировании 1. Ср. кв. ошибка m. Y в отсчёте по рейке из-за отклонения оси 2. цилиндрического уровня от горизонтального положения Где τ – цена деления уровня, d – расстояние до рейки При τ = 30” d = 150 м 2. Отсчёты по рейкам зависят от разрешающей способности глаза (60”), увеличения зрительной трубы υ и расстояния d при d = 150 м и υ = 20 Х

3. Нарушение главного условия нивелира При i = 10” Δd = 10 м 4. Наклон рейки 5. Случайные ошибки в делениях рейки для дециметровых делений не более 1 мм

6. Ошибки округления при отсчёте по рейке Где t = 10 мм – цена деления рейки d – расстояние, υ – увеличение ЗТ При d = 150 м, υ = 23 Х Суммарная поправка Так как превышение равно разности отсчётов

При расстоянии от нивелира до реек по 150 м нивелирный ход в 1 км состоит из 4 -х станций Предельная ошибка хода в 1 км А предельная ошибка хода в L км

Тригонометрическое нивелирование

Допускается расхождение в превышениях двух соседних точек 4 см на каждые 100 м При малых углах наклона средняя квадратическая погрешность определения превышения При d = 200 м и mυ=30” получим mh= 2. 9 см